Centrosome: განმარტება, სტრუქტურა და ფუნქცია (დიაგრამით)

ცენტროსომა ("შუა სხეული") არის სტრუქტურა, რომელიც გვხვდება მცენარეთა და ცხოველთა უმეტესობის უჯრედებში. სწორედ ამ ორგანოსგან არის ცნობილი ცილის სტრუქტურები მიკროტუბულები ფორმა და გავრცელება.

ეს მიკროტუბულები გამოდის მიკროტუბულის ორგანიზების ცენტრიდან (MTOC) და უჯრედის მთელი რიგი ფუნქციების და პროცესების განუყოფელია. ისინი, ალბათ, ყველაზე ცნობილია უჯრედების დაყოფის პროცესში მნიშვნელოვანი როლით, რომელიც მოიცავს მიტოზი (უჯრედის ბირთვული მასალის დაყოფა ქალიშვილ ბირთვებად) მოჰყვა მოკლე წესრიგს ციტოკინეზი (მთელი უჯრედის დაყოფა ქალიშვილ უჯრედებში).

ამ დაყოფის პროცესს უწევს შუამავლობით ცენტრიოლები ცენტროსომების.

Centrosomes არის სტრუქტურები, რომლებიც შეიცავს ცენტრიოლებს, რომლებიც წარმოქმნიან მიკროტუბულებს, რომლებიც ფუნქციონირებენ როგორც მიტოზური spindle. ეს ბევრი რამის წარმოსადგენად შეიძლება, ამიტომ თითოეული მათგანის თვალსაზრისით უფრო მკაფიო წარმოდგენა წარმოადგენს ცენტროსომების ფიზიკურ წყობას.

დროს ინტერფაზი, ეს არის პერიოდი, რომლის დროსაც უჯრედი არ იყოფა აქტიურად, თითოეული უჯრედი შეიცავს ერთ ცენტროსომს, რომელიც მოიცავს წყვილი ცენტრიოლებს. თითოეული ეს ცენტრიოლი შედგება ცხრა მიკროტუბულის სამეულიდან, ცილინდრული განლაგებით; სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ერთი ცენტრიოლი მოიცავს სულ

• თუ ცენტრიოლის კვეთას გადახედავდით, ნახავდით ა წრიული ფორმირება შედგება ცხრა ჯგუფი ...
• ... და თითოეულ ამ ჯგუფს აქვს ხაზი სამი პატარა წრე, პატარა წრეების ამ ხაზებით დახრილი წრიული წარმონაქმნის შუაკენ არის დახრილი.

აგრეთვე ინტერფაზის დროს ხდება უჯრედის ყველა ძირითადი კომპონენტის ტირაჟირება, მათ შორის ცენტროსომა და მისი წყვილი ცენტრიოლები. თავდაპირველად, ორი ცენტროზომა, ან ცენტილოლის წყვილი, ფიზიკურ სიახლოვეს რჩება. მას შემდეგ, რაც მიტოზი სრულად მიმდინარეობს, ორი ცენტრიოლია მიგრაცია საპირისპირო ბოლოებისკენ უჯრედისა, რომელიც ემზადება ორ ქალიშვილ უჯრედად დაყოფად.

• ცენტრიოლებსა და უჯრედულ მატრიქსს შორის, რომელშიც ისინი იქმნება და ცხოვრობს, 100-ზე მეტ განსხვავებულ ცილას აქვს ფუნქცია ცენტროსომის სტრუქტურაში. ეს მატრიცა ცნობილია როგორც პერიცენტრიოლარული მასალაან PCM.

Centrosome vs. ცენტრომერი: არც "ცენტროზომა" და არც "ცენტრიოლი" არ უნდა აგვერიოს ცენტრომერი, რაც არის ფიზიკური კვანძი ქრომოსომის დის ქრომატიდებს შორის, რომელიც გაყოფისთვის ემზადება მიტოზის ნაწილად.)

მიკროტუბულებს, როგორც აღინიშნა, უჯრედებში არაერთი სხვადასხვა ფუნქცია აქვთ, მაგრამ მათი მთავარი დანიშნულება უჯრედების დაყოფაშია ემსახურებიან როგორც spindle ბოჭკოებს, რომლებიც განაწილების დროს ხელს უწყობენ უჯრედული კომპონენტების გამოყოფას პროცესი

გარდა იმისა, რომ მონაწილეობდა მიტოზი, ცენტროსომა უჯრედში მნიშვნელოვან სტრუქტურულ როლს ასრულებს უჯრედის წარმოქმნით მიკროტუბულები რომ ქმნის ციტოსკლეტი, რაც უჯრედებს აძლევს ფორმას და მთლიანობას.

მიუხედავად იმისა, რომ ალბათ მაცდურია უჯრედების წარმოქმნა, როგორც მყიფე, ჟელატინისებრი გლობები, რომლებიც მხოლოდ მომრგვალო კონტეინერებზე მეტია, ყველა უჯრედი უკიდურესად დინამიურია, მისი მემბრანის ჩათვლით, რომელიც ყურადღებით აკონტროლებს რა ნივთიერებების უჯრედში მოხვედრასა და მის გარეთ.

• თუ მიკროტუბულები, რომლებიც მონაწილეობენ უჯრედების დაყოფაში შექმნის spindle ჰგავს ბერკეტები ეს აკონტროლებს სად მიდის უჯრედის ნაწილები და შემდეგ ის, ვინც ქმნის სტატიკას ციტოსკლეტი ჰგავს ხარაჩოები.

წაიკითხეთ მეტი მიკროტუბულების უჯრედების ძირითადი ფუნქციის შესახებ.

მათი დანიშნულება მსგავსია თქვენი საკუთარი სხეულის ჩონჩხისა, რომელიც დანარჩენებს ზოგად ფიზიკურ ფორმას ანიჭებს და ფუნქციონირებს როგორც ერთგვარი თარო, რომელიც ინახავს თქვენს სხვა მნიშვნელოვან ფიზიკურ კომპონენტებს - ორგანოებს, კუნთებს და ქსოვილები.

Cytoskeleton მოწყობა და შემადგენლობა: ციტოსკლეტის წარმომქმნელი მიკროტუბულები იჭრება უჯრედის შინაგანი ციტოპლაზმის გასწვრივ და ქმნის ფრჩხილების სერიას უჯრედის საზღვარს და მის ბირთვს ცენტრთან ახლოს. ეს ტუბულები თავის მხრივ შედგება მონომერული ერთეულებისაგან, რომლებიც მზადდება ცილისგან, რომელსაც ეწოდება ტუბულინი.

ეს ტუბულინი, ისევე როგორც ბუნებაში მრავალი ცილა, გამოდის სხვადასხვა ქვეტიპებით; მიკროტუბლებში ყველაზე გავრცელებულია:

• ალფა-ტუბულინი
• ბეტა-ტუბულინი

მხოლოდ ცენტროსომის თანდასწრებით ეს მონომერები სპონტანურად ქმნიან მიკროტუბულებად, ალბათ, ისევე, როგორც კვერცხი, შაქარი და შოკოლადი მხოლოდ პიქტოგრამებად იქცევა ადამიანის დაკომპლექტების პირობებში სამზარეულო

გარდა ამისა, ცილები ე.წ. დინეინი და კინესინები მონაწილეობა მიიღოს მიტოზში; ეს მიკროტუბულების ბოლოების სწორ ადგილებზე ორიენტირებას უწყობს ხელს მალე გაყოფის ქრომოსომების გასწვრივ ან მათ მახლობლად, რომლებიც ხაზობენ მეტაფაზის ფირფიტის გასწვრივ.

ცენტროსომების მნიშვნელობა: ჯერჯერობით უცნობია, თუ როგორ ხდება ზუსტად ინტერფაზის დროს ცენტროზომების დუბლირება. ასევე, აღსანიშნავია, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ცენტროსომები და ცენტრიოლები მცენარეთა უმეტეს უჯრედებში ჩნდება, მიტოზი შეიძლება მოხდეს მცენარეებში ამ სტრუქტურების არარსებობის შემთხვევაში. სინამდვილეში, ზოგიერთ ცხოველურ უჯრედში მიტოზს შეუძლია იმუშაოს მაშინაც კი, როდესაც ცენტრიოლები მიზანმიმართულად გაანადგურეს, მაგრამ ეს ჩვეულებრივ იწვევს რეპლიკაციის შეცდომების უჩვეულოდ დიდ რაოდენობას.

ამიტომ ითვლება, რომ ცენტროსომები ხელს უწყობენ კონტროლის ხარისხს მთელი პროცესის განმავლობაში და ბიოქიმიკოსები ცდილობენ გაარკვიონ ამის მექანიზმები, რადგან ისინი სავარაუდოდ მნიშვნელოვანია კიბოს გენეზისი და პროგრესირება და სხვა დარღვევები, რომლებიც დამოკიდებულია უჯრედების გამრავლებასა და გაყოფაზე.

•••დანა ჩენი | მეცნიერება

უჯრედების დაყოფა უჯრედის ბიოლოგიის გადამწყვეტი კომპონენტია. ამ პროცესში მთავარ როლს ასრულებს ცენტროსომები.

გახსოვდეთ, რომ ერთი ცენტროზომის ორი ცენტრიოლი ორიენტირებულია ერთმანეთის სწორი კუთხით, რაც ნიშნავს, რომ ამ ცენტრიოლებში მიკროტუბულები განლაგდება ერთ-ერთ ორ პერპენდიკულარულში მიმართულებები. ასევე გავიხსენოთ, რომ ჯერჯერობით არც თუ ისე გამყოფი უჯრედის ორი ცენტროზომი მოთავსებულია ინტერფაზური უჯრედის საპირისპირო ბოლოებზე.

ამ გეომეტრიის შედეგია ის, რომ როდესაც მიტოზის spindle ბოჭკოები იწყებენ წარმოქმნას, ისინი წარმოიქმნება ვრცელდება თითოეული მხრიდან (ან „ბოძი”) უჯრედისაკენ მისი ცენტრისკენ, სადაც საბოლოოდ ყველაზე აშკარაა უჯრედების დაყოფა და ისინი ასევე ვრცელდება ან "გულშემატკივართა" გარედან თითოეული ცენტროსომის მიმართულებით.

შეეცადეთ დაიჭიროთ დახურული მუშტები ოდნავ გაშლილი, შემდეგ კი ნელა გახსნათ, ხოლო ახლად ხილული თითები ერთმანეთისკენ გააგრძელოთ; ეს გთავაზობთ ზოგად სურათს იმის შესახებ, თუ რა ვითარდება ცენტროსომებში, მიტოზის მიმდინარეობისას.

მიტოზი თავისთავად მოიცავს ოთხ ფაზას (ზოგჯერ ჩამოთვლილია ხუთად). იმისათვის, რომ ესენია:

1. პროფაზი
2. მეტაფაზი
3. ანაფაზი
4. ტელოფაზი

ზოგი წყარო ასევე მოიცავს პრომეთაფაზი პროფასა და მეტაფაზას შორის. მიტოზის დაწყებისთანავე, მიკროტუბულები იზრდება ძირფესვიანური მიტოზური შპონიდან თითოეულ პოლუსზე უჯრედის ცენტრისკენ, სადაც წყვილად დალაგებული ტირაჟირებული ქრომოსომები განლაგებულია გასწვრივ ე. წ მეტაფაზის ფირფიტა (უხილავი ხაზი, რომლის გასწვრივ ხდება ბირთვის გახლეჩა).

Spindle ბოჭკოების ეს ბოლოები სამიდან ერთში იბრუნებს: კინეტოქორე თითოეული ქრომოსომის წყვილი, რომელიც წარმოადგენს სტრუქტურას, რომელზეც სინამდვილეში ქრომოსომები განცალკევებულია; ქრომოსომების მკლავებზე; და თავად ციტოპლაზმაში კარგად არის უჯრედის მეორე მხარეს, უფრო ახლოს არის მოწინააღმდეგე ცენტროზომთან, ვიდრე ამ ბოჭკოების წარმოშობის წერტილთან.

Spindle ბოჭკოები ოპერაციაში: Spindle ბოჭკოების ბოლოების წამყვანის წერტილების დიაპაზონი მიტოზური პროცესის ელეგანტურობასა და სირთულეს ადასტურებს. ეს არის ერთგვარი "საბრძოლო მოქმედება", მაგრამ ის ძალიან კარგად უნდა იყოს კოორდინირებული, ასე რომ დაყოფა "გადის" ყველა ქრომოსომათა წყვილის ზუსტად შუაზე თითოეული ქალიშვილი უჯრედი თითოეული წყვილიდან იღებს ზუსტად ერთ ქრომოსომას.

Spindle ბოჭკოები გარკვეულწილად "უბიძგებს", ისევე როგორც ბევრს "უბიძგებს", რომ უჯრედების დაყოფა არა მხოლოდ ძალდატანებითი, არამედ ზუსტიცაა. მიკროტუბულები მონაწილეობენ მარტო ბირთვის გაყოფაში, მაგრამ ასევე მონაწილეობენ მთელი უჯრედის გაყოფაში (ანუ ციტოკინეზი) და თითოეული ახალი ქალიშვილის უჯრედის ხელახლა შეფუთვა საკუთარ უჯრედულ მემბრანაში.

ამ ყველაფრის წარმოსადგენად ერთი გზაა: უჯრედებს არ აქვთ კუნთები, მაგრამ მიკროტუბულები დაახლოებით იმდენად ახლოსაა, როგორც უჯრედის კომპონენტები.

როგორც აღვნიშნეთ, უჯრედების ცენტროსომები რეპლიკაციას ასრულებენ ინტერფაზის დროს, ანუ უჯრედის ციკლის შედარებით გრძელი ნაწილი მიტოზურ დაყოფებს შორის. ცენტროზომებში ცენტრიოლების რეპლიკაცია სრულად არ არის კონსერვატიული, რაც ნიშნავს, რომ ჩამოყალიბებული ორი ქალიშვილი ცენტრიოლი არ არის მთლიანად იდენტური, როგორც ეს მოხდებოდა კონსერვატიული პროცესის დროს. ამის ნაცვლად, ცენტრიოლის რეპლიკაციაა ნახევრად კონსერვატიული.

მიუხედავად იმისა, რომ ცენტროსომის რეპლიკაციის ზუსტი მექანიზმი S ფაზა (სინთეზის ფაზა) უჯრედის ინტერფაზის სრულად გაგება რჩება, მეცნიერებმა გააცნობიერეს, რომ როდესაც ცენტრიოლი გაიყოფა, ერთ-ერთი შედეგიანი ცენტრიოლი ინარჩუნებს "დედის" მახასიათებლებს და შეუძლია ოპერაციული მიკროტუბულების წარმოქმნა.

ამ ცენტრიოლს აქვს "ღეროვანი უჯრედის მსგავსი" თვისებები, ხოლო მეორე, "ქალიშვილი", სრულად დიფერენცირდება. თითოეულ გამყოფ უჯრედს თითოეულ ბოძზე აქვს ერთი დედა-შვილის ცენტრიოლის წყვილი თითოეული ახალი ქალიშვილის უჯრედი, როგორც შეიძლება მოელით, თითოეულ წყვილში შეიცავს ერთ დედის ცენტრიოლს და ერთ ქალიშვილ ცენტრიოლს. ინტერფაზის დროს, რომელიც მალე მოყვება, ეს ცენტრიოლი გაიყოფა და კვლავ შეიქმნება ორი დედა ცენტრიოლი-ქალიშვილი ცენტრიოლის წყვილი.

ცენტრიოლები დიფერენცირებულ სტრუქტურებში: ფუნქციის დახვეწილი განსხვავებები თითოეულ წყვილთან სწორკუთხოვან ცენტრიოლებს შორის აშკარა ხდება, როდესაც მაგალითად, დედა ცენტრიოლი ერთვის უჯრედის პლაზმური მემბრანის ინტერიერს და ქმნის სტრუქტურას ე.წ. ბაზალური სხეული. ეს სხეული, ჩვეულებრივ, არის ცილიუმის, ანუ თმის მსგავსი მრავალ მიკროტუბულის გაფართოების ნაწილი, რომელიც არ არის მოძრავი; ეს არ მოძრაობს.

Ზოგიერთი cilia ("cilium" - ის მრავლობითი რიცხვი) ფორმა flagella (სინგულარული ”flagellum”), რომლებიც მოძრაობენ, ხშირად უბიძგებენ მთელ უჯრედებს, ხოლო სხვა შემთხვევებში ემსახურებიან მინიატურულ ცოცხებს, რომლებიც ასუფთავებენ ნამსხვრევებს რეგიონიდან flagellum.

მიუხედავად იმისა, რომ ბიოლოგებს ბევრი რამ აქვთ სასწავლი ცენტროზომების ზუსტი დინამიკის შესახებ, კიბო წარმოქმნის ფანჯარაში იმას, თუ რა ეშლება ცენტროზომებს უჯრედების პათოლოგიური დაყოფის დროს. მკვლევარებმა დააფიქსირეს, მაგალითად, რომ კიბოს უჯრედები ხშირად შეიცავს უჩვეულო რაოდენობის ცენტროსომებს ნაცვლად მოსალოდნელი ერთი ან ორი, და კიბოს საწინააღმდეგო გარკვეული პრეპარატები (მაგალითად, ტაქსოლი და ვინკრისტინი) ახდენენ თავიანთ მოქმედებას მიკროტუბულის აწყობაში ჩარევით.

Flagellum არის მიკროტუბულების ასორტიმენტი, რომელიც საშუალებას იძლევა გადაადგილება, როგორც a სპერმის უჯრედი. Flagellum წარმოიქმნება ერთი ბაზალური სხეულიდან, რომელიც მდებარეობს პლაზმური მემბრანის შიდა ზედაპირზე. ამრიგად, სპერმის უჯრედი შეიცავს ერთ ცენტრიოლურ წყვილს.

რადგან სპერმის უჯრედის საბოლოო ბედი არის შერწყმა ან კვერცხუჯრედიდა კვერცხუჯრედს აკლია ბაზალური სხეული, ეს არის სპერმატოზოიდი, რომელიც უზრუნველყოფს ახლად წარმოქმნილ ზიგოტას (პროდუქტი კვერცხუჯრედის სპერმის შეერთება და პირველი ორგანიზმი ახალი ორგანიზმის წარმოქმნაში რეპროდუქციაში) შეძლებს გაყოფას, მას შემდეგ ცენტრიოლი შეიცავს ინსტრუქციებსა და კომპონენტებს, რომლებიც საჭიროა დაყოფის პროცესისთვის.

ზოგიერთ ორგანიზმს აქვს უჯრედები გარკვეულ უჯრედებზე. ეს მოიცავს თქვენივე სასუნთქი გზების ზოგიერთ უჯრედს. ეპითელიუმი (ზედაპირული უჯრედები; თქვენი კანი წარმოადგენს ერთგვარ ეპითელიუმს), რომელიც თქვენს ფილტვებში ხაზს უსვამს რიგ დაკავშირებულ ბაზალურ სხეულებს, რაც სინამდვილეში არის ცილიუმი. ამ მოციმციმე უჯრედების მილაკოვანი დაგრძელება ფუნქციონირებს ლორწოს და ნაწილაკების გასწვრივ და ამიტომ იცავს ფილტვების ინტერიერს.