Centrosome: definīcija, struktūra un funkcija (ar diagrammu)

The centrosoma ("vidējais ķermenis") ir struktūra, kas atrodama lielākās daļas augu un dzīvnieku šūnās. No šīs organeles olbaltumvielu struktūras, kas pazīstamas kā mikrotubulas formā un pagarināt.

Šie mikrotubulīši iznāk no mikrotubulu organizēšanas centra (MTOC) un ir neatņemami daudzām eikariotu šūnu funkcijām un procesiem visā šūnas dzīves laikā. Viņi, iespējams, ir vislabāk pazīstami ar savu nozīmīgo lomu šūnu dalīšanās procesā, kas ietver mitoze (šūnas kodolmateriāla sadalīšana meitas kodolos) sekoja īsā secībā citokinēze (veselas šūnas sadalīšana meitas šūnās).

Šo dalīšanas procesu starpniecību nodrošina centrioles centrosomu.

Centrosomas ir struktūras, kas satur centrioles, kas rada mikrotubulus, kas darbojas kā mitotiskā vārpsta. Tas ir daudz ko iedomāties, tāpēc, aplūkojot katru no šiem nosacījumiem, tiek sniegts skaidrāks priekšstats par centrosomu fizisko izveidi.

Laikā starpfāze, kas ir periods, kurā šūna aktīvi nedalās, katrā šūnā ir viena centrosoma, kurā ietilpst pāris centriolu. Katra no šīm centriolēm sastāv no deviņiem mikrocauruļu tripletiem cilindriskā formā; citiem vārdiem sakot, vienā centriolā kopā ir

• Ja jūs apskatītu centriola šķērsgriezumu, jūs redzētu a apļveida veidošanās kas sastāv no deviņas grupas ...
• ... un katrai no šīm grupām ir rinda trīs mazāki apļi, ar šīm mazāku apļu līnijām, kas vērstas uz apļveida veidojuma vidusdaļu.

Arī starpfāzes laikā visi šūnas pamatkomponenti tiek atkārtoti, ieskaitot centrosomu un tās centriolu pāri. Sākotnēji abas centrosomas jeb centriolu pāri paliek fiziskā tuvumā. Kad mitoze ir pilnībā sākusies, abas centrioles migrēt uz pretējiem galiem no šūnas, kas gatavojas sadalīties divās meitas šūnās.

• Starp centriolām un šūnu matricu, kurā tie ir izveidoti un mitinās, vairāk nekā 100 atšķirīgiem proteīniem ir funkcija centrosomas struktūrā. Šī matrica ir pazīstama kā pericentriolārais materiālsvai PCM.

Centrosome vs. Centromere: Nevienu “centrosomu” vai “centriolu” nevajadzētu jaukt ar centromēra, kas ir fizisks savienojums starp māsas hromatīdiem hromosomā, kas gatavojas sadalīties kā daļa no mitozes.)

Mikrotubuliem, kā atzīmēts, šūnās ir vairākas dažādas funkcijas, bet to galvenais mērķis šūnu dalīšanā ir kalpo kā vārpstas šķiedras, kas dalīšanās laikā palīdz kontrolēt un veikt šūnu sastāvdaļu atdalīšanu process.

Papildus dalībai mitoze, centrosomei ir būtiska strukturāla loma šūnā, ģenerējot mikrotubulas kas veido citoskelets, kas šūnām piešķir to formu un integritāti.

Kaut arī varbūt ir vilinoši iedomāties šūnas kā trauslus, želatīniskus globusus, kas ir nedaudz vairāk par apaļiem traukiem, katra šūna ir ārkārtīgi dinamiska, ieskaitot tās membrānu, kas rūpīgi kontrolē, kādas vielas var vai nevar iziet šūnā un ārpus tās.

• Ja mikrotubulas, kas piedalās šūnu dalīšanās procesā veidojot vārpstu, ir līdzīgi sviras kas kontrolē šūnas daļas, tad tās, kas veido statisko citoskelets ir kā sastatnes.

Lasiet vairāk par mikrotubulu šūnu galveno funkciju.

Viņu mērķis ir līdzīgs jūsu ķermeņa skeleta mērķim, kas pārējiem jums piešķir vispārējo fizisko formu un darbojas kā sava veida plaukts, kas satur citus svarīgus fiziskos komponentus - orgānus, muskuļus un audi.

Citoskeleta izkārtojums un sastāvs: Mikrociļņi, kas veido citoskeletu, ir vītņoti pa šūnas iekšpuses citoplazmu, veidojot virkni lencīšu starp šūnas robežu un tās kodolu, kas atrodas tuvu centram. Šīs kanāliņi savukārt sastāv no monomērām vienībām, kas izgatavotas no proteīna, ko sauc tubulīns.

Šim tubulīnam, tāpat kā daudziem olbaltumvielām dabā, ir dažādi apakštipi; visbiežāk mikrotubulos ir:

• alfa-tubulīns
• beta-tubulīns

Tikai centrrosomas klātbūtnē šie monomēri spontāni veido mikrotubulus, daudzos iespējams, tāpat kā olas, cukurs un šokolāde par sīkdatnēm veido tikai personāla klātbūtnē virtuve.

Turklāt olbaltumvielas sauc dyneīni un kinezīni piedalīties mitozē; tie palīdz mikrotubulu galus orientēt pareizajās vietās gar drīzumā sadalāmām hromosomām vai to tuvumā, kas izvietojas gar metafāzes plāksni.

Centrosomu nozīme: Pagaidām nav zināms, kā tieši notiek centrosomu dublēšanās starpfāzu laikā. Turklāt ir ievērojams, ka, lai gan centrosomas un centriolas parādās lielākajā daļā augu šūnu, mitoze augos var rasties, ja nav šo struktūru. Faktiski dažās dzīvnieku šūnās mitoze var darboties pat tad, ja centrioli ir mērķtiecīgi iznīcināti, taču tas parasti rada neparasti lielu replikācijas kļūdu skaitu.

Tāpēc tiek uzskatīts, ka centrosomas palīdz piešķirt zināmu kontroli visā procesā, un bioķīmiķi cenšas noskaidrot tā mehānismus, jo tie, iespējams, ir svarīgi vēža ģenēze un progresēšana un citi traucējumi, kas ir atkarīgi no šūnu replikācijas un dalīšanās.

•••Dana Čena | Zinātniskā

Šūnu dalīšanās ir izšķiroša šūnu bioloģijas sastāvdaļa. Centrosomām šajā procesā ir galvenā loma.

Atcerieties, ka vienas centrosomas divas centrioles ir vērstas taisnā leņķī viena pret otru, kas nozīmē, ka mikrociļņi šajos centriolos tiks izvietoti vienā no diviem savstarpēji perpendikulāriem virzienos. Atgādiniet arī to, ka abas centrosomas vēl ne visai sadalošā šūnā atrodas starpfāžu šūnas pretējos galos.

Šīs ģeometrijas nozīme ir tāda, ka tad, kad mitozes vārpstas šķiedras sāk veidoties, tās izstiept no katras puses (vai “pole”) Šūnas virzienā uz tās centru, kur šūnu dalīšanās ir visredzamākā, un tie arī stiepjas vai “vēdina” uz āru virzienos no katras pašas centrosomas.

Mēģiniet turēt savas aizvērtās dūres nedaudz atdalītas, un tad lēnām atveriet tās, izstiepjot tikko redzamos pirkstus viens pret otru; tas sniedz vispārēju priekšstatu par to, kas notiek mitrosos turpinoties centrosomās.

Pati mitoze ietver četras fāzes (dažreiz uzskaitītas kā piecas). Lai tie būtu:

1. Priekšnoteikums
2. Metafāze
3. Anafāze
4. Telofāze

Daži avoti arī prometafāze starp profāzi un metafāzi. Kad mitoze sāk darboties, mikrotubuļi, kas aug no topošās mitotiskās vārpstas katrā polā, pārvietojas virzienā uz šūnas centru, kur replikētās hromosomas, kas sakārtotas pāros, ir sakārtotas gar ts metafāzes plāksne (neredzama līnija, pa kuru notiek kodola šķelšanās).

Šie vārpstas šķiedru galiņi ir vērsti vienā no trim vietām: uz kinetohore no katra hromosomu pāra, kas ir struktūra, pie kuras hromosomas faktiski atdalās; uz hromosomu rokām; un pašā citoplazmā labi šūnas otrā pusē, tuvāk pretējā centrosomai nekā šo šķiedru izcelsmes punktam.

Vārpstas šķiedras darbībā: Vārpstas šķiedru galu enkura punktu diapazons apliecina mitotiskā procesa eleganci un sarežģītību. Tas ir sava veida “virves vilkšana”, taču tam jābūt ārkārtīgi labi koordinētam, lai sadalījums “izietu” katra hromosomu pāra precīzajā vidū, lai nodrošinātu, ka katra meitas šūna no katra pāra saņem tieši vienu hromosomu.

Tāpēc vārpstas šķiedras veic “stumšanu”, kā arī lielu “vilkšanu”, lai pārliecinātos, ka šūnu dalīšanās ir ne tikai spēcīga, bet arī precīza. Mikrociļņi piedalās tikai kodola sadalīšanā, bet piedalās arī visas šūnas sadalīšanā (t.i., citokinēze) un katras jaunās meitas šūnas atkārtota ieslēgšana savā šūnu membrānā.

Viens no veidiem, kā varbūt visu šo iedomāties: Šūnām nav muskuļu, bet mikrotubulīši ir aptuveni tik tuvu, cik nokļūst šūnu komponenti.

Kā norādīts, šūnu centrosomas replikējas starpfāzu laikā, salīdzinoši garajā šūnu cikla daļā starp mitotiskajām dalījumiem. Centriolu replikācija centrosomās nav pilnīga konservatīvs, kas nozīmē, ka abas izveidotās meitas centrioles nav pilnīgi identiskas, kā tas notiks konservatīvā procesā. Tā vietā centriola replikācija ir semikonservatīvs.

Kamēr precīzs centrosomu replikācijas mehānisms S fāze (sintēzes fāze) šūnu starpfāzes joprojām ir pilnībā jāsaprot, zinātnieki ir sapratuši, ka, sadaloties centriolam, viena no iegūtajām centriolēm saglabā “mātes” īpašības un var ģenerēt operatīvas mikrocaurules.

Šim centriolam piemīt “cilmes šūnām līdzīgas” īpašības, turpretim otra, “meita”, pilnībā diferencējas. Katrā sadalošajā šūnā katrā polā ir viens mātes un meitas centriolu pāris, tātad katrā jaunajā meitas šūnā, kā jūs varētu sagaidīt, katrā pārī ir viena mātes centriola un viena meitas centriola. Drīz sekojošās fāzes laikā šī centriola sadalīsies, lai atkal izveidotu divus mātes centriolu un meitu centriolu pārus.

Centrioli diferencētās struktūrās: Smalkās funkciju atšķirības starp taisnleņķa centriolēm katrā pārī kļūst acīmredzamas, kad par piemēram, mātes centriola pievienojas šūnas plazmas membrānas iekšpusei, veidojot struktūru sauc a bazālais ķermenis. Šis ķermenis parasti ir daļa no cilija vai matiem līdzīga daudzmikrotuļļu pagarinājuma, kas nav kustīgs; tas ir, tas nepārvietojas.

Daži cilija (daudzskaitlī “cilium”) forma flagella (vienskaitlis “flagellum”), kas pārvietojas, bieži virzot veselas šūnas, savukārt citos gadījumos tās kalpo kā tāda veida miniatūras slotas, kas notīra gružus no karoga reģiona.

Kaut arī biologiem ir daudz jāmācās par precīzu centrosomu dinamiku, vēzis sniedz logu tam, kas notiek nepareizi ar centrosomām patoloģiskas šūnu dalīšanās gadījumos. Pētnieki ir novērojuši, piemēram, to vēža šūnas bieži satur neparastu skaitu centrosomu gaidītā viena vai divu vietā, un daži pretvēža līdzekļi (piemēram, Taxol un vinkristīns) iedarbojas, traucējot mikrotubulu montāžu.

Flagellum ir mikrotubulu sortiments, kas ļauj pārvietoties, tāpat kā a spermas šūna. Flagellum cēlies no viena pamata ķermeņa plazmas membrānas iekšējā virsmā. Tādējādi spermas šūnā ir viens centriolu pāris.

Jo spermas šūnas galīgais liktenis ir saplūst ar olšūna, un olšūnā nav pamata ķermeņa, tieši sperma nodrošina to, ka jaunizveidotā zigota ( olšūnu un spermas pievienošanās un pirmais solis jauna organisma veidošanā reproduktīvā ceļā) varēs sadalīt, kopš centriols satur instrukcijas un komponentus, kas nepieciešami dalīšanas procesam.

Dažiem organismiem dažās šūnās ir cilija. Tas ietver dažas jūsu pašu elpošanas trakta šūnas. The epitēlijs (virsmas šūnas; jūsu āda ir sava veida epitēlijs), kas izklāj jūsu plaušas, veido vairākus savienotus bazālos ķermeņus, kas patiesībā ir cilijs. Šo ciliated šūnu cauruļveida pagarinājumi darbojas, pārvietojoties pa gļotām un daļiņām, un tādējādi aizsargā plaušu iekšpusi.