Centriol: definiție, funcție și structură

Dacă ați supraviețuit clasei de biologie, vă puteți aminti să vă uitați la fotografii granuloase ale structurilor celulare, cum ar fi centrioli. După cum sugerează și numele său, un centriol este de obicei aproape de centrul unei celule. Centriolul este un organet și joacă un rol important în diviziunea celulară. De obicei, centriolii sunt în perechi și se află lângă nucleu.

Centrosomul conține centriolii din celulă. De asemenea, cunoscut sub numele de centru de organizare a microtubulilor, centrosomul este un organet. Are o pereche de centrioli. Un centriol are de obicei nouă mănunchiuri de microtubuli, care sunt tuburi goale care dau organelor forma lor, dispuse într-un inel. Cu toate acestea, unele specii au mai puțin de nouă mănunchiuri. Microtubulii se desfășoară paralel unul cu celălalt. Un pachet are un set de trei microtubuli, care sunt realizați dintr-o proteină numită tubulină.

Situate în apropierea centrului celulei sau a nucleului, cei doi centrioli sunt de obicei unul lângă celălalt. Cu toate acestea, ele tind să fie orientate în unghi drept între ele. Uneori le puteți vedea etichetate ca centriol de mamă și fiică. În general, un centriol arată ca un cilindru mic, gol. Din păcate, nu o puteți vedea până când celula nu este gata să înceapă divizarea.

În plus față de centrioli, centrosomul conține material pericentriolar (PCM). Aceasta este o masă de proteine, care înconjoară cei doi centrioli. Cercetătorii cred că centriolii sunt capabili să organizeze proteinele.

Funcția principală a unui centriol este de a ajuta cromozomii să se deplaseze în interiorul celulei. Localizarea centriolilor depinde de faptul dacă celula trece sau nu prin divizare. Puteți găsi centrioli activi în timpul mitozei și meiozei. Mitoza este o diviziune celulară care duce la două celule fiice cu același număr de cromozomi ca celula părinte originală. Pe de altă parte, meioza este o diviziune celulară care duce la celule fiice cu jumătate din numărul de cromozomi ca celula mamă originală.

Când o celulă este gata să se împartă, centriolii se deplasează spre capetele opuse. În timpul diviziunii celulare, centriolii pot controla formarea fibrelor fusului. Acesta este momentul în care se formează un fus mitotic sau un aparat de ax. Pare a fi grupuri de fire care ies din centrioli. Fusul este capabil să despartă cromozomii și să-i separe.

Centriolii sunt activi în faze specifice ale diviziunii celulare. În timpul profazei mitozei, centrosomul se separă, astfel încât o pereche de centrioli poate călători către părțile opuse ale celulei. În acest moment, centriolii și materialul pericentriolar sunt denumiți asteri. Centriolii produc microtubuli, care arată ca fire și se numesc fibre de fus.

Microtubulii încep să crească spre capătul opus al celulei. Apoi, unii dintre acești microtubuli se atașează de centromeri ai cromozomilor. O parte din microtubuli va ajuta la separarea cromozomilor, în timp ce celelalte vor ajuta celula să se împartă în două. În cele din urmă, cromozomii se aliniază în mijlocul celulei. Aceasta se numește metafază.

Apoi, în timpul anafazei, cromatidele surori încep să se separe, iar jumătățile se deplasează de-a lungul firelor de microtubuli. În timpul telofazei, cromatidele se deplasează spre capetele opuse ale celulei. În acest moment, fibrele fusului centriolilor încep să dispară, deoarece nu sunt necesare.

Centriolii și centromerii nu sunt la fel. Un centromer este o regiune pe un cromozom care permite atașarea de microtubuli din centriol. Când priviți o imagine a unui cromozom, centromerul apare ca zona restrânsă din mijloc. În această regiune, puteți găsi cromatină specializată. Centromerii joacă un rol esențial în separarea cromatidelor în timpul diviziunii celulare. Este important să rețineți că, deși majoritatea manualelor de biologie arată centromerul în mijlocul cromozomului, poziția poate varia. Unii centromeri sunt la mijloc, în timp ce alții sunt mai aproape de capete.

De asemenea, puteți vedea centrioli la capetele bazale ale flagelilor și ciliilor, care sunt proiecții care ies dintr-o celulă. Acesta este motivul pentru care uneori sunt numite corpuri bazale. Microtubulii din centrioli alcătuiesc flagelul sau cilium. Ciliile și flagelele sunt proiectate fie pentru a ajuta celula să se miște, fie pentru a ajuta la controlul substanțelor din jurul ei.

Când centriolii se deplasează la periferia unei celule, ei pot organiza și forma cilii și flagelii. Cilia tind să fie compuse din multe proiecții mici. Pot arăta ca niște fire de păr mici care acoperă o celulă. Câteva exemple de cili sunt proiecțiile de pe suprafața țesutului traheei unui mamifer. Pe de altă parte, flagelele sunt diferite și au o singură proiecție lungă. Arată adesea ca o coadă. Un exemplu de celulă cu flagel este celula de spermă de mamifer.

Majoritatea ciliilor și flagelelor eucariote au structuri interne similare formate din microtubuli. Ele sunt numite microtubuli dublet și sunt aranjați într-o manieră nouă plus două. Nouă microtubuli dublet, compuși din două bucăți, înconjoară doi microtubuli interni.

Numai celulele animale au centrioli, astfel încât bacteriile, ciupercile și algele nu le au. Unele plante inferioare au centrioli, dar plantele superioare nu. În general, plantele inferioare includ mușchi, licheni și ficate, deoarece nu au un sistem vascular. Pe de altă parte, plantele superioare au acest sistem și includ arbuști, copaci și flori.

Când apar mutații în genele care sunt responsabile de proteinele găsite în centrioli, pot apărea probleme și boli genetice. Oamenii de știință cred că centriolii ar putea de fapt să poarte informații biologice. Este important de reținut că într-un ovul fertilizat centriolii provin doar din sperma masculului, deoarece ovulul unei femele nu le conține. Cercetătorii au descoperit că centriolii originali din spermă sunt capabili să supraviețuiască mai multor diviziuni celulare din embrion.

Deși centriolii nu poartă informații genetice, persistența lor într-un embrion în curs de dezvoltare înseamnă că pot contribui cu alte tipuri de informații. Motivul pentru care oamenii de știință sunt interesați de acest subiect este potențialul pe care îl deține pentru înțelegerea și tratarea bolilor asociate centriolilor. De exemplu, centriolii care au probleme în sperma unui mascul pot fi transferați embrionului.

Cercetătorii au descoperit că celulele canceroase au adesea mai mulți centrioli decât este necesar. Nu numai că au centrioli suplimentari, dar au și mai mulți decât în ​​mod normal. Cu toate acestea, când oamenii de știință au îndepărtat centriolii din celulele canceroase într-un studiu, au descoperit că celulele ar putea continua să se împartă într-un ritm mai lent. Ei au aflat că celulele canceroase au o mutație în p53, care este o genă care codifică o proteină responsabilă de controlul ciclului celular, astfel încât să se poată diviza. Oamenii de știință cred că această descoperire va ajuta la îmbunătățirea tratamentelor împotriva cancerului.

Sindromul oral-facial-digital (OFD) este o tulburare genetică care este, de asemenea, prescurtată ca OFDS. Această boală congenitală se întâmplă din cauza problemelor cu cilii care duc la probleme de semnalizare. Cercetătorii au descoperit că mutațiile din două gene, OFD1 și C2CD3, pot duce la probleme cu proteinele din centrioli. Ambele gene sunt responsabile de reglarea centriolilor, dar mutațiile împiedică funcționarea normală a proteinelor. Acest lucru duce la cilii defecte.

Sindromul oral-facial-digital determină anomalii de dezvoltare la om. Afectează capul, gura, maxilarul, dinții și alte părți ale corpului. În general, persoanele cu această afecțiune au probleme cu cavitatea bucală, fața și cifrele lor. OFDS poate duce, de asemenea, la dizabilități intelectuale. Există diferite tipuri de sindrom oral-facial-digital, dar unele sunt greu de distins între ele.

Unele dintre simptomele OFDS includ fisura palatului, buza despicată, maxilarul mic, căderea părului, tumorile limbii, mici sau ochi largi, cifre suplimentare, convulsii, probleme de creștere, boli de inimă și rinichi, piept și piele scufundate leziuni. De asemenea, este obișnuit ca persoanele cu OFDS să aibă dinți în plus sau lipsă. Se estimează că una din 50.000 până la 250.000 de nașteri are ca rezultat sindromul oral-facial-digital. Sindromul OFD de tip I este cel mai frecvent dintre toate tipurile.

Un test genetic poate confirma sindromul oral-facial-digital, deoarece poate arăta mutațiile genice care îl provoacă. Din păcate, funcționează numai pentru diagnosticarea sindromului OFD de tip I și nu pentru celelalte tipuri. Celelalte sunt de obicei diagnosticate pe baza simptomelor. Nu există nici un remediu pentru OFDS, dar chirurgia plastică sau reconstructivă poate ajuta la corectarea unora dintre anomaliile faciale.

Sindromul oral-facial-digital este o tulburare genetică legată de X. Aceasta înseamnă că apare o mutație pe cromozomul X, care este moștenit. Când o femeie are o mutație la cel puțin un cromozom X din doi, va avea tulburarea. Cu toate acestea, deoarece bărbații au un singur cromozom X, dacă suferă o mutație, acesta tinde să fie letal. Acest lucru are ca rezultat mai multe femei decât bărbați cu OFDS.

Sindromul Meckel-Gruber, care se mai numește sindromul Meckel sau sindromul Gruber, este o tulburare genetică. De asemenea, este cauzată de defecte ale cililor. Sindromul Meckel-Gruber afectează diferite organe din corp, inclusiv rinichii, creierul, cifrele și ficatul. Cele mai frecvente simptome sunt prezența unei proeminențe pe o parte a creierului, chisturi renale și cifre suplimentare.

Unele persoane cu această boală genetică au anomalii ale feței și ale capului. Alții au probleme cu creierul și măduva spinării. În general, mulți fetuși care au sindromul Meckel-Gruber mor înainte de naștere. Cei născuți tind să trăiască pentru o perioadă scurtă de timp. De obicei, mor din cauza insuficienței respiratorii sau renale.

Se estimează că unul din 3.250 până la 140.000 de copii are această tulburare genetică. Cu toate acestea, este mai frecvent în anumite părți ale lumii și în unele țări. De exemplu, apare la unul din 9.000 de persoane cu ascendență finlandeză, unul din 3.000 de persoane cu ascendență belgiană și unul din 1.300 de persoane cu ascendență indiană gujarati.

Majoritatea făturilor sunt diagnosticate în timpul sarcinii, când se efectuează o ecografie. Poate arăta anomalia creierului care arată ca o proeminență. Femeile gravide pot primi, de asemenea, eșantionare de villus corionic sau amniocenteză pentru a verifica tulburarea. Un test genetic poate confirma, de asemenea, diagnosticul. Nu există nici un remediu pentru sindromul Meckel-Gruber.

Mutațiile în gene multiple pot duce la sindromul Meckel-Gruber. Acest lucru creează proteine ​​care nu pot funcționa corect, iar cilii sunt afectați negativ. Ciliile au probleme structurale și funcționale, care cauzează anomalii de semnalizare în interiorul celulelor. Sindromul Meckel-Gruber este o afecțiune autosomală recesivă. Aceasta înseamnă că există mutații pe ambele copii ale unei gene moștenite de un făt.

Johann Friedrich Meckel a publicat unele dintre primele rapoarte ale acestei boli în anii 1820. Apoi, G.B. Gruber și-a publicat rapoartele despre boală în anii 1930. Combinația numelor lor este acum utilizată pentru a descrie tulburarea.

Centriolii sunt organite importante în interiorul celulelor. Acestea fac parte din diviziunea celulară, cilii și flagelii. Cu toate acestea, atunci când apar probleme, acestea pot duce la mai multe boli. De exemplu, atunci când o mutație a unei gene provoacă disfuncționalități ale proteinelor care afectează cilii, aceasta poate duce la tulburări genetice grave care sunt fatale. Cercetătorii continuă să studieze centriolii pentru a afla mai multe despre funcția și structura lor.