Centrosom: definiție, structură și funcție (cu diagramă)

centrosom („corpul mijlociu”) este o structură care se găsește în celulele majorității plantelor și animalelor. Din acest organet se află structurile proteice cunoscute sub numele de microtubuli formează și extinde.

Acești microtubuli ies din centrul de organizare a microtubulilor (MTOC) și fac parte dintr-o serie de funcții și procese ale celulelor eucariote de-a lungul vieții unei celule. Ei sunt probabil cel mai bine cunoscuți pentru rolul lor important în procesul de diviziune celulară, care include mitoză (împărțirea materialului nuclear al unei celule în nuclee fiice) urmată în scurt timp de citokinezie (împărțirea unei întregi celule în celule fiice).

Acest proces de divizare este mediat de centrioli de centrosomi.

Centrosomii sunt structuri care conțin centrioli, care dau naștere microtubulilor care funcționează ca fus mitotic. Este o mulțime de imaginat, așa că o privire la fiecare dintre aceștia în termeni oferă o idee mai clară a structurii fizice a centrosomilor.

Pe parcursul interfază, care este perioada în care o celulă nu se divizează în mod activ, fiecare celulă conține un centrosom care include o pereche de centrioli. Fiecare dintre acești centrioli este format din nouă triplete de microtubuli într-un aranjament cilindric; cu alte cuvinte, un singur centriol include un total de 27 microtubuli alergând de la capăt la cap. Cei doi centrioli sunt orientați în unghi drept unul cu celălalt. Tripletele în sine seamănă cu mici țevi paralele care sunt într-o linie.
Citiți mai multe despre ceea ce se întâmplă în interfază.

• Dacă ar fi să te uiți la o secțiune transversală a unui centriol, ai vedea un formarea circulară constând din nouă grupuri ...
• ... și fiecare dintre aceste grupuri are o linie de trei cercuri mai mici, cu aceste linii de cercuri mai mici înclinate spre mijlocul formațiunii circulare.

De asemenea, în timpul interfazei, toate componentele de bază ale unei celule sunt reproduse, inclusiv centrosomul și perechea sa de centrioli. Inițial, cei doi centrosomi, sau perechi de centrioli, rămân în imediata apropiere fizică. Odată ce mitoza este pe deplin în curs, cei doi centrioli migrează către capete opuse a celulei care se pregătește să se împartă în două celule fiice.

• Între centrioli și matricea celulară în care sunt creați și locuiesc, peste 100 de proteine ​​distincte au o funcție în structura centrosomului. Această matrice este cunoscută sub numele de material pericentriolar, sau PCM.

Centrosome vs. Centromer: Nici „centrosom” sau „centriol” nu trebuie confundate cu centromer, care este joncțiunea fizică dintre cromatidele surori ale unui cromozom care se pregătește să se divizeze ca parte a mitozei.)

Microtubulii, după cum sa menționat, au o serie de funcții diferite în celule, dar scopul lor principal în diviziunea celulară este acela de a servesc drept fibre de ax care ajută la controlul și efectuarea separării componentelor celulare în timpul divizării proces.

Pe lângă participarea la mitoză, centrosomul joacă un rol structural vital în celulă prin generarea de microtubuli care formează citoschelet, ceea ce oferă celulelor forma și integritatea lor.

Deși este poate tentant să ne imaginăm celulele ca globuri fragile, gelatinoase, care sunt puțin mai mult decât recipiente rotunjite, fiecare celulă este extrem de dinamic, inclusiv membrana sa, care controlează cu atenție ce substanțe pot sau nu să treacă în și în afara celulei.

• Dacă microtubuli care participă la diviziunea celulară prin formarea fusului sunt ca. pârghii care controlează unde merg părți ale celulei, apoi cele care alcătuiesc staticul citoschelet sunt ca schele.

Citiți mai multe despre funcția principală a celulelor microtubulilor.

Scopul lor este similar cu cel al scheletului propriului corp, care vă conferă restului forma fizică generală și funcționează ca un fel de raft care ține celelalte componente fizice importante - organele, mușchii și șervețele.

Dispunerea și compoziția citoscheletului: Micotubulii care formează citoscheletul sunt filetați peste citoplasma interiorului celulei, formând o serie de acolade între limita celulei și nucleul său aproape de centru. La rândul lor, acești tubuli constau din unități monomerice formate dintr-o proteină numită tubulină.

Această tubulină, ca multe proteine ​​din natură, vine într-o varietate de subtipuri; cele mai frecvente găsite în microtubuli sunt:

• alfa-tubulină
• beta-tubulină

Numai în prezența unui centrosom, acești monomeri se formează spontan în microtubuli, în mare parte în același mod, probabil, deoarece ouăle, zahărul și ciocolata se formează numai în fursecuri în prezența unui om bucătărie.

În plus, proteinele numite dinine și kinesins luați parte la mitoză; acestea ajută la orientarea capetelor microtubulilor către locațiile lor corecte de-a lungul sau în apropierea cromozomilor care se vor diviza în curând, care se aliniază de-a lungul plăcii metafazice.

Importanța centrozomilor: Nu se știe încă cum se produce exact duplicarea centrosomilor în timpul interfazei. De asemenea, este remarcabil faptul că, în timp ce centrosomii și centriolii apar în majoritatea celulelor vegetale, mitoza poate apărea la plante în absența acestor structuri. De fapt, în unele celule animale, mitoza poate funcționa chiar și atunci când centriolii au fost distruși în mod intenționat, dar acest lucru duce în general la un număr neobișnuit de mare de erori de replicare.

Prin urmare, se crede că centrosomii contribuie la conferirea unui grad de control pe parcursul întregului proces, iar biochimiștii se străduiesc să elucideze mecanismele acestui lucru, deoarece acestea sunt probabil importante în geneza și progresia cancerelor și alte tulburări care sunt condiționate de replicarea și divizarea celulelor.

•••Dana Chen | Știința

Diviziunea celulară este o componentă crucială a biologiei celulare. Centrosomii joacă un rol major în acest proces.

Amintiți-vă că cele două centriole ale unui singur centrosom sunt orientate în unghi drept unul față de celălalt, ceea ce înseamnă că microtubulii din acești centrioli vor fi dispuși într-unul din doi perpendiculari reciproc directii. Amintiți-vă, de asemenea, că cei doi centrosomi dintr-o celulă care nu este încă destul de divizată se află la capetele opuse ale celulei interfazice.

O implicație a acestei geometrii este că atunci când fibrele fusului de mitoză încep să se formeze, acestea extindeți din fiecare parte (sau „stâlp”) A celulei spre centrul ei, unde diviziunea celulară este în cele din urmă cea mai evidentă și de asemenea, se extind sau se „ventilează” spre exterior într-o gamă de direcții de la fiecare centrosom în sine.

Încercați să țineți pumnii închiși ținuți ușor distanți, apoi deschideți-i încet în timp ce vă extindeți degetele nou vizibile unul către celălalt; aceasta oferă o imagine generală a ceea ce se desfășoară la centrosomi pe măsură ce mitoza are loc.

Mitoza în sine include patru faze (uneori listate ca cinci). În ordine, acestea sunt:

1. Profază
2. Metafaza
3. Anafaza
4. Telofazat

Unele surse includ, de asemenea prometafaza între profază și metafază. Pe măsură ce mitoza începe, microtubulii care cresc din fusul mitotic născut la fiecare pol se mișcă spre centrul celulei, unde cromozomii reproduși dispuși în perechi sunt aliniați de-a lungul așa-zisul placa metafazica (o linie invizibilă de-a lungul căreia se produce decolteul nucleului).

Aceste capete variabile ale fibrelor fusului se desfășoară într-unul din cele trei locuri: pe kinetochore din fiecare pereche de cromozomi, care este structura la care se separă efectiv cromozomii; pe brațele cromozomilor; și în citoplasma însăși bine de cealaltă parte a celulei, mai aproape de centrosomul opus decât de punctul de origine al acestor fibre.

Fibrele axului în funcțiune: Gama de puncte de ancorare a capetelor fibrelor fusului atestă eleganța și complexitatea procesului mitotic. Este un fel de „tragere de război”, dar care trebuie să fie extrem de bine coordonată, astfel încât diviziunea „trece” prin mijlocul exact al fiecărei perechi de cromozomi pentru a se asigura că fiecare celulă fiică primește exact un cromozom de la fiecare pereche.

Fibrele fusului fac, prin urmare, o oarecare „împingere”, precum și o mulțime de „tragere” pentru a se asigura că diviziunea celulară nu este doar forțată, ci exactă. Microtubulii participă doar la divizarea nucleului, dar participă și la divizarea întregii celule (de exemplu, citokineză) și reîncadrarea fiecărei celule fiice noi în membrana sa celulară.

O modalitate de a vă imagina toate acestea: celulele nu au mușchi, dar microtubulii sunt la fel de aproape ca componentele celulare.

După cum sa menționat, centrosomii celulelor se reproduc în timpul interfazei, partea relativ lungă a ciclului celular între diviziunile mitotice. Replicarea centriolilor în centrosomi nu este pe deplin conservator, ceea ce înseamnă că cele două centriole fiice formate nu sunt complet identice, așa cum s-ar întâmpla într-un proces conservator. În schimb, replicarea centriolului este semiconservatoare.

În timp ce mecanismul exact al replicării centrosomului în timpul Faza S (faza de sinteză) a interfazei celulare rămâne să fie pe deplin înțeleasă, oamenii de știință au realizat că atunci când un centriol se divide, unul dintre centriolii rezultați păstrează caracteristicile „mamei” și poate genera microtubuli operaționali.

Acest centriol are proprietăți „asemănătoare celulelor stem”, în timp ce celălalt, „fiica”, devine complet diferențiat. Fiecare celulă de divizare are câte o pereche de centriol mamă-fiică la fiecare pol, deci fiecare celulă fiică nouă, așa cum v-ați putea aștepta, conține câte un centriol mamă și un centriol fiică în fiecare pereche. În timpul interfeței care urmează în curând, acest centriol se va împărți pentru a crea din nou două perechi mamă centriol-fiică centriol.

Centriole în structuri diferențiate: Diferențele subtile în funcție între centriolii unghiulari din fiecare pereche devin evidente atunci când, pentru de exemplu, centriolul mamă se atașează de interiorul membranei plasmatice a celulei pentru a forma o structură numit a corpul bazal. Acest corp face de obicei parte dintr-un cilium sau o extensie multi-microtubulară asemănătoare părului, care nu este mobilă; adică nu se mișcă.

niste cilii (pluralul „cilium”) se formează flagel („flagel” singular) care se mișcă, propulsând adesea celule întregi, în timp ce în alte cazuri servesc drept mături miniaturale de un fel care îndepărtează resturile din regiunea flagelului.

În timp ce biologii au multe de învățat despre dinamica precisă a centrosomilor, cancerul oferă o fereastră în ceea ce nu merge cu centrosomii în cazuri de diviziune celulară anormală. Cercetătorii au observat, de exemplu, că celulele canceroase conțin adesea un număr neobișnuit de centrosomi în loc de unul sau doi așteptați și anumite medicamente anti-cancer (de exemplu, Taxol și vincristină) își exercită efectele prin interferența cu asamblarea microtubulilor.

Un flagel este un sortiment de microtubuli care permite locomoția, ca în cazul unui celula spermatozoida. Un flagel provine dintr-un singur corp bazal de pe suprafața interioară a membranei plasmatice. Astfel, o celulă de spermă conține o singură pereche de centrioli.

Deoarece soarta finală a unei celule de spermă este să se topească cu o ovul, iar unei celule de ou îi lipsește un corp bazal, sperma este cea care asigură un zigot nou format (produsul aderarea ouă-spermă și primul pas în generarea unui nou organism în reproducere) se va putea împărți, de cand centriolul include instrucțiuni și componente necesare procesului de divizare.

Unele organisme au cili pe anumite celule. Aceasta include unele dintre celulele propriilor căi respiratorii. epiteliu (celule de suprafață; pielea ta este un fel de epiteliu) care îți acoperă plămânii formează un număr de corpuri bazale conectate, ceea ce este de fapt un cilium. Extensiile tubulare ale acestor celule ciliate funcționează pentru a se deplasa de-a lungul mucusului și a particulelor și, prin urmare, protejează interiorul plămânilor.