Центриоль: определение, функция и структура

Если вы пережили урок биологии, вы, возможно, вспомните, глядя на зернистые фотографии клеточных структур, таких как центриоли. Как следует из названия, центриоль обычно находится около центра клетки. Центриоль - это органелла, играющая важную роль в делении клеток. Обычно центриоли располагаются парами и располагаются вблизи ядра.

Центросома содержит центриоли в клетке. Центросома, также известная как центр организации микротрубочек, представляет собой органеллу. Имеет пару центриолей. Центриоль обычно имеет девять пучков микротрубочек, которые представляют собой полые трубки, придающие органеллам их форму, расположенные в виде кольца. Однако у некоторых видов пучков меньше девяти. Микротрубочки идут параллельно друг другу. Один пучок состоит из трех микротрубочек, которые состоят из белка, называемого тубулином.

Расположенные недалеко от центра клетки или ядра, две центриоли обычно находятся рядом друг с другом. Однако они, как правило, ориентированы под прямым углом друг к другу. Иногда их называют центриолями матери и дочери. В целом центриоль выглядит как небольшой полый цилиндр. К сожалению, вы не можете увидеть его, пока клетка не будет готова начать деление.

В дополнение к центриолям центросома содержит перицентриолярный материал (ПКМ). Это масса белков, окружающая две центриоли. Исследователи считают, что центриоли способны организовывать белки.

Основная функция центриоли - помогать хромосомам перемещаться внутри клетки. Расположение центриолей зависит от того, проходит ли клетка деление. Вы можете обнаружить, что центриоли активны во время митоза и мейоза. Митоз - это деление клеток, в результате которого образуются две дочерние клетки с таким же количеством хромосом, что и у исходной родительской клетки. С другой стороны, мейоз - это деление клеток, которое приводит к дочерним клеткам с половиной количества хромосом по сравнению с исходной родительской клеткой.

Когда клетка готова к делению, центриоли перемещаются к противоположным концам. Во время деления клеток центриоли могут контролировать образование волокон веретена. Это когда образуется митотическое веретено или веретенообразный аппарат. Это похоже на группы нитей, выходящих из центриолей. Веретено способно разделять хромосомы и разделять их.

Центриоли активны в определенные фазы клеточного деления. Во время профазы митоза центросома отделяется, поэтому пара центриолей может перемещаться в противоположные стороны клетки. На этом этапе центриоли и перицентриолярный материал называют астрами. Центриоли образуют микротрубочки, которые выглядят как нити и называются волокнами веретена.

Микротрубочки начинают расти к противоположному концу клетки. Затем некоторые из этих микротрубочек прикрепляются к центромерам хромосом. Часть микротрубочек поможет разделить хромосомы, в то время как другие помогут клетке разделиться на две части. В конце концов, хромосомы выстраиваются в середине клетки. Это называется метафазой.

Затем во время анафазы сестринские хроматиды начинают разделяться, и половинки перемещаются по нитям микротрубочек. Во время телофазы хроматиды перемещаются к противоположным концам клетки. В это время волокна веретена центриолей начинают исчезать, поскольку они не нужны.

Центриоли и центромеры - не одно и то же. Центромера - это область на хромосоме, которая позволяет прикрепляться микротрубочкам центриоли. Когда вы смотрите на изображение хромосомы, центромера выглядит как суженная область посередине. В этом регионе можно найти специализированный хроматин. Центромеры играют важную роль в разделении хроматид во время деления клеток. Важно отметить, что хотя большинство учебников биологии показывают центромеру в середине хромосомы, положение может варьироваться. Одни центромеры расположены посередине, другие - ближе к концам.

Вы также можете увидеть центриоли на базальных концах жгутиков и ресничек, которые являются выступами, выходящими из клетки. Поэтому их иногда называют базальными тельцами. Микротрубочки в центриолях составляют жгутик или ресничку. Реснички и жгутики предназначены либо для помощи клетке в движении, либо для того, чтобы помочь ей контролировать вещества вокруг нее.

Когда центриоли перемещаются к периферии клетки, они могут организовываться и образовывать реснички и жгутики. Реснички обычно состоят из множества небольших выступов. Они могут выглядеть как маленькие волоски, покрывающие клетку. Некоторыми примерами ресничек являются выступы на поверхности ткани трахеи млекопитающего. С другой стороны, жгутики разные и имеют только один длинный выступ. Часто выглядит как хвост. Одним из примеров клетки со жгутиком является сперматозоид млекопитающего.

Большинство эукариотических ресничек и жгутиков имеют сходные внутренние структуры, состоящие из микротрубочек. Они называются дублетными микротрубочками и расположены по схеме девять плюс два. Девять дублетных микротрубочек, состоящих из двух частей, окружают две внутренние микротрубочки.

Центриоли есть только в клетках животных, поэтому у бактерий, грибов и водорослей их нет. У некоторых низших растений центриоли есть, а у высших - нет. Обычно низшие растения включают мхи, лишайники и печеночники, потому что у них нет сосудистой системы. С другой стороны, эта система есть у высших растений, включая кусты, деревья и цветы.

Когда мутации происходят в генах, отвечающих за белки центриолей, могут возникнуть проблемы и генетические заболевания. Ученые считают, что центриоли действительно могут нести биологическую информацию. Важно отметить, что в оплодотворенной яйцеклетке центриоли происходят только из мужской спермы, потому что женская яйцеклетка их не содержит. Исследователи обнаружили, что исходные центриоли из сперматозоидов способны пережить множественные деления клеток в эмбрионе.

Хотя центриоли не несут генетическую информацию, их постоянство в развивающемся эмбрионе означает, что они могут вносить другие типы информации. Причина, по которой ученые интересуются этой темой, заключается в ее потенциале для понимания и лечения заболеваний, связанных с центриолями. Например, центриоли, у которых есть проблемы с мужской спермой, могут передаваться эмбриону.

Исследователи обнаружили, что раковые клетки часто имеют больше центриолей, чем необходимо. У них не только дополнительные центриоли, но и более длинные, чем обычно. Однако, когда ученые удалили центриоли из раковых клеток в ходе исследования, они обнаружили, что клетки могут продолжать делиться более медленными темпами. Они узнали, что раковые клетки имеют мутацию в p53, гене, который кодирует белок, отвечающий за контроль клеточного цикла, поэтому они все еще могут делиться. Ученые считают, что это открытие поможет улучшить лечение рака.

Синдром орально-лицево-пальцевого (OFD) - это генетическое заболевание, которое также обозначается аббревиатурой OFDS. Это врожденное заболевание возникает из-за проблем с ресничками, которые приводят к проблемам с сигналом. Исследователи обнаружили, что мутации в двух генах, OFD1 и C2CD3, могут привести к проблемам с белками в центриолях. Оба эти гена отвечают за регулирование центриолей, но мутации препятствуют нормальному функционированию белков. Это приводит к повреждению ресничек.

Орально-лицевой-цифровой синдром вызывает аномалии развития у людей. Поражает голову, рот, челюсть, зубы и другие части тела. Как правило, у людей с этим заболеванием есть проблемы с полостью рта, лицом и пальцами. OFDS также может привести к умственной отсталости. Существуют разные типы орально-лицевого-цифрового синдрома, но некоторые из них трудно отличить друг от друга.

Некоторые из симптомов OFDS включают волчью пасть, заячью губу, маленькую челюсть, выпадение волос, опухоли языка, небольшие или широко раскрытые глаза, лишние пальцы, судороги, проблемы роста, болезни сердца и почек, впалая грудь и кожа поражения. Также часто люди с OFDS имеют лишние или отсутствующие зубы. По оценкам, один из 50 000 - 250 000 рождений приводит к орально-лицево-цифровому синдрому. Тип I синдрома OFD является наиболее распространенным из всех типов.

Генетический тест может подтвердить орально-лицевой-цифровой синдром, потому что он может выявить генные мутации, которые его вызывают. К сожалению, он работает только для диагностики синдрома OFD I типа, но не для других типов. Остальные обычно диагностируются на основании симптомов. Лекарства от OFDS нет, но пластическая или реконструктивная хирургия может помочь исправить некоторые лицевые аномалии.

Орально-лицевой-цифровой синдром - это генетическое заболевание, сцепленное с Х-хромосомой. Это означает, что в Х-хромосоме происходит мутация, которая передается по наследству. Если у женщины есть мутация хотя бы в одной Х-хромосоме из двух, у нее будет заболевание. Однако, поскольку у мужчин есть только одна Х-хромосома, мутация, как правило, приводит к летальному исходу. В результате у женщин больше, чем у мужчин.

Синдром Меккеля-Грубера, который также называют синдромом Меккеля или синдромом Грубера, является генетическим заболеванием. Это также вызвано дефектами ресничек. Синдром Меккеля-Грубера поражает различные органы тела, включая почки, мозг, пальцы и печень. Наиболее частыми симптомами являются выпячивание части мозга, кисты почек и дополнительные пальцы.

У некоторых людей с этим генетическим заболеванием есть аномалии лица и головы. У других проблемы со спинным и головным мозгом. Как правило, многие плоды с синдромом Меккеля-Грубера умирают до рождения. Рожденные обычно живут недолго. Обычно они умирают от дыхательной или почечной недостаточности.

По оценкам, от 3 250 до 140 000 детей страдают этим генетическим заболеванием. Однако это чаще встречается в определенных частях мира и некоторых странах. Например, он встречается у каждого 9000 человек с финскими корнями, каждый с 3000 с бельгийскими корнями и каждый с 1300 человек с гуджаратскими индейскими корнями.

Большинство плодов диагностируется во время беременности, когда проводится УЗИ. Он может показать аномалию мозга, которая выглядит как выпячивание. Беременным женщинам также может быть проведен забор проб ворсинок хориона или амниоцентез для проверки наличия заболевания. Генетический тест также может подтвердить диагноз. Синдром Меккеля-Грубера неизлечим.

Мутации в нескольких генах могут привести к синдрому Меккеля-Грубера. Это создает белки, которые не могут функционировать должным образом, и это негативно влияет на реснички. Реснички имеют как структурные, так и функциональные проблемы, которые вызывают нарушения передачи сигналов внутри клеток. Синдром Меккеля-Грубера - аутосомно-рецессивное заболевание. Это означает, что есть мутации в обеих копиях гена, наследуемого плодом.

Иоганн Фридрих Меккель опубликовал некоторые из первых сообщений об этой болезни в 1820-х годах. Затем Г. Грубер опубликовал свои отчеты о болезни в 1930-х годах. Комбинация их имен теперь используется для описания расстройства.

Центриоли - важные органеллы внутри клеток. Они входят в состав деления клеток, ресничек и жгутиков. Однако когда возникают проблемы, они могут привести к нескольким заболеваниям. Например, когда мутация в гене вызывает сбои в работе белков, которые влияют на реснички, это может привести к серьезным генетическим нарушениям, которые являются фатальными. Исследователи продолжают изучать центриоли, чтобы больше узнать об их функциях и строении.