Центросома: определение, структура и функция (со схемой)

В центросома («среднее тело») - это структура, обнаруженная в клетках большинства растений и животных. Именно из этой органеллы образуются белковые структуры, известные как микротрубочки форма и расширение.

Эти микротрубочки возникают из центра организации микротрубочек (MTOC) и являются неотъемлемой частью ряда функций и процессов эукариотических клеток на протяжении всей жизни клетки. Возможно, они наиболее известны своей важной ролью в процессе деления клеток, в том числе: митоз (деление ядерного материала клетки на дочерние ядра), за которым в короткие сроки следует цитокинез (деление целой клетки на дочерние).

Этот процесс разделения опосредуется центриоли центросом.

Центросомы - это структуры, которые содержат центриоли, которые дают начало микротрубочкам, которые функционируют как митотическое веретено. Это многое можно представить, поэтому взгляд на каждый из них в терминах дает более четкое представление о физическом устройстве центросом.

В течение межфазный, то есть период, в течение которого клетка не делится активно, каждая клетка содержит одну центросому, которая включает пару центриолей. Каждая из этих центриолей состоит из девяти триплетов микротрубочек в цилиндрическом расположении; другими словами, одна центриоль включает в себя всего

• Если бы вы посмотрели на поперечное сечение центриоли, вы бы увидели круговое образование состоящий из девять групп ...
• ... и каждая из этих групп имеет ряд три меньших круга, с этими линиями меньших кругов, наклоненными к середине круглого образования.

Также во время интерфазы реплицируются все основные компоненты клетки, включая центросому и ее пару центриолей. Первоначально две центросомы или пары центриолей остаются в непосредственной близости друг от друга. Когда митоз полностью начнется, две центриоли мигрировать к противоположным концам клетки, которая готовится к разделению на две дочерние клетки.

• Между центриолями и клеточным матриксом, в котором они созданы и находятся, более 100 различных белков выполняют функцию в структуре центросомы. Эта матрица известна как перицентриолярный материал, или же PCM.

Центросома vs. Центромера: Ни «центросому», ни «центриоль» не следует путать с центромера, который является физическим соединением между сестринскими хроматидами хромосомы, которая готовится к делению в рамках митоза.)

Как уже отмечалось, микротрубочки выполняют в клетках ряд различных функций, но их основная цель при делении клеток состоит в том, чтобы служат в качестве волокон веретена, которые помогают контролировать и выполнять разделение клеточных компонентов во время деления процесс.

Помимо участия в митозцентросома играет жизненно важную структурную роль в клетке, генерируя микротрубочки которые образуют цитоскелет, что придает клеткам их форму и целостность.

Хотя, возможно, соблазнительно представить клетки как хрупкие, студенистые шарики, которые представляют собой не более чем округлые контейнеры, каждая клетка чрезвычайно динамичен, включая его мембрану, которая тщательно контролирует, какие вещества могут или не могут проходить внутрь клетки и за ее пределы.

• Если микротрубочки, участвующие в делении клеток по форме шпинделя похожи на рычаги это контролирует, где идут части ячейки, а затем те, которые составляют статический цитоскелет похожи строительные леса.

Подробнее об основной функции клеток микротрубочек.

Их назначение аналогично скелету вашего собственного тела, который придает остальным вам общую физическую форму. и функционирует как своего рода стойка, на которой хранятся другие важные физические компоненты - органы, мышцы и ткани.

Устройство и состав цитоскелета: Микротрубочки, образующие цитоскелет, проходят через цитоплазму внутренней части клетки, образуя серию скобок между границей клетки и ее ядром, близким к центру. Эти канальцы, в свою очередь, состоят из мономерных единиц, состоящих из белка, называемого тубулин.

Этот тубулин, как и многие природные белки, бывает разных подтипов; наиболее распространенными в микротрубочках являются:

• альфа-тубулин
• бета-тубулин

Только в присутствии центросомы эти мономеры спонтанно образуют микротрубочки, в большей степени возможно, точно так же, как яйца, сахар и шоколад превращаются в печенье только в присутствии человека, укомплектованного людьми. кухня.

Кроме того, белки под названием динеины а также кинезины участвовать в митозе; они помогают сориентировать концы микротрубочек в их правильном положении вдоль или рядом с хромосомами, которые скоро разделятся, которые выстраиваются вдоль метафазной пластинки.

Важность центросом: Пока не известно, как именно происходит удвоение центросом во время интерфазы. Кроме того, примечательно, что хотя центросомы и центриоли действительно появляются в большинстве растительных клеток, митоз может происходить у растений в отсутствие этих структур. Фактически, в некоторых клетках животных митоз может функционировать даже тогда, когда центриоли были целенаправленно разрушены, но это обычно приводит к необычно высокому количеству ошибок репликации.

Поэтому считается, что центросомы помогают в определенной степени контролировать на протяжении всего процесса, и биохимики стремятся выяснить механизмы этого, потому что они, вероятно, важны для генезис и прогрессирование рака и другие нарушения, которые зависят от репликации и деления клеток.

•••Дана Чен | Наука

Деление клеток - важнейший компонент клеточной биологии. Центросомы играют главную роль в этом процессе.

Помните, что две центриоли одной центросомы ориентированы под прямым углом друг к другу, Это означает, что микротрубочки в этих центриолях будут расположены в одном из двух взаимно перпендикулярных направления. Также напомним, что две центросомы в еще не делящейся клетке лежат на противоположных концах интерфазной клетки.

Смысл этой геометрии состоит в том, что, когда волокна веретена митоза начинают формироваться, они простираться с каждой стороны (или «полюс”) Клетки к ее центру, где деление клетки наиболее очевидно, и они также расширяются или «весят» наружу в ряде направлений от каждой центросомы.

Попробуйте слегка раздвинуть сжатые кулаки, а затем медленно развести их, вытягивая только что видимые пальцы друг к другу; это предлагает общую картину того, что разворачивается в центросомах по мере протекания митоза.

Сам митоз включает четыре фазы (иногда их называют пятью). По порядку это:

1. Профаза
2. Метафаза
3. Анафаза
4. Телофаза

Некоторые источники также включают прометафаза между профазой и метафазой. По мере начала митоза микротрубочки, растущие из зарождающегося митотического веретена на каждом полюсе, перемещаются. к центру клетки, где реплицированные хромосомы, расположенные парами, выстраиваются вдоль так называемые метафазная пластинка (невидимая линия, по которой происходит дробление ядра).

Эти дальние концы волокон веретена сворачиваются в одном из трех мест: кинетохора каждой пары хромосом, которая представляет собой структуру, в которой хромосомы фактически разделяются; на плечах хромосом; и в самой цитоплазме, на другой стороне клетки, ближе к противоположной центросоме, чем к месту происхождения этих волокон.

Волокна шпинделя в работе: Ряд узловых точек на концах волокон веретена свидетельствует об элегантности и сложности митотического процесса. Это своего рода «перетягивание каната», но оно должно быть очень хорошо скоординировано, чтобы деление «проходило» точно по середине каждой пары хромосом, чтобы гарантировать, что каждая дочерняя клетка получает ровно одну хромосому от каждой пары.

Поэтому волокна веретена совершают некоторое «толкание», а также большое «вытягивание», чтобы обеспечить не только сильное, но и точное деление клеток. Микротрубочки участвуют только в делении ядра, но также участвуют в делении всей клетки. (т.е. цитокинез) и повторное включение каждой новой дочерней клетки в ее собственную клеточную мембрану.

Один из способов, возможно, представить все это: клетки не имеют мышц, но микротрубочки находятся примерно так же близко, как и компоненты клетки.

Как было сказано, центросомы клеток реплицируются во время интерфазы, сравнительно длинной части клеточного цикла между митотическими делениями. Репликация центриолей в центросомах не полностью консервативный Это означает, что образовавшиеся две дочерние центриоли не полностью идентичны, как это было бы в консервативном процессе. Вместо этого репликация центриоли полуконсервативный.

Хотя точный механизм репликации центросом во время S фаза (фаза синтеза) клеточной интерфазы еще предстоит полностью понять, ученые поняли, что когда центриоль делится, одна из образующихся центриолей сохраняет характеристики «материнской» и может генерировать рабочие микротрубочки.

Эта центриоль обладает свойствами «подобными стволовым клеткам», тогда как другая, «дочерняя», становится полностью дифференцированной. Каждая делящаяся клетка имеет одну пару центриолей мать-дочь на каждом полюсе, поэтому каждая новая дочерняя клетка, как и следовало ожидать, содержит одну материнскую центриоль и одну дочернюю центриоль в каждой паре. Во время следующей за этим интерфазы эта центриоль разделится, чтобы снова создать две пары материнская центриоль-дочерняя центриоль.

Центриоли в дифференцированных структурах: Незначительные различия в функциях прямоугольных центриолей в каждой паре становятся очевидными, когда для Например, материнская центриоль прикрепляется к внутренней части плазматической мембраны клетки, образуя структуру называется базальное тело. Это тело обычно является частью реснички или волосоподобного расширения множества микротрубочек, которое не подвижно; то есть не двигается.

Некоторый реснички (множественное число от «реснички») образуют жгутики (единичный «жгутик»), которые действительно двигаются, часто толкая целые клетки, в то время как в других случаях служат миниатюрными метлами, которые убирают мусор с области жгутика.

Хотя биологам еще предстоит многое узнать о точной динамике центросом, рак дает возможность понять, что происходит с центросомами в случаях аномального деления клеток. Исследователи заметили, например, что раковые клетки часто содержат необычное количество центросом вместо ожидаемых одного или двух, и некоторые противораковые препараты (например, таксол и винкристин) оказывают свое действие, препятствуя сборке микротрубочек.

Жгутик - это набор микротрубочек, которые позволяют передвигаться, как в случае сперматозоид. Жгутик происходит от единственного базального тельца на внутренней поверхности плазматической мембраны. Таким образом, сперматозоид содержит одну пару центриолей.

Поскольку окончательная судьба сперматозоидов - слиться с яйцеклетка, а у яйцеклетки отсутствует базальное тело, именно сперматозоид гарантирует, что вновь образованная зигота (продукт соединение яйцеклетки и сперматозоидов и первый шаг в создании нового организма в процессе воспроизводства) смогут делиться, поскольку центриоль включает инструкции и компоненты, необходимые для процесса деления.

Некоторые организмы имеют реснички на определенных клетках. Это включает некоторые клетки вашего дыхательного тракта. В эпителий (поверхностные клетки; ваша кожа - это своего рода эпителий), который выстилает ваши легкие, образует ряд связанных базальных тел, которые на самом деле представляют собой реснички. Трубчатые отростки этих реснитчатых клеток движутся вдоль слизи и твердых частиц и, следовательно, защищают внутреннюю часть легких.