Centriole: Definition, funktion och struktur

Om du överlevde biologikurs kan du komma ihåg att du tittade på korniga bilder av cellstrukturer, såsom centrioler. Som namnet antyder är en centriole vanligtvis nära mitten av en cell. Centriolen är en organell och spelar en viktig roll i celldelningen. Vanligtvis är centrioler i par och ligger nära kärnan.

Centrosomen innehåller centriolerna i cellen. Också känt som det mikrotubuli-organiserande centrumet, är centrosomen en organell. Den har ett par centrioler. En centriole har vanligtvis nio buntar av mikrotubuli, som är ihåliga rör som ger organeller sin form, ordnade i en ring. Vissa arter har dock färre än nio buntar. Mikrotubuli löper parallellt med varandra. En bunt har en uppsättning av tre mikrotubuli, som är tillverkade av ett protein som kallas tubulin.

Beläget nära mitten av cellen eller kärnan, är de två centriolerna vanligtvis bredvid varandra. De tenderar dock att vara orienterade i rät vinkel mot varandra. Ibland kan du se dem märkta som en mor och dotter centriole. I allmänhet ser en centriole ut som en liten, ihålig cylinder. Tyvärr kan du inte se det förrän cellen är redo att starta uppdelning.

Förutom centriolerna innehåller centrosomen pericentriolar material (PCM). Detta är en massa proteiner som omger de två centriolerna. Forskare tror att centrioler kan organisera proteinerna.

Huvudfunktionen för en centriole är att hjälpa kromosomer att röra sig inuti cellen. Centrioles plats beror på om cellen går genom delning eller inte. Du kan hitta centrioler som är aktiva under mitos och meios. Mitos är celldelning som leder till två dotterceller med samma antal kromosomer som den ursprungliga modercellen. Å andra sidan är meios celldelning som leder till dotterceller med hälften av antalet kromosomer som den ursprungliga föräldercellen.

När en cell är redo att dela sig, flyttar centrioler till motsatta ändar. Under celldelning kan centrioler kontrollera spindelfiberbildning. Detta är när en mitotisk spindel eller spindelapparat bildas. Det ser ut som grupper av trådar som kommer ut ur centriolerna. Spindeln kan dra isär kromosomerna och separera dem.

Centriolerna är aktiva i specifika faser av celldelning. Under mitosprofas separeras centrosomen så att ett par centrioler kan färdas till motsatta sidor av cellen. Vid denna tidpunkt kallas centrioler och pericentriolar material som asters. Centriolerna gör mikrotubuli, som ser ut som trådar och kallas spindelfibrer.

Mikrotubuli börjar växa mot den motsatta änden av cellen. Sedan fäster några av dessa mikrotubuli till kromosomernas centromerer. En del av mikrotubuli hjälper till att separera kromosomerna, medan de andra hjälper cellen att delas i två. Så småningom ställer kromosomerna sig i mitten av cellen. Detta kallas metafas.

Därefter, under anafas, börjar systerkromatiderna separera och halvorna rör sig längs mikrotubuli-trådarna. Under telofas rör sig kromatiderna till motsatta ändar av cellen. Vid denna tidpunkt börjar centrioles spindelfibrer att försvinna eftersom de inte behövs.

Centrioler och centromerer är inte desamma. En centromer är en region på en kromosom som tillåter fästning från mikrotubuli från centriolen. När du tittar på en bild av en kromosom framträder centromeren som det snäva området i mitten. I denna region kan du hitta specialiserat kromatin. Centromerer spelar en viktig roll i separationen av kromatider under celldelning. Det är viktigt att notera att även om de flesta biologiböcker visar centromeren mitt i kromosomen, kan positionen variera. Vissa centromerer är i mitten, medan andra är närmare ändarna.

Du kan också se centrioler vid de basala ändarna av flagella och cilia, som är projektioner som kommer ut ur en cell. Det är därför de ibland kallas basala kroppar. Mikrotubuli i centrioler utgör flagellum eller cilium. Cilia och flagella är utformade för att antingen hjälpa cellen att röra sig eller för att hjälpa den att kontrollera ämnen runt den.

När centrioler rör sig till periferin av en cell kan de organisera och bilda cilia och flagella. Cilia tenderar att vara sammansatt av många små projektioner. De kan se ut som små hårstrån som täcker en cell. Några exempel på cilia är utsprången på vävnadsytan i ett däggdjurs luftrör. Å andra sidan är flageller olika och har bara en lång projektion. Det ser ofta ut som en svans. Ett exempel på en cell med en flagellum är en spermiecell från däggdjur.

De flesta eukaryota cilia och flagella har liknande inre strukturer som består av mikrotubuli. De kallas dubblettmikrotubuli och är ordnade på nio plus två sätt. Nio dubblettmikrotubuli, som består av två delar, cirklar två inre mikrotubuli.

Endast djurceller har centrioler, så bakterier, svampar och alger har dem inte. Vissa lägre växter har centrioler, men högre växter inte. I allmänhet inkluderar lägre växter mossor, lavar och leversvampar eftersom de inte har ett kärlsystem. Å andra sidan har högre växter detta system och inkluderar buskar, träd och blommor.

När mutationer uppstår i generna som är ansvariga för proteinerna som finns i centrioler kan problem och genetiska sjukdomar inträffa. Forskare tror att centrioler faktiskt kan ha biologisk information. Det är viktigt att notera att i ett befruktat ägg kommer centriolerna bara från mannens spermier eftersom kvinnans ägg inte innehåller dem. Forskare har funnit att de ursprungliga centriolerna från spermierna kan överleva flera celldelningar i embryot.

Även om centrioler inte bär genetisk information, betyder deras uthållighet i ett utvecklande embryo att de kan bidra med andra typer av information. Anledningen till att forskare är intresserade av detta ämne är potentialen för att förstå och behandla sjukdomar associerade med centrioler. Till exempel kan centrioler som har problem i en mans spermier överföras till embryot.

Forskare har upptäckt att cancerceller ofta har fler centrioler än nödvändigt. Inte bara har de extra centrioler, men de har också längre än normalt. Men när forskare tog bort centrioler från cancerceller i en studie fann de att cellerna kunde fortsätta att dela sig i långsammare takt. De lärde sig att cancerceller har en mutation i p53, som är en gen som kodar för ett protein som är ansvarigt för att kontrollera cellcykeln, så att de fortfarande kan dela sig. Forskare tror att denna upptäckt kommer att bidra till att förbättra cancerbehandlingar.

Oral-facial-digital (OFD) syndrom är en genetisk störning som också förkortas som OFDS. Denna medfödda sjukdom händer på grund av problem med cilia som leder till signalproblem. Forskare fann att mutationer i två gener, OFD1 och C2CD3, kan leda till problem med proteiner i centrioler. Båda dessa gener är ansvariga för att reglera centrioler, men mutationer hindrar proteinerna från att fungera normalt. Detta leder till defekt cilia.

Oralt-ansikts-digitalt syndrom orsakar utvecklingsavvikelser hos människor. Det påverkar huvudet, munnen, käken, tänderna och andra delar av kroppen. I allmänhet har personer med detta tillstånd problem med munhålan, ansiktet och siffrorna. OFDS kan också leda till intellektuella funktionshinder. Det finns olika typer av oral-ansikts-digitalt syndrom, men vissa är svåra att skilja från varandra.

Några av OFDS-symtomen inkluderar klyftgom, klyftläpp, liten käke, håravfall, tungtumörer, liten eller vidsträckta ögon, extra siffror, kramper, tillväxtproblem, hjärt- och njursjukdom, nedsänkt bröst och hud skador. Det är också vanligt att personer med OFDS har extra eller saknade tänder. Uppskattningsvis en av 50 000 till 250 000 födslar resulterar i oral-ansikts-digital syndrom. OFD-syndrom typ I är den vanligaste av alla typer.

Ett genetiskt test kan bekräfta oral-ansikts-digitalt syndrom eftersom det kan visa genmutationer som orsakar det. Tyvärr fungerar det bara för diagnos av OFD-syndrom typ I och inte de andra typerna. De andra diagnostiseras vanligtvis baserat på symtom. Det finns inget botemedel mot OFDS, men plastisk eller rekonstruktiv kirurgi kan hjälpa till att korrigera vissa ansiktsavvikelser.

Oralt-ansikts-digitalt syndrom är en X-kopplad genetisk störning. Detta innebär att en mutation inträffar på X-kromosomen, som ärvs. När en kvinna har en mutation på minst en X-kromosom av två, kommer hon att få sjukdomen. Men eftersom män bara har en X-kromosom, om de får en mutation, tenderar den att vara dödlig. Detta resulterar i att fler kvinnor än män har OFDS.

Meckel-Gruber syndrom, som också kallas Meckel syndrom eller Gruber syndrom, är en genetisk störning. Det orsakas också av defekter i cilia. Meckel-Gruber syndrom påverkar olika organ i kroppen inklusive njurar, hjärna, siffror och lever. De vanligaste symptomen är att ha ett utsprång på en del av hjärnan, njurcyster och extra siffror.

Vissa personer med denna genetiska sjukdom har ansikts- och huvudavvikelser. Andra har problem med hjärnan och ryggmärgen. I allmänhet dör många foster som har Meckel-Gruber-syndrom före födseln. De som är födda tenderar att leva en kort tid. Vanligtvis dör de av andnings- eller njursvikt.

Uppskattningsvis en av 3 250 till 140 000 barn har denna genetiska störning. Det är dock vanligare i vissa delar av världen och i vissa länder. Till exempel förekommer det hos en av 9000 personer med finsk anor, en av 3000 personer med belgisk anor och en av 1300 personer med Gujarati-indianer.

De flesta foster diagnostiseras under graviditeten, när ultraljud utförs. Det kan visa hjärnans abnormitet som ser ut som ett utsprång. Gravida kvinnor kan också få provtagning av korionvillor eller fostervatten för att kontrollera om sjukdomen är. Ett genetiskt test kan också bekräfta diagnosen. Det finns inget botemedel mot Meckel-Gruber syndrom.

Mutationer i flera gener kan leda till Meckel-Gruber syndrom. Detta skapar proteiner som inte kan fungera ordentligt och cilierna påverkas negativt. Cilia har både strukturella och funktionella problem, vilket orsakar signaleringsavvikelser inuti celler. Meckel-Gruber syndrom är ett autosomalt recessivt tillstånd. Det betyder att det finns mutationer på båda kopiorna av en gen som ett foster ärver.

Johann Friedrich Meckel publicerade några av de första rapporterna om denna sjukdom på 1820-talet. Sedan började G.B. Gruber publicerade sina rapporter om sjukdomen på 1930-talet. Kombinationen av deras namn används nu för att beskriva störningen.

Centrioler är viktiga organeller i celler. De är en del av celldelning, cilia och flagella. Men när problem uppstår kan de leda till flera sjukdomar. Till exempel, när en mutation i en gen orsakar proteinfel som påverkar cilia, kan det leda till allvarliga genetiska störningar som är dödliga. Forskare fortsätter att studera centrioler för att lära sig mer om deras funktion och struktur.