Centriole: Tanımı, İşlevi ve Yapısı

Biyoloji dersinden sağ çıktıysanız, merkezciller gibi hücre yapılarının grenli fotoğraflarına baktığınızı hatırlayabilirsiniz. Adından da anlaşılacağı gibi, bir merkezcil genellikle bir hücrenin merkezine yakındır. Centriole bir organeldir ve hücre bölünmesinde önemli bir rol oynar. Genellikle, merkezciller çiftler halindedir ve çekirdeğin yakınında bulunur.

Sentrozom, hücredeki merkezcilleri içerir. Mikrotübül düzenleme merkezi olarak da bilinen sentrozom bir organeldir. Bir çift sentriole sahiptir. Bir merkezcil genellikle, bir halka şeklinde düzenlenmiş organellere şeklini veren içi boş tüpler olan dokuz mikrotübül demetine sahiptir. Bununla birlikte, bazı türlerin dokuzdan az demeti vardır. Mikrotübüller birbirine paralel uzanır. Bir demet, tubulin adı verilen bir proteinden yapılmış bir dizi üç mikrotübül içerir.

Hücrenin veya çekirdeğin merkezine yakın bir yerde bulunan iki merkezcil genellikle yan yanadır. Bununla birlikte, birbirlerine dik açılarda yönlendirilme eğilimindedirler. Bazen onları anne ve kızı merkezcil olarak etiketlenmiş olarak görebilirsiniz. Genel olarak, bir merkezcil, küçük, içi boş bir silindir gibi görünür. Ne yazık ki, hücre bölünmeye başlamaya hazır olana kadar onu göremezsiniz.

Sentriyollere ek olarak, centrozom, pericentriolar malzeme (PCM) içerir. Bu, iki merkezcil çevreyi saran bir protein kütlesidir. Araştırmacılar, merkezcillerin proteinleri organize edebildiğine inanıyor.

Bir sentriolün ana işlevi, kromozomların hücre içinde hareket etmesine yardımcı olmaktır. Merkezcillerin konumu, hücrenin bölünme geçirip geçirmediğine bağlıdır. Mitoz ve mayoz bölünme sırasında aktif olan sentriyolleri bulabilirsiniz. Mitoz, orijinal ana hücre ile aynı sayıda kromozoma sahip iki yavru hücreye yol açan hücre bölünmesidir. Öte yandan, mayoz, orijinal ana hücre olarak kromozom sayısının yarısına sahip yavru hücrelere yol açan hücre bölünmesidir.

Bir hücre bölünmeye hazır olduğunda, merkezciller zıt uçlara hareket eder. Hücre bölünmesi sırasında, merkezciller iğ lifi oluşumunu kontrol edebilir. Bu, bir mitotik iğ veya iğ aparatının oluştuğu zamandır. Merkezcillerden çıkan iplik grupları gibi görünüyor. Mil, kromozomları ayırabilir ve ayırabilir.

Centrioles, hücre bölünmesinin belirli aşamalarında aktiftir. Mitozun profazı sırasında, sentrozom ayrılır, böylece bir çift sentriyol hücrenin zıt taraflarına gidebilir. Bu noktada, merkezcil ve pericentriolar malzeme aster olarak adlandırılır. Sentriyoller, ipliğe benzeyen ve iğ lifleri olarak adlandırılan mikrotübüller oluşturur.

Mikrotübüller hücrenin karşı ucuna doğru büyümeye başlar. Daha sonra, bu mikrotübüllerin bazıları kromozomların sentromerlerine bağlanır. Mikrotübüllerin bir kısmı kromozomların ayrılmasına yardımcı olurken, diğerleri hücrenin ikiye bölünmesine yardımcı olacaktır. Sonunda, kromozomlar hücrenin ortasında sıralanır. Buna metafaz denir.

Daha sonra, anafaz sırasında kardeş kromatitler ayrılmaya başlar ve yarımlar mikrotübül iplikleri boyunca hareket eder. Telofaz sırasında, kromatitler hücrenin zıt uçlarına hareket eder. Bu zamanda, merkezcillerin iğ iplikleri, ihtiyaç duyulmadığından kaybolmaya başlar.

Centrioles ve centromeres aynı değildir. Bir sentromer, bir kromozom üzerinde, sentriyolden mikrotübüllerden bağlanmaya izin veren bir bölgedir. Bir kromozom resmine baktığınızda, sentromer ortadaki daraltılmış alan olarak görünür. Bu bölgede özel kromatin bulabilirsiniz. Sentromerler, hücre bölünmesi sırasında kromatitlerin ayrılmasında önemli bir rol oynar. Çoğu biyoloji ders kitabı sentromeri kromozomun ortasında gösterse de konumun değişebileceğini belirtmek önemlidir. Bazı sentromerler ortada, diğerleri ise uçlara daha yakındır.

Bir hücreden çıkan çıkıntılar olan kamçı ve kirpiklerin bazal uçlarında merkezcilleri de görebilirsiniz. Bu nedenle bazen bazal cisimler olarak adlandırılırlar. Sentriollerdeki mikrotübüller, flagellum veya kirpikleri oluşturur. Kirpikler ve flagella, hücrenin hareket etmesine yardımcı olmak veya etrafındaki maddeleri kontrol etmesine yardımcı olmak için tasarlanmıştır.

Sentriyoller bir hücrenin çevresine hareket ettiğinde, kirpikleri ve kamçıları düzenleyebilir ve oluşturabilirler. Kirpikler birçok küçük çıkıntıdan oluşma eğilimindedir. Bir hücreyi kaplayan küçük tüyler gibi görünebilirler. Bazı kirpik örnekleri, bir memelinin soluk borusunun doku yüzeyindeki çıkıntılardır. Öte yandan, flagella farklıdır ve yalnızca bir uzun çıkıntıya sahiptir. Genellikle bir kuyruk gibi görünür. Kamçılı bir hücre örneği, bir memeli sperm hücresidir.

Çoğu ökaryotik kirpikler ve flagella, mikrotübüllerden oluşan benzer iç yapılara sahiptir. Bunlara ikili mikrotübüller denir ve dokuz artı iki şeklinde düzenlenirler. İki parçadan oluşan dokuz ikili mikrotübül, iki iç mikrotübülü daire içine alır.

Sadece hayvan hücrelerinde sentriyol vardır, bu nedenle bakteri, mantar ve alglerde yoktur. Bazı düşük bitkilerde sentriyol bulunur, ancak daha yüksek bitkilerde yoktur. Genel olarak, alt bitkiler, bir damar sistemine sahip olmadıkları için yosunları, likenleri ve ciğer otlarını içerir. Öte yandan, yüksek bitkiler bu sisteme sahiptir ve çalıları, ağaçları ve çiçekleri içerir.

Sentriyollerde bulunan proteinlerden sorumlu olan genlerde mutasyonlar meydana geldiğinde problemler ve genetik hastalıklar ortaya çıkabilir. Bilim adamları, sentriyollerin aslında biyolojik bilgi taşıyabileceğini düşünüyor. Döllenmiş bir yumurtada, merkezcillerin yalnızca erkeğin sperminden geldiğini, çünkü bir dişinin yumurtasında bulunmadığına dikkat etmek önemlidir. Araştırmacılar, spermden gelen orijinal merkezcillerin embriyodaki çoklu hücre bölünmelerinde hayatta kalabildiğini bulmuşlardır.

Sentriyoller genetik bilgi taşımasa da, gelişmekte olan bir embriyodaki kalıcılıkları, diğer bilgi türlerine katkıda bulunabilecekleri anlamına gelir. Bilim adamlarının bu konuyla ilgilenmesinin nedeni, merkezcillerle ilişkili hastalıkları anlama ve tedavi etme potansiyelidir. Örneğin, bir erkeğin sperminde problem olan sentrioller embriyoya aktarılabilir.

Araştırmacılar, kanser hücrelerinin genellikle gereğinden fazla merkezcilliğe sahip olduğunu keşfettiler. Sadece ekstra merkezcillere sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda normalden daha uzun olanları da vardır. Bununla birlikte, bilim adamları bir çalışmada kanser hücrelerinden merkezcilleri çıkardıklarında, hücrelerin daha yavaş bir oranda bölünmeye devam edebileceğini buldular. Kanser hücrelerinin, hücre döngüsünü kontrol etmekten sorumlu bir proteini kodlayan bir gen olan p53'te bir mutasyona sahip olduğunu öğrendiler, böylece hala bölünebilirler. Bilim adamları bu keşfin kanser tedavilerini iyileştirmeye yardımcı olacağına inanıyor.

Oral-fasial-digital (OFD) sendromu, OFDS olarak da kısaltılan genetik bir bozukluktur. Bu konjenital hastalık, sinyal sorunlarına yol açan kirpiklerle ilgili sorunlar nedeniyle olur. Araştırmacılar, OFD1 ve C2CD3 adlı iki gendeki mutasyonların, sentriyollerdeki proteinlerle ilgili sorunlara yol açabileceğini buldu. Bu genlerin her ikisi de sentriyollerin düzenlenmesinden sorumludur, ancak mutasyonlar proteinlerin normal şekilde çalışmasını engeller. Bu kusurlu kirpiklere yol açar.

Ağız-yüz-dijital sendromu insanlarda gelişimsel anormalliklere neden olur. Baş, ağız, çene, dişler ve vücudun diğer kısımlarını etkiler. Genel olarak, bu duruma sahip kişilerin ağız boşluğu, yüzleri ve parmaklarıyla ilgili sorunları vardır. OFDS ayrıca zihinsel engellilere de yol açabilir. Farklı oral-yüz-dijital sendromu türleri vardır, ancak bazılarını birbirinden ayırt etmek zordur.

OFDS semptomlarından bazıları yarık damak, yarık dudak, küçük çene, saç dökülmesi, dil tümörleri, küçük veya geniş gözler, fazla parmaklar, nöbetler, büyüme sorunları, kalp ve böbrek hastalığı, batık göğüs ve cilt lezyonlar. OFDS'li kişilerin fazla veya eksik dişleri olması da yaygındır. 50.000 ila 250.000 doğumda tahminen bir tanesi oral-yüz-dijital sendromla sonuçlanır. OFD sendromu tip I, tüm tipler arasında en yaygın olanıdır.

Genetik bir test, oral-yüz-dijital sendromu doğrulayabilir çünkü buna neden olan gen mutasyonlarını gösterebilir. Ne yazık ki, diğer tiplerde değil, sadece OFD sendromu tip I'in teşhisi için çalışır. Diğerleri genellikle semptomlara göre teşhis edilir. OFDS'nin tedavisi yoktur, ancak plastik veya rekonstrüktif cerrahi, bazı yüz anormalliklerinin düzeltilmesine yardımcı olabilir.

Oral-yüz-dijital sendrom, X'e bağlı bir genetik bozukluktur. Bu, kalıtsal olan X kromozomunda bir mutasyon meydana geldiği anlamına gelir. Bir dişi, iki X kromozomundan en az birinde mutasyona sahip olduğunda, bozukluğa sahip olacaktır. Bununla birlikte, erkeklerin yalnızca bir X kromozomu olduğundan, mutasyona uğrarlarsa öldürücü olma eğilimindedir. Bu, OFDS'ye sahip erkeklerden daha fazla kadınla sonuçlanır.

Meckel sendromu veya Gruber sendromu olarak da adlandırılan Meckel-Gruber sendromu, genetik bir bozukluktur. Ayrıca kirpiklerdeki kusurlardan da kaynaklanır. Meckel-Gruber sendromu, böbrekler, beyin, parmaklar ve karaciğer dahil olmak üzere vücuttaki farklı organları etkiler. En sık görülen semptomlar beynin bir kısmında çıkıntı, böbrek kistleri ve fazla parmaklardır.

Bu genetik hastalığı olan bazı kişilerde yüz ve kafa anormallikleri vardır. Diğerlerinde beyin ve omurilik sorunları var. Genel olarak, Meckel-Gruber sendromuna sahip birçok fetüs doğumdan önce ölür. Doğanlar kısa bir süre yaşama eğilimindedir. Genellikle solunum veya böbrek yetmezliğinden ölürler.

Tahminen 3.250 ila 140.000 bebekten birinde bu genetik bozukluk var. Ancak, dünyanın belirli bölgelerinde ve bazı ülkelerde daha yaygındır. Örneğin, Fin kökenli her 9.000 kişiden birinde, Belçika kökenli her 3.000 kişiden birinde ve Gujarati kökenli Hintli her 1.300 kişiden birinde görülür.

Çoğu fetüs, ultrason yapıldığında hamilelik sırasında teşhis edilir. Çıkıntı gibi görünen beyin anormalliğini gösterebilir. Hamile kadınlar ayrıca bozukluğu kontrol etmek için koryon villus örneklemesi veya amniyosentez alabilirler. Genetik bir test de tanıyı doğrulayabilir. Meckel-Gruber sendromunun tedavisi yoktur.

Birden fazla gendeki mutasyonlar Meckel-Gruber sendromuna yol açabilir. Bu, düzgün çalışamayan proteinler oluşturur ve kirpikler olumsuz etkilenir. Kirpikler, hücrelerin içinde sinyal anormalliklerine neden olan hem yapısal hem de işlevsel sorunlara sahiptir. Meckel-Gruber sendromu otozomal resesif bir durumdur. Bu, bir fetüsün miras aldığı bir genin her iki kopyasında da mutasyonlar olduğu anlamına gelir.

Johann Friedrich Meckel, bu hastalığın ilk raporlarından bazılarını 1820'lerde yayınladı. Daha sonra G.B. Gruber, 1930'larda hastalık hakkındaki raporlarını yayınladı. İsimlerinin kombinasyonu şimdi bozukluğu tanımlamak için kullanılıyor.

Sentriyoller, hücrelerin içindeki önemli organellerdir. Hücre bölünmesinin, kirpiklerin ve flagellanın bir parçasıdırlar. Bununla birlikte, sorunlar ortaya çıktığında, çeşitli hastalıklara yol açabilirler. Örneğin, bir gendeki mutasyon, kirpikleri etkileyen protein arızalarına neden olduğunda, ölümcül olan ciddi genetik bozukluklara yol açabilir. Araştırmacılar, işlevleri ve yapıları hakkında daha fazla bilgi edinmek için merkezcilleri incelemeye devam ediyor.