Conţinut
- Structura centriolei
- Centrosomul ca parte a citoscheletului
- Rolul Centrosomului în divizia celulară
- Replicarea centriolelor
- Rolul în formarea Cilia
centrozomului („corpul mijlociu”) este o structură care se găsește în celulele majorității plantelor și animalelor. Din această organelă se cunosc structurile proteice cunoscute ca microtubuli forma si extinde.
Aceste microtubuli ies din centrul de organizare a microtubulelor (MTOC) și sunt integrante pentru o serie de funcții și procese ale celulelor eucariote pe parcursul vieții celulelor. Ele sunt probabil cunoscute pentru rolul lor important în procesul diviziunii celulare, care include mitoză (împărțirea unui material nuclear a celulelor în nucleele fiice) urmată în ordine scurtă de cytokinesis (divizarea unei celule întregi în celule fiice).
Acest proces de divizare este mediat de către centrioles de centrosomi.
Structura centriolei
Centrosomii sunt structuri care conțin centrioli, care dau naștere microtubulilor care funcționează ca fusul mitotic. Este foarte mult de conceput, așa că o privire la fiecare dintre aceștia oferă o idee mai clară despre configurarea fizică a centrosomilor.
Pe parcursul interfază, care este perioada în care o celulă nu se divizează activ, fiecare celulă conține un centrosom care include o pereche de centrioli. Fiecare dintre acești centrioli constă 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 capăt. Cele două centriole sunt orientate în unghi drept unul cu celălalt. Tripletele în sine seamănă cu țevi minuscule paralele care se află într-o linie.
Citiți mai multe despre ce se întâmplă în interfaza.
De asemenea, în timpul interfazei, toate componentele de bază ale celulelor sunt replicate, inclusiv centrosomul și perechea sa de centrioli. Inițial, cei doi centrosomi, sau perechi de centrioli, rămân în apropierea fizică. Odată ce mitoza este pe deplin în curs, cei doi centrioli migrează spre capete opuse din celula care se pregătește să se împartă în două celule fiice.
Centrosome vs. Centromere: Nici „centrosomul” sau „centriolul” nu trebuie confundate cu centromer, care este joncțiunea fizică dintre cromatidele surori ale unui cromozom care se pregătește să se împartă ca parte a mitozei.)
Microtubulii, după cum s-a menționat, au o serie de funcții diferite în celule, dar scopul lor principal în diviziunea celulară este de a servi ca fibrele axului care ajută la controlul și la realizarea separarii componentelor celulare în timpul procesului de divizare.
Centrosomul ca parte a citoscheletului
Pe lângă participarea la mitoză, centrosomul joacă un rol structural vital în celulă prin generarea microtubuli acea forma citoscheletului, care este ceea ce oferă celulelor forma și integritatea lor.
Deși poate este tentant să ne imaginăm celulele ca globuri gelatinoase fragile, care sunt puțin mai mult decât containere rotunjite, fiecare celulă este extrem de dinamică, inclusiv membrana sa, care controlează cu atenție ce substanțe pot sau nu să treacă în și în afara celulei.
Citiți mai multe despre funcția principală a celulelor microtubulelor.
Scopul lor este similar cu cel al scheletului propriu al corpului dvs., ceea ce vă oferă celorlalți forma dvs. fizică generală și funcționează ca un raft de feluri care deține celelalte componente fizice importante - organele, mușchii și țesuturile voastre.
Aranjamentul și compoziția citoscheletului: Microtubulele care formează citoscheletul sunt filetate pe citoplasma din interiorul celulei, formând o serie de bretele între limita celulelor și nucleul său aproape de centru. La rândul lor, aceste tubule constau din unități monomerice formate dintr-o proteină numită tubulinei.
Această tubulină, la fel ca multe proteine din natură, intră într-o varietate de subtipuri; cele mai frecvente întâlnite în microtubuli sunt:
Numai în prezența unui centrozom acești monomeri se formează în mod spontan în microtubuli, în același mod, poate, întrucât ouăle, zahărul și ciocolata nu se formează decât în prăjituri în prezența unei bucătării cu personal uman.
În plus, proteine numite dyneins și kinesinele ia parte la mitoza; acestea ajută la orientarea capetelor microtubulelor către locațiile lor corecte de-a lungul sau în apropierea cromozomilor curând de divizat, care se aliniază de-a lungul plăcii metafazei.
Importanța centrosomilor: Deocamdată nu se știe cum se produce cu exactitate duplicarea centrosomilor în timpul interfazei. De asemenea, este de remarcat faptul că, în timp ce centrosomii și centriolele 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 centriolele au fost distruse 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 ajută la distribuirea unui grad de control de-a lungul întregului proces, biochimiștii se străduiesc să elucideze mecanismele acestui lucru, deoarece acestea sunt probabil importante în geneza și evoluția cancerelor și alte tulburări care sunt dependente de replicarea și divizarea celulelor.
••• Dana Chen | SciencingRolul Centrosomului în divizia celulară
Diviziunea celulară este o componentă crucială a biologiei celulare. Centrosomii joacă un rol major în acest proces.
Amintiți-vă că cei doi centrioli ai unui singur centrosom sunt orientați în unghi drept unul cu celălalt, ceea ce înseamnă că microtubulii din acești centrioli vor fi structurați într-una din cele două direcții reciproc perpendiculare. De asemenea, amintiți-vă că cei doi centrosomi dintr-o celulă care nu este încă destul de divizabilă se află pe capetele opuse ale celulei interfazice.
O implicație a acestei geometrii este că atunci când fibrele axului din mitoză încep să se formeze extindeți-vă din fiecare parte (sau „stâlp”) A celulei spre centrul ei, unde diviziunea celulară este în cele din urmă cea mai evidentă și ele se extind sau „fanează” spre exterior într-o serie de direcții de la fiecare centrosom însuși.
Încercați să vă țineți pumnii închiși ținuți ușor distanțați, apoi deschideți-i încet în timp ce vă întindeți degetele proaspăt vizibile unul spre celălalt; acest lucru oferă o imagine generală a ceea ce se desfășoară la centrosomi pe măsură ce se produce mitoza.
Mitoza în sine include patru faze (uneori listate ca cinci). În ordine, acestea sunt:
Unele surse includ, de asemenea prometafaza între profază și metafază. Pe măsură ce mitoza începe, microtubulele care se dezvoltă din fusul mitotic, la fiecare pol, se deplasează spre centrul celulei, în care cromozomii replicati aranjați în perechi sunt aliniați de-a lungul așa-numitelor placă de metafază (o linie invizibilă de-a lungul căreia se produce clivajul nucleului).
Aceste capete variabile ale fibrelor fusului se înfășoară într-unul din trei locuri: pe kinetocor din fiecare pereche de cromozomi, care este structura la care cromozomii se separă efectiv; pe brațele cromozomilor; și în citoplasma propriu-zisă pe partea cealaltă a celulei, mai aproape de centrul atomic 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 „remorcher de război”, dar care trebuie să fie extrem de bine coordonat, astfel încât diviziunea „parcurge” exact mijlocul fiecărei perechi de cromozomi pentru a se asigura că fiecare celulă fiică primește exact un cromozom de la fiecare pereche.
Prin urmare, fibrele axului fac „o împingere”, precum și o mare „tragere” pentru a se asigura că diviziunea celulară nu este doar puternică, dar exactă. Microtubulele iau parte numai la diviziunea nucleului, dar participă și la divizarea întregii celule (adică, citokineză) și reîncadrarea fiecărei celule fiice noi în propria membrană celulară.
O modalitate de a ne imagina, probabil, toate acestea: celulele nu au mușchi, dar microtubulii sunt la fel de aproape de componentele celulare.
Replicarea centriolelor
După cum s-a spus, centrosomii celulelor se reproduc în timpul interfazei, partea relativ lungă a ciclului celular între diviziile mitotice. Replicarea centriolilor în centrosomi nu este pe deplin conservator, ceea ce înseamnă că cele două fiole centriole formate nu sunt în totalitate identice, așa cum s-ar întâmpla într-un proces conservator. În schimb, replicarea centriolilor este semiconservative.
În timp ce mecanismul exact al replicării centrosomului în timpul Faza S (faza de sinteză) de interfaza celulară rămâne de înțeles pe deplin, oamenii de știință au realizat că atunci când un centriol se împarte, unul dintre centriolii rezultați păstrează caracteristicile „mamei” și poate genera microtubuli operaționali.
Acest centriol are proprietăți „asemănătoare cu celulele stem”, în timp ce cealaltă, „fiica” devine complet diferențiată. Fiecare celulă divizată are câte o pereche de centrioli mamă-fiică la fiecare pol fiecare celulă fiică, după cum vă așteptați, conține un centriol mamă și un centriol fiică în fiecare pereche. În timpul interfazei care urmează în curând, acest centriol se va împărți pentru a crea din nou două perechi de centrioli mamă-centriolă.
Centrii în structuri diferențiate: Diferențele subtile de funcție între centriolii în unghi drept din fiecare pereche devin evidente când, de exemplu, centriola mamă devine atașată la interiorul membranei plasmatice a celulei pentru a forma o structură numită un corpul bazal. Acest corp este, de obicei, parte dintr-un cilium, sau extensie multi-microtubule asemănătoare părului, care nu este motil; adică nu se mișcă.
niste cili (pluralul de formă „cilium”) flageli („flagellum” singular) care se mișcă, adesea propulsând celule întregi de-a lungul, în timp ce în alte cazuri servesc ca mături în miniatură de un soi care curăță resturile din regiunea flagelului.
În timp ce biologii au multe de învățat despre dinamica precisă a centrosomilor, cancerul oferă o fereastră asupra a ceea ce nu merge cu centrosomii în caz de diviziune celulară anormală. Cercetătorii au observat, de exemplu, că Celulele canceroase conțin adesea un număr neobișnuit de centrosomi în loc de unul sau două așteptate, și anumite medicamente anti-cancer (de exemplu, Taxol și vincristină) își exercită efectele prin interferirea ansamblului microtubulelor.
Rolul în formarea Cilia
Un flagellum 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 destinul celulelor spermatozoizi este să se contopească cu un ovul, iar o celulă de ou lipsește un corp bazal, sperma este cea care asigură că un zigot nou format (produsul unirii spermatozoidului ovul și primul pas în generarea unui nou organism în reproducere) se va putea împărți, deoarece centriolul include instrucțiuni și componente necesare procesului de divizare.
Unele organisme au cili pe anumite celule. Aceasta include unele dintre celulele propriului tract respirator. epiteliu (celulele de suprafață; pielea ta este un fel de epiteliu) care îți liniște 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.