Vsebina
- Struktura Centriole
- Centrosom kot del citoskeleta
- Vloga centrosoma v celičnem oddelku
- Centriolna replikacija
- Vloga v formaciji Cilia
The centrosom ("srednje telo") je struktura, ki jo najdemo v celicah večine rastlin in živali. Prav iz tega organela so beljakovinske strukture znane kot mikrotubule oblikovati in razširiti.
Ti mikrotubuli izhajajo iz centra za organizacijo mikrotubulov (MTOC) in so sestavni del številnih evkariontskih funkcij celic in procesov skozi celotno življenjsko dobo celic. Morda so najbolj znani po svoji pomembni vlogi v procesu delitve celic, ki vključuje mitoza (delitev celicnega jedrskega materiala na hčerinska jedra), ki mu je v kratkem zapored sledila citokineza (delitev celotne celice na hčerinske celice).
Ta postopek delitve posreduje urad centriole centrosomov.
Struktura Centriole
Centrosomi so strukture, ki vsebujejo centriole, ki sprožijo mikrotubule, ki delujejo kot mitotsko vreteno. To je veliko zamisliti, tako da pogled na vsako od teh v smislu jasneje predstavi fizično postavitev centrosomov.
Med interfaza, to je obdobje, v katerem celica ne deli aktivno, vsaka celica vsebuje en centrosom, ki vključuje par centriolov. Vsak od teh centriolov je sestavljen iz devetih mikroplastičnih trojčkov v valjasti postavitvi; z drugimi besedami, en sam centriol vključuje skupaj 27 mikrotubul teče od konca do konca. Dve centrioli sta usmerjeni pod pravim kotom drug na drugega. Trojice same spominjajo na drobne vzporedne cevi, ki so v vrsti.
Preberite več o tem, kaj se dogaja v medfaznih.
Med interfazo se replicirajo vse osnovne celice celice, vključno s centrosomom in njegovim parom centriolov. Sprva dva centrosoma ali par centriolov ostaneta v neposredni fizični bližini. Ko je mitoza v celoti v teku, dva centriola selijo proti nasprotnim koncem celice, ki se pripravlja na razdelitev na dve hčerinski celici.
Centrosome vs. Centromere: Niti „centrosoma“ ali „centriola“ ne smemo zamenjati s centromere, ki je fizični stik med sestrskimi kromatidi kromosoma, ki se pripravlja na delitev kot del mitoze.)
Mikrotubuli, kot je navedeno, imajo v celicah številne različne funkcije, vendar je njihov glavni namen pri delitvi celic služiti kot vretenasta vlakna, ki pomagajo nadzorovati in izvajati ločevanje celičnih komponent med postopkom delitve.
Centrosom kot del citoskeleta
Poleg udeležbe v mitoza, ima centrosom vitalno strukturno vlogo v celici z ustvarjanjem mikrotubule ki tvorijo citoskelet, kar daje celicam obliko in celovitost.
Čeprav si je celice morda mikavno predstavljati kot krhke, želatinaste krogle, ki so malo več kot okrogle posode, je vsaka celica izjemno dinamična, vključno s svojo membrano, ki skrbno nadzira, katere snovi lahko ali ne preidejo v celico in zunaj nje.
Preberite več o glavni funkciji celic mikrotubul.
Njihov namen je podoben okostju vašega telesa, ki daje ostalim vašo splošno fizično obliko in deluje kot stojalo, ki vsebuje druge pomembne fizične sestavine - vaše organe, mišice in tkiva.
Razporeditev in sestava citoskeleta: Mikrotubule, ki tvorijo citoskelet, so nanizane čez citoplazmo celice v notranjosti in tvorijo vrsto naramnic med mejo celice in njenim jedrom blizu središča. Te epruvete sestavljajo monomerne enote, sestavljene iz proteina, imenovanega tubulina.
Tudi ta tubulin, kot mnogi beljakovine v naravi, prihaja v različnih podtipih; najpogosteje jih najdemo v mikrotubulah:
Šele ob prisotnosti centrosoma se ti monomeri spontano oblikujejo v mikrotubule, podobno kot morda, saj se jajca, sladkor in čokolada samo v kuhinji, v kateri človek dela.
Poleg tega so proteini imenovali dyneini in kinezini sodelovati pri mitozi; ti pomagajo usmeriti konce mikrotubul na njihova pravilna mesta ob ali blizu kromosomov, ki se kmalu razdelijo, ki se vrstijo vzdolž metafazne plošče.
Pomen Centrosomov: Ni še znano, kako natančno pride do podvajanja centrosomov med interfazo. Prav tako je opazno, da se medtem, ko se centrosomi in centriole pojavljajo v večini rastlinskih celic, mitoza se lahko pojavi pri rastlinah, če teh struktur ni. Dejansko lahko v nekaterih živalskih celicah mitoza deluje tudi takrat, ko so bili centrioli namenoma uničeni, vendar to na splošno povzroči nenavadno veliko število napak pri podvajanju.
Zato se verjame, da centrosomi pomagajo pri nadzoru nad neko stopnjo skozi celoten postopek si biokemiki prizadevajo razjasniti mehanizme tega, ker so ti verjetno pomembni pri geneza in napredovanje rakavih obolenj in druge motnje, ki so odvisne od podvajanja in delitve celic.
••• Dana Chen | SciachingVloga centrosoma v celičnem oddelku
Delitev celic je ključni sestavni del celične biologije. Centrosomi igrajo glavno vlogo pri tem procesu.
Ne pozabite, da sta dva centriola enega samega centrosoma usmerjena pod pravim kotom, kar pomeni, da se bodo mikrotubule v teh centriolah razporejale v eni od dveh med seboj pravokotnih smeri. Spomnite se tudi, da dva centrosoma v še nerazdeljeni celici ležita na nasprotnih koncih medfazne celice.
Posledica te geometrije je, da ko se vretenasta vlakna mitoze začnejo oblikovati, se podaljšajte z vsake strani (ali „pol") Celice proti njenemu središču, kjer je na koncu najbolj vidna delitev celic, in prav tako se razširijo ali "ventilirajo" navzven v različnih smereh od vsakega samega centrosoma.
Poskusite držati zaprte pesti rahlo narazen, nato pa jih počasi odprite, medtem ko svoje novo vidne prste iztegnete drug proti drugemu; to daje splošno sliko o tem, kaj se pri centrosomih odvija, ko mitoza poteka.
Mitoza sama vključuje štiri faze (včasih navedene kot pet). To so:
Nekateri viri vključujejo tudi prometafaza med profazo in metafazo. Ko mineva mitoza, se mikrotubule, ki rastejo iz nastajajočega mitotskega vretena na vsakem polu, premikajo proti središču celice, kjer se replicirani kromosomi, razporejeni v parih, postavijo vzdolž t.i. metafazna plošča (nevidna črta, vzdolž katere poteka cepitev jedra).
Ti konci vretenskih vlaken se vijejo na enem od treh mest: na kinetohora vsakega para kromosomov, kar je struktura, na kateri se kromosomi dejansko ločijo; na rokah kromosomov; in v sami citoplazmi dobro na drugi strani celice, bližje nasprotnemu centrosomu kot izvoru teh vlaken.
Vretena v delovanju: Razpon sidrišč koncev vretenastih vlaken kaže na eleganco in kompleksnost mitotskega procesa. Gre za vrste "vlačilca", ki pa morajo biti izredno dobro usklajene, tako da delitev "teče" točno v sredini vsakega para kromosomov, da se zagotovi, da vsaka hčerinska celica od vsakega para prejme točno en kromosom.
Vlakna vretena torej izvajajo nekaj "potiskanja" in tudi veliko "vlečenja", da se prepriča, da delitev celic ni le močna, ampak natančna. Mikrotubuli sodelujejo pri delitvi jedra, sodelujejo pa tudi pri delitvi celotne celice (t.j. citokineza) in ponovno zaprtje vsake nove hčerinske celice v lastno celično membrano.
Eden od načinov, da si vse to morda zamislimo: Celice nimajo mišic, a mikrotubule so približno tako blizu, kot pridejo do celičnih komponent.
Centriolna replikacija
Kot rečeno, se centrosomi celic razmnožujejo med interfazo, sorazmerno dolgim delom celičnega cikla med mitotskimi delitvami. Razmnoževanje centriolov v centrosomih ni v celoti konzervativni, kar pomeni, da nastala dva hčerinska centriola nista povsem enaka, kot bi se zgodilo v konzervativnem postopku. Namesto tega je centriolna replikacija polkonzervativno.
Medtem ko je natančen mehanizem podvajanja centrosomov med S faza (faza sinteze) celične interfaze še vedno moramo razumeti, znanstveniki so ugotovili, da se centriola, ko se razdeli, eden izmed rezultirajočih centriolov ohranja lastnosti "matere" in lahko ustvarijo operativne mikrotubule.
Ta centriola ima lastnosti "matičnih celic", medtem ko druga, "hči", postane popolnoma diferencirana. Vsaka delitvena celica ima po en pol en mati-hči centriol, tako da vsaka nova hčerinska celica, kot lahko pričakujete, vsebuje en matični centriol in eno hčerinsko centriolo v vsakem paru. Med vmesno fazo, ki kmalu sledi, se bo ta centriola razšla, da bi ponovno ustvarila dva para centriola mati-hčerka.
Centriole v diferenciranih strukturah: Nežne razlike v funkciji med desno usmerjenimi centrioli v vsakem paru postanejo očitne, ko se na primer matični centriol pritrdi na notranjo stran plazemske membrane celice in tvori strukturo, imenovano a bazalno telo. To telo je običajno del cilija ali las podobnega podaljška z več mikro-cebulicami, ki ni gibljiv; torej se ne premika.
Nekateri cilija (množina obrazca „cilium“) flagele (edini "flagellum"), ki se premikajo, pogosto poganjajo celotne celice, medtem ko v drugih primerih služijo kot miniaturne metle, ki očistijo naplavine z območja flagela.
Medtem ko se biologi veliko naučijo o natančni dinamiki centrosomov, rak omogoča okvaro, kaj gre s centrosomi v primeru nenormalne delitve celic. Raziskovalci so na primer opazili to rakave celice pogosto vsebujejo nenavadno število centrosomov namesto pričakovanega enega ali dveh in nekatera zdravila proti raku (na primer Taxol in vinkristin) učinkujejo tako, da posegajo v sestavljanje mikrotubul.
Vloga v formaciji Cilia
Pahuljica je izbor mikrotubul, ki omogočajo gibanje, kot v primeru spermatozo. Flagellum izvira iz enega samega bazalnega telesa na notranji površini plazemske membrane. Tako v spermatozo celici vsebuje en sam par centriolov.
Ker je končna usoda spermijev, da se zlijejo z an jajčna celicain ker jajčna celica nima osnovnega telesa, je sperma tista, ki zagotavlja, da se bo lahko novo nastala zigota (produkt združitve jajčne sperme in prvi korak pri ustvarjanju novega organizma pri razmnoževanju) lahko ločila, saj centriole vključuje navodila in sestavne dele, potrebne za postopek delitve.
Nekateri organizmi imajo cilije na določenih celicah. To vključuje nekatere celice lastnih dihal. The epitelija (površinske celice; vaša koža je nekakšen epitelij), ki črta pljuča, tvori več povezanih bazalnih teles, kar je v resnici cilium. Cevasti podaljški teh ciliranih celic delujejo tako, da se premikajo po sluzi in delcih in zato ščitijo notranjost pljuč.