Περιεχόμενο
- Η Δομή του Κέντρου
- Το Centrosome ως μέρος του κυτταροσκελετού
- Ο ρόλος του τμήματος κυτταρομετρίας στον κυτταρικό τομέα
- Centriole Replication
- Ρόλος στο σχηματισμό των κυλίνδρων
ο centrosome ("μεσαίο σώμα") είναι μια δομή που βρίσκεται στα κύτταρα των περισσότερων φυτών και ζώων. Από αυτή την οργανίδα είναι οι πρωτεϊνικές δομές που είναι γνωστές ως μικροσωληνίσκοι μορφή και επέκταση.
Αυτοί οι μικροσωληνίσκοι εξέρχονται από το κέντρο οργανώσεως των μικροσωληνίσκων (ΜΤΟΟ) και αποτελούν αναπόσπαστο μέρος ορισμένων λειτουργιών και διεργασιών ευκαρυωτικών κυττάρων καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής των κυττάρων. Είναι ίσως καλύτερα γνωστοί για το σημαντικό ρόλο τους στη διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης, η οποία περιλαμβάνει μίτωσις (η διάσπαση ενός πυρηνικού υλικού κυττάρων σε πυρήνες πυρήνα) ακολουθούμενη σε σύντομο χρονικό διάστημα κυτοκίνες (η διαίρεση ολόκληρου του κυττάρου σε θυγατρικά κύτταρα).
Αυτή η διαδικασία καταμερισμού διαμεσολαβείται από το centrioles των κεντροσωμάτων.
Η Δομή του Κέντρου
Τα κεντροσώματα είναι δομές που περιέχουν τα κεντρόλια, τα οποία δημιουργούν τους μικροσωληνίσκους που λειτουργούν ως μιτωτικός άξονας. Αυτά είναι πολλά που οραματίζονται, οπότε μια ματιά σε καθένα από αυτά με όρους δίνει μια σαφέστερη ιδέα της φυσικής ρύθμισης των κεντροσωμάτων.
Στη διάρκεια ενδιάμεση φάση, η οποία είναι η περίοδος κατά την οποία ένα κύτταρο δεν διαχωρίζεται ενεργά, κάθε κύτταρο περιέχει ένα κεντρόσωμα που περιλαμβάνει ένα ζεύγος centrioles. Κάθε ένα από αυτά τα centrioles αποτελείται από εννέα τριπλέτες μικροσωληνίσκων σε κυλινδρική διάταξη. Με άλλα λόγια, ένα ενιαίο centriole περιλαμβάνει ένα σύνολο 27 μικροσωληνίσκοι που τρέχουν από άκρο σε άκρο. Τα δύο centrioles είναι προσανατολισμένα σε ορθή γωνία μεταξύ τους. Οι ίδιες οι τριάδες μοιάζουν με μικροσκοπικούς παράλληλους σωλήνες που βρίσκονται σε μια γραμμή.
Διαβάστε περισσότερα για το τι συμβαίνει στην ενδιάμεση φάση.
Επίσης κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης, αναπαράγονται όλα τα βασικά συστατικά των κυττάρων, συμπεριλαμβανομένου του κεντροσώματος και του ζεύγους centrioles. Αρχικά, τα δύο κεντροσώματα, ή ζεύγη centrioles, παραμένουν σε στενή φυσική εγγύτητα. Μόλις ολοκληρωθεί η μίτωση, τα δύο κεντρώια μεταναστεύουν προς τα αντίθετα άκρα του κυττάρου που ετοιμάζεται να χωρίσει σε δύο θυγατρικά κύτταρα.
Centrosome vs. Centromere: Ούτε το "centrosome" ούτε το "centriole" πρέπει να συγχέονται με το centromere, η οποία είναι η φυσική διασταύρωση μεταξύ των χρωματιστών αδελφών ενός χρωμοσώματος που ετοιμάζεται να χωρίσει ως μέρος της μίτωσης).
Οι μικροσωληνίσκοι, όπως σημειώνεται, έχουν πολλές διαφορετικές λειτουργίες στα κύτταρα, αλλά ο κύριος σκοπός τους στην κυτταρική διαίρεση είναι να χρησιμεύσουν ως οι ίνες της ατράκτου που βοηθούν στον έλεγχο και την εκτέλεση του διαχωρισμού των κυτταρικών συστατικών κατά τη διαδικασία διαίρεσης.
Το Centrosome ως μέρος του κυτταροσκελετού
Εκτός από τη συμμετοχή μίτωσις, το κεντρόσωμα διαδραματίζει ζωτικό διαρθρωτικό ρόλο στο κύτταρο δημιουργώντας το μικροσωληνίσκοι που αποτελούν το κυτταροσκελετού, που είναι αυτό που δίνει στα κύτταρα το σχήμα και την ακεραιότητά τους.
Αν και είναι ίσως δελεαστικό να φανταστούμε τα κύτταρα ως εύθραυστα ζελατινώδη σφαιρίδια που είναι λίγο περισσότερο από στρογγυλά δοχεία, κάθε κύτταρο είναι εξαιρετικά δυναμικό, συμπεριλαμβανομένης της μεμβράνης, που ελέγχει προσεκτικά ποιες ουσίες μπορούν ή όχι να περάσουν μέσα και έξω από το κύτταρο.
Διαβάστε περισσότερα σχετικά με την κύρια λειτουργία των κυττάρων μικροσωληνίσκων.
Ο σκοπός τους είναι παρόμοιος με εκείνον του σκελετού του σώματός σας, ο οποίος δίνει στο υπόλοιπο σας τη γενική φυσική του μορφή και λειτουργεί ως ένα είδος ράφι που κρατάει τα άλλα σημαντικά φυσικά σας συστατικά - τα όργανα, τους μυς και τους ιστούς σας.
Διάταξη και Σύνθεση Κυτταροσκελετού: Οι μικροσωληνίσκοι που σχηματίζουν τον κυτταρόπλασμα σπειρώνονται στο κυτταρόπλασμα του εσωτερικού του κυττάρου, σχηματίζοντας μια σειρά από τιράντες μεταξύ του ορίου των κυττάρων και του πυρήνα του κοντά στο κέντρο. Αυτοί οι σωληνίσκοι με τη σειρά τους αποτελούνται από μονομερείς μονάδες κατασκευασμένες από μια πρωτεΐνη που ονομάζεται τουμπουλίνη.
Αυτή η τουμπουλίνη, όπως και πολλές πρωτεΐνες στη φύση, έρχεται σε μια ποικιλία υποτύπων. η πιο συνηθισμένη στα μικροσωμάτια είναι:
Μόνο με την παρουσία ενός κεντροσώματος, αυτά τα μονομερή σχηματίζονται αυθόρμητα σε μικροσωληνάρια, με τον ίδιο τρόπο, ίσως, καθώς τα αυγά, η ζάχαρη και η σοκολάτα σχηματίζονται μόνο σε μπισκότα με την παρουσία μιας ανθρώπινης κουζίνας.
Επιπλέον, καλούνται πρωτεΐνες δισενίνες και κινασίνες λαμβάνουν μέρος στη μίτωση. αυτά βοηθούν να προσανατολίσουν τα άκρα των μικροσωληνίσκων στις σωστές τους θέσεις κατά μήκος ή κοντά στα σύντομα προς διαίρεση χρωμοσώματα, τα οποία ευθυγραμμίζονται κατά μήκος της πλάκας μετάφασης.
Σημασία των Centrosomes: Δεν είναι ακόμη γνωστό πώς ακριβώς γίνεται η αλληλοεπικάλυψη των centrosomes κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης. Επίσης, είναι αξιοσημείωτο ότι ενώ κεντροσώματα και centrioles εμφανίζονται στα περισσότερα φυτικά κύτταρα, μίτωση μπορεί να συμβεί σε φυτά απουσία αυτών των δομών. Στην πραγματικότητα, σε μερικά ζωικά κύτταρα, η μίτωση μπορεί να λειτουργήσει ακόμα και όταν τα κεντρώλια έχουν καταστραφεί σκόπιμα, αλλά αυτό γενικά έχει ως αποτέλεσμα έναν ασυνήθιστα υψηλό αριθμό σφαλμάτων αναδιπλασιασμού.
Επομένως πιστεύεται ότι τα κεντροσώματα βοηθούν να αποκτήσουν κάποιο βαθμό ελέγχου σε ολόκληρη τη διαδικασία, και οι βιοχημικοί προσπαθούν να διασαφηνίσουν τους μηχανισμούς αυτού, επειδή αυτές είναι πιθανόν να είναι σημαντικές τη γένεση και την εξέλιξη των καρκίνων και άλλες διαταραχές που εξαρτώνται από την κυτταρική αναπαραγωγή και διαίρεση.
••• Dana Chen | SciencingΟ ρόλος του τμήματος κυτταρομετρίας στον κυτταρικό τομέα
Η κυτταρική διαίρεση είναι ένα κρίσιμο συστατικό της κυτταρικής βιολογίας. Τα κεντροσώματα παίζουν σημαντικό ρόλο στη διαδικασία αυτή.
Να θυμάστε ότι τα δύο centrioles ενός κεντρικού άξονα είναι προσανατολισμένα σε ορθή γωνία μεταξύ τους, πράγμα που σημαίνει ότι οι μικροσωληνίσκοι σε αυτά τα centrioles θα τοποθετηθούν σε μία από τις δύο αμοιβαία κάθετες διευθύνσεις. Επίσης, υπενθυμίζουμε ότι τα δύο κεντροσώματα σε ένα κελί που δεν είναι αρκετά διαχωριστικό βρίσκονται σε αντίθετα άκρα του κυττάρου διασταυρώσεων.
Μια συνέπεια αυτής της γεωμετρίας είναι ότι όταν αρχίσουν να σχηματίζονται οι ίνες της μύτης άκρου, αυτοί από κάθε πλευρά (ή "πόλο"") Του κυττάρου προς το κέντρο του, όπου η κυτταρική διαίρεση είναι τελικά πιο εμφανής, και Επίσης επεκτείνονται ή "ανεμιστήρες" προς τα έξω σε μια σειρά από κατευθύνσεις από κάθε centrosome ίδια.
Προσπαθήστε να κρατήσετε τις κλειστές γροθιές σας ελαφρώς διαχωρισμένες και στη συνέχεια να τις ανοίξετε σιγά-σιγά, ενώ παράλληλα επεκτείνετε τα ορατά δάκτυλά σας προς την άλλη αυτό προσφέρει μια γενική εικόνα του τι εκτυλίσσεται στα κεντροσώματα καθώς προχωρεί η μιτώση.
Η ίδια η Mitosis περιλαμβάνει τέσσερις φάσεις (μερικές φορές αναφέρονται ως πέντε). Γιατί είναι:
Περιλαμβάνονται επίσης ορισμένες πηγές prometaphase μεταξύ προφανούς και μεταφανούς. Καθώς η μίτωση γίνεται σε εξέλιξη, οι μικροσωληνίσκοι που αναπτύσσονται από τον εκκολαπτόμενο μιτωτικό άξονα σε κάθε πόλο κινούνται προς το κέντρο της κυψέλης, όπου τα αναπαραγόμενα χρωμοσωματίδια τοποθετημένα σε ζεύγη είναι ευθυγραμμισμένα κατά μήκος της λεγόμενης πλάκα μετάφασης (μια αόρατη γραμμή κατά την οποία συμβαίνει η διάσπαση του πυρήνα).
Αυτά τα κυρτά άκρα των ινών του άξονα καταλήγουν σε ένα από τα τρία σημεία: στο kinetochore του κάθε ζεύγους χρωμοσωμάτων, το οποίο είναι η δομή στην οποία χωρίζονται τα χρωμοσώματα. στους βραχίονες των χρωμοσωμάτων. και στο ίδιο το κυτταρόπλασμα στην άλλη πλευρά του κυττάρου, πιο κοντά στο αντίθετο κεντρόσωμα από το σημείο προέλευσης των ινών αυτών.
Ανοξείδωτες ίνες σε λειτουργία: Το εύρος των σημείων αγκύρωσης των άκρων των ινών της ατράκτου πιστοποιεί την κομψότητα και την πολυπλοκότητα της μιτωτικής διαδικασίας. Είναι ένας τύπος "ρυμούλκησης", ο οποίος όμως πρέπει να είναι εξαιρετικά καλά συντονισμένος, έτσι ώστε η διαίρεση να "περνάει" από το ακριβές κέντρο κάθε ζεύγους χρωμοσωμάτων, ώστε να εξασφαλίζει ότι κάθε κόρη κυττάρων λαμβάνει ακριβώς ένα χρωμόσωμα από κάθε ζεύγος.
Συνεπώς, οι ίνες της ατράκτου κάνουν κάποια "ώθηση" καθώς και πολλά "τράβηγμα" για να βεβαιωθείτε ότι η κυτταρική διαίρεση δεν είναι μόνο ισχυρή αλλά ακριβής. Οι μικροσωληνίσκοι συμμετέχουν μόνο στη διαίρεση του πυρήνα, αλλά συμμετέχουν και στη διαίρεση ολόκληρου του κυττάρου (δηλ., κυτοκίνη) και την επανέμφραξη κάθε νέου θυγατρικού κυττάρου στην κυτταρική του μεμβράνη.
Ένας τρόπος για να φανταστεί κανείς όλα αυτά: Τα κύτταρα δεν έχουν μυς, αλλά οι μικροσωληνίσκοι είναι σχεδόν τόσο κοντά όσο παίρνουν τα κυτταρικά συστατικά.
Centriole Replication
Όπως αναφέρθηκε, τα κεντροσώματα των κυττάρων αναπαράγονται κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης, το συγκριτικά μεγάλο τμήμα του κυτταρικού κύκλου μεταξύ των μιτωτικών διαιρέσεων. Η αντιγραφή των centrioles σε centrosomes δεν είναι πλήρως συντηρητικός, που σημαίνει ότι τα δύο θυγατρικά centrioles που σχηματίζονται δεν είναι απολύτως όμοια, όπως θα συνέβαινε σε μια συντηρητική διαδικασία. Αντ 'αυτού, η αναπαραγωγή centriole είναι ημικυκνωτική.
Ενώ ο ακριβής μηχανισμός της αντιγραφής κεντροσωμάτων κατά τη διάρκεια του S φάση (φάση σύνθεσης) της ενδιάμεσης φάσης των κυττάρων παραμένει πλήρως κατανοητή, οι επιστήμονες έχουν συνειδητοποιήσει ότι όταν ένα centriole χωρίζεται, ένα από τα προκύπτοντα centrioles διατηρεί τα χαρακτηριστικά της "μητέρας" και μπορεί να δημιουργήσει λειτουργικούς μικροσωληνίσκους.
Αυτό το centriole έχει ιδιότητες "τύπου βλαστοκυττάρων", ενώ το άλλο, η "κόρη", γίνεται πλήρως διαφοροποιημένο. Κάθε διαχωριστικό κύτταρο έχει ένα ζευγάρι centriole μητέρα-κόρη σε κάθε πόλο, έτσι κάθε νέα κόρη θυγατρικών, όπως θα περίμενε κανείς, περιέχει ένα μητρικό centriole και ένα θυγατρικό centriole σε κάθε ζευγάρι. Κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης που σύντομα ακολουθεί, αυτό το centriole θα διαιρέσει για να δημιουργήσει και πάλι δύο μητρικά centriole-daughter ζευγάρια centriole.
Centrioles σε διαφοροποιημένες δομές: Οι λεπτές διαφορές στη λειτουργία μεταξύ των δεξιών γωνιών centrioles σε κάθε ζεύγος γίνονται εμφανείς όταν, για παράδειγμα, το μητρικό centriole συνδέεται με το εσωτερικό της μεμβράνης πλάσματος του κυττάρου για να σχηματίσει μια δομή που ονομάζεται βασικό σώμα. Αυτό το σώμα είναι συνήθως μέρος ενός cilium, ή μαλλιά-όπως επέκταση πολλαπλών μικροσωληνίσκων, που δεν είναι κινητό? δηλαδή, δεν κινείται.
Μερικοί βλεφαρίδες (ο πληθυντικός του "cilium") μορφή flagella (singular "flagellum") που κινούνται, συχνά προωθώντας ολόκληρα κύτταρα, ενώ σε άλλες περιπτώσεις χρησιμεύουν ως μικροσκοπικές σκούπες ενός είδους που ξεκαθαρίζουν τα συντρίμμια από την περιοχή του μαστιγίου.
Ενώ οι βιολόγοι έχουν πολλά να μάθουν για την ακριβή δυναμική των κεντροσωμάτων, ο καρκίνος παρέχει ένα παράθυρο σε ό, τι συμβαίνει με τα κεντροσώματα σε περιπτώσεις ανώμαλης κυτταρικής διαίρεσης. Οι ερευνητές παρατήρησαν, για παράδειγμα, ότι τα καρκινικά κύτταρα συχνά περιέχουν ασυνήθιστους αριθμούς κεντροσωμάτων αντί του αναμενόμενου ενός ή δύο, και ορισμένα αντικαρκινικά φάρμακα (για παράδειγμα, Taxol και βινκριστίνη) ασκούν τα αποτελέσματά τους με παρεμβολή στη συναρμολόγηση μικροσωληνίσκων.
Ρόλος στο σχηματισμό των κυλίνδρων
Ένα μαστίγιο είναι μια ποικιλία μικροσωληναρίων που επιτρέπει τη μετακίνηση, όπως συμβαίνει στην περίπτωση του α σπερματοζωάριο. Ένα μαστίγιο προέρχεται από ένα μόνο βασικό σώμα στην εσωτερική επιφάνεια της μεμβράνης πλάσματος. Έτσι, ένα κύτταρο σπέρματος περιέχει ένα μόνο ζευγάρι centriole.
Επειδή η τελική μοίρα των σπερματοζωαρίων είναι να συγχωνευθούν με ένα κέλυφος αυγού, και ένα κύτταρο αυγών στερείται βασικού σώματος, είναι το σπέρμα που εξασφαλίζει ότι ένας νεοσχηματισμένος ζυγώτης (το προϊόν της σύνδεσης σπέρματος αυγού και το πρώτο βήμα στην παραγωγή ενός νέου οργανισμού στην αναπαραγωγή) θα είναι σε θέση να διαιρέσει, δεδομένου ότι το centriole περιλαμβάνει οδηγίες και στοιχεία που απαιτούνται για τη διαδικασία διαίρεσης.
Μερικοί οργανισμοί έχουν βλεφαρίδες σε ορισμένα κύτταρα. Αυτό περιλαμβάνει ορισμένα από τα κύτταρα της δικής σας αναπνευστικής οδού. ο επιθήλιο (επιφανειακά κύτταρα, το δέρμα σας είναι ένα είδος επιθηλίου) που ορίζει τους πνεύμονές σας σχηματίζει έναν αριθμό συνδεδεμένων βασικών σωμάτων, πράγμα που είναι στην πραγματικότητα ένα cilium. Οι σωληνοειδείς επεκτάσεις αυτών των κυττάρων με πώμα λειτουργούν για να κινούνται κατά μήκος της βλέννας και των σωματιδίων και κατά συνέπεια προστατεύουν το εσωτερικό των πνευμόνων.