Obsah
- Štruktúra Centriola
- Centrosóm ako súčasť cytoskeletu
- Úloha centrosómu v bunkovej divízii
- Centriolová replikácia
- Úloha v formácii Cilia
centrosome („stredné telo“) je štruktúra nachádzajúca sa v bunkách väčšiny rastlín a zvierat. Z tejto organely sú proteínové štruktúry známe ako microtubules formovať a rozširovať.
Tieto mikrotubuly pochádzajú z organizačného centra mikrotubulov (MTOC) a sú neoddeliteľnou súčasťou mnohých eukaryotických bunkových funkcií a procesov počas celého života buniek. Pravdepodobne sú najlepšie známe pre svoju dôležitú úlohu v procese bunkového delenia, ktoré zahŕňa mitosis (rozdelenie bunkového jadrového materiálu na dcérske jadrá) nasledované v krátkom poradí cytokinesis (rozdelenie celej bunky na dcérske bunky).
Tento proces rozdelenia sprostredkuje centrioles centrosómov.
Štruktúra Centriola
Centrosómy sú štruktúry, ktoré obsahujú centrioly, ktoré vedú k vzniku mikrotubulov, ktoré fungujú ako mitotické vreteno. To je veľa na predstavenie, takže pohľad na každý z nich z hľadiska jasnejšej predstavy o fyzickom usporiadaní centrosómov.
počas interfázy, čo je obdobie, počas ktorého sa bunka aktívne nerozdeľuje, každá bunka obsahuje jeden centrozóm, ktorý obsahuje pár centiolov. Každá z týchto centiolov pozostáva z deviatich mikrotubulárnych trojčiat vo valcovom usporiadaní; inými slovami, jeden stredový kôš obsahuje celkom 27 mikrotubulov beží od konca do konca. Obidve stredové stredy sú orientované navzájom kolmo. Samy trojčatá sa podobajú malým paralelným rúrkam, ktoré sú v jednej línii.
Prečítajte si viac o tom, čo sa deje v medzifáze.
Počas interfázy sa replikujú všetky základné bunky, vrátane centrosómu a jeho pár centiolov. Spočiatku zostávajú tieto dva centrosómy alebo páry centiolov v tesnej fyzickej blízkosti. Akonáhle je mitóza úplne v plnom prúde, tieto dve centrioly migrovať na opačné konce bunky, ktorá sa pripravuje na rozdelenie na dve dcérske bunky.
Centrozóm verzus centroméra: „Centrosome“ ani „centriole“ by sa nemali zamieňať s Centromera, čo je fyzikálne spojenie medzi sesterskými chromatidmi chromozómu, ktoré sa pripravuje na rozdelenie v rámci mitózy.)
Mikrotubuly majú, ako už bolo uvedené, v bunkách niekoľko rôznych funkcií, ale ich hlavným účelom pri delení buniek je slúžiť ako vretenové vlákna, ktoré pomáhajú kontrolovať a uskutočňovať separáciu bunkových komponentov počas procesu delenia.
Centrosóm ako súčasť cytoskeletu
Okrem účasti na mitosiscentrosóm hrá v bunke životne dôležitú štrukturálnu úlohu tým, že vytvára microtubules ktoré tvoria cytoskelet, čo dáva bunkám ich tvar a integritu.
Hoci je možno lákavé predstaviť si bunky ako krehké, želatínové gule, ktoré sú o niečo viac ako okrúhle nádoby, každá bunka je mimoriadne dynamická, vrátane jej membrány, ktorá starostlivo kontroluje, ktoré látky môžu alebo nemusia prechádzať do bunky a mimo nej.
Prečítajte si viac o hlavnej funkcii buniek mikrotubulov.
Ich účel je podobný ako u kostry vášho tela, ktorá vám dáva všeobecnú fyzickú podobu a funguje ako stojan druhov, ktorý drží vaše ďalšie dôležité fyzické zložky - vaše orgány, svaly a tkanivá.
Usporiadanie a zloženie cytoskeletu: Mikrotubuly tvoriace cytoskelet sú prevlečené cez cytoplazmu vnútra bunky a vytvárajú sériu zátvoriek medzi hranicou buniek a jej jadrom blízko stredu. Tieto tubuly zase pozostávajú z monomérnych jednotiek vyrobených z proteínu nazývaného tubulín.
Tento tubulín, rovnako ako mnoho bielkovín v prírode, sa dodáva v rôznych podtypoch; najbežnejšie sa vyskytujúce v mikrotubuloch sú:
Iba v prítomnosti centrosómu sa tieto monoméry spontánne formujú do mikrotubulov, možno rovnakým spôsobom, pretože vajcia, cukor a čokoláda sa tvoria iba do cookies v prítomnosti ľudskej kuchyne.
Okrem toho sa nazývajú proteíny dyneinů a kinesin zúčastňovať sa na mitóze; tieto pomáhajú orientovať konce mikrotubulov na ich správne miesta pozdĺž alebo blízko chromozómov, ktoré sa čoskoro delia, ktoré sú usporiadané pozdĺž metafázovej platne.
Dôležitosť centrosómov: Zatiaľ nie je známe, ako presne dochádza k duplikácii centrosómov počas interfázy. Je tiež pozoruhodné, že zatiaľ čo centrozómy a stredy sa objavujú vo väčšine rastlinných buniek, mitóza sa môže vyskytovať v rastlinách bez týchto štruktúr, V skutočnosti môže v niektorých živočíšnych bunkách mitóza fungovať, aj keď boli centrálne bunky úmyselne zničené, ale zvyčajne to vedie k nezvyčajne vysokému počtu replikačných chýb.
Preto sa verí, že centrosómy pomáhajú udeľovať určitý stupeň kontroly v priebehu celého procesu sa biochemici snažia objasniť mechanizmy tohto mechanizmu, pretože tie sú pravdepodobne dôležité v roku 2006 genéza a progresia rakoviny a ďalšie poruchy, ktoré sú podmienené replikáciou a delením buniek.
••• Dana Chen | SciencingÚloha centrosómu v bunkovej divízii
Delenie buniek je kľúčovou súčasťou bunkovej biológie. Centrosómy zohrávajú v tomto procese zásadnú úlohu.
Pamätajte, že dve stredové stredy jedného centrosómu sú navzájom orientované v pravom uhle, čo znamená, že mikrotubuly v týchto stredových stredoch budú usporiadané v jednom z dvoch vzájomne kolmých smerov. Tiež si pamätajte, že dva centrosómy v bunke, ktorá sa zatiaľ nerozdeľuje, ležia na opačných koncoch medzifázovej bunky.
Dôsledkom tejto geometrie je to, že keď sa začnú tvoriť vretenové vlákna mitózy, vytvárajú sa vychádzajú z každej strany (alebo „tyč““) Bunky smerom k jej stredu, kde je rozdelenie buniek nakoniec najzreteľnejšie a vysúvajú sa aj „von“ v rôznych smeroch od každého centrosómu samotného.
Pokúste sa držať zatvorené päty tak, že ich držíte mierne od seba, a potom ich pomaly otvárajte, zatiaľ čo svoje novo viditeľné prsty natiahnite smerom k sebe; to poskytuje všeobecný obraz o tom, čo sa odohráva v centrosómoch v priebehu mitózy.
Mitóza sama o sebe zahŕňa štyri fázy (niekedy uvedené ako päť). V poriadku sú tieto:
Niektoré zdroje tiež obsahujú prometafázi medzi profázou a metafázou. Keď mitóza začína, mikrotubuly rastúce z rodiaceho sa mitotického vretena na každom póle sa pohybujú smerom do stredu bunky, kde sú replikované chromozómy usporiadané vo dvojiciach zoradené pozdĺž tzv. doska metafázy (neviditeľná čiara, pozdĺž ktorej dochádza k štiepeniu jadra).
Tieto konce vlákien vretena sa navíjajú na jednom z troch miest: na kinetochorových každého chromozómového páru, čo je štruktúra, v ktorej sa chromozómy skutočne separujú; na ramenách chromozómov; a v samotnej cytoplazme na druhej strane bunky, bližšie k opačnému centrosómu ako k pôvodnému bodu týchto vlákien.
Prevádzkové vlákna vretena: Rozsah kotviacich bodov koncov vretenových vlákien svedčí o elegancii a zložitosti mitotického procesu. Je to druh ťahu, ktorý musí byť veľmi dobre koordinovaný, aby rozdelenie „prešlo“ presným stredom každého chromozómového páru, aby sa zabezpečilo, že každá dcérska bunka dostáva presne jeden chromozóm z každého páru.
Vretenové vlákna preto robia „tlačenie“, ako aj veľa „ťahania“, aby sa ubezpečil, že delenie buniek nie je iba silné, ale presné. Mikrotubuly sa podieľajú na rozdelení samotného jadra, ale podieľajú sa aj na rozdelení celej bunky (t. j. cytokinéza) a opätovné uzavretie každej novej dcérskej bunky do svojej vlastnej bunkovej membrány.
Jeden spôsob, ako si to možno všetko predstaviť: Bunky nemajú svaly, ale mikrotubuly sú približne také blízko, ako sa dostanú bunkové komponenty.
Centriolová replikácia
Ako bolo uvedené, centrozómy buniek sa replikujú počas interfázy, čo je pomerne dlhá časť bunkového cyklu medzi mitotickými deleniami. Replikácia centiolov v centrosómoch nie je úplne konzervatívny, čo znamená, že vzniknuté dve dcérske centrioly nie sú úplne identické, ako by sa vyskytlo v konzervatívnom procese. Namiesto toho je stredová replikácia semikonzervativní.
Kým presný mechanizmus centrosómovej replikácie počas S fáza (fáza syntézy) vedci si uvedomili, že keď sa centioly delia, jedno z výsledných centiolov si zachováva vlastnosti „matky“ a môžu generovať funkčné mikrotubuly.
Toto centrum má vlastnosti typu kmeňových buniek, zatiaľ čo druhý, dcéra, sa stáva úplne diferencovaným. Každá deliaca bunka má na každom póle jeden pár centiole matka-dcéra každá nová dcérska bunka, ako by ste mohli očakávať, obsahuje jednu materskú strednú a jednu dcérsku stredovú v každej dvojici. Počas medzifázy, ktorá bude čoskoro nasledovať, sa tento centiole rozdelí, aby opäť vytvoril dva páry párov centiole a dcéry centiole.
Centrioly v diferencovaných štruktúrach: Jemné rozdiely vo funkcii medzi pravouhlými centriolami v každom páre sa prejavia, keď sa napríklad materská centiola pripojí k vnútrajšku plazmovej membrány bunky a vytvorí štruktúru nazývanú bazálne telo, Toto telo je zvyčajne súčasťou predĺženia riasenky alebo predĺženia mikrotubúl podobného vlasu, ktoré nie je pohyblivé; to znamená, že sa nepohybuje.
niektorí riasy (množné číslo „cilium“) bičíky (singulární „bičík“), ktoré sa pohybujú a často poháňajú celé bunky, zatiaľ čo v iných prípadoch slúžia ako miniatúrne metly, ktoré odstraňujú úlomky z oblasti bičíka.
Zatiaľ čo biológovia sa majú veľa čo učiť o presnej dynamike centrosómov, rakovina poskytuje okno na to, čo sa stane s centrosómami v prípade abnormálneho bunkového delenia. Vedci napríklad zistili, že rakovinové bunky často obsahujú neobvyklé množstvo centrosómov Namiesto očakávaného jedného alebo dvoch liekov a niektoré protirakovinové lieky (napríklad Taxol a vinkristín) uplatňujú svoje účinky tak, že narúšajú zostavenie mikrotubulov.
Úloha v formácii Cilia
Bičík je sortiment mikrotubúl, ktorý umožňuje lokomóciu, ako v prípade a spermie, Bičík pochádza z jediného bazálneho telesa na vnútornom povrchu plazmatickej membrány. Spermie teda obsahuje jediný pár centiolov.
Pretože konečný osud buniek spermií je spojiť sa s vajíčkaa vaječným bunkám chýba základné telo, je to spermie, ktoré zaisťujú, že novo vzniknutý zygota (produkt spájania vajíčkových spermií a prvý krok v reprodukcii nového organizmu) sa bude môcť rozdeliť, pretože centriole obsahuje pokyny a komponenty potrebné pre proces delenia.
Niektoré organizmy majú na určitých bunkách riasenku. Patria sem niektoré bunky vášho vlastného dýchacieho traktu. epitel (povrchové bunky; vaša pokožka je akýmsi epitelom), ktorý lemuje vaše pľúca a tvorí niekoľko prepojených bazálnych telies, čo je vlastne cilium. Rúrkové predĺženia týchto riasinkových buniek fungujú tak, že sa pohybujú pozdĺž hlienu a časticových látok, a teda chránia vnútro pľúc.