Det er bevist, at cellerne i eukaryote organismer er repræsenteret af et system af membraner, der danner organeller af protein-phospholipid-sammensætning. Der er dog en vigtig undtagelse fra denne regel. To organeller (cellecenter og ribosom) samt bevægelsesorganeller (flagella og cilia) har en ikke-membranstruktur. Hvordan er de uddannet? I dette arbejde vil vi forsøge at finde svaret på dette spørgsmål og også studere strukturen af cellens cellecenter, ofte kaldet centrosomet.
Indeholder alle celler et cellecenter
Det første faktum, som videnskabsmænd er interesserede i, er den valgfri tilstedeværelse af denne organoid. Så i lavere svampe - chytridiomycetes - og i højere planter er det fraværende. Som det viste sig, i alger, i menneskelige celler og i de fleste dyr, er tilstedeværelsen af et cellecenter nødvendig for implementeringen af processerne med mitose og meiose. Somatiske celler deles på den første måde, og kønsceller deles på den anden måde. En obligatorisk deltager i begge processer ercentrosom. Divergensen af dens centrioler til polerne i den delende celle og strækningen af fissionsspindelfilamenterne mellem dem sikrer yderligere divergens af kromosomerne knyttet til disse filamenter og til modercellens poler.
Mikroskopiske undersøgelser afslørede strukturelle træk ved cellecentret. Det omfatter fra en til flere tætte legemer - centrioler, hvorfra mikrotubuli vifter ud. Lad os studere udseendet mere detaljeret såvel som strukturen af cellecentret.
Centrosom i interfasecelle
I en celles livscyklus kan cellecentret ses i en periode, der kaldes interfase. To mikrocylindre er norm alt placeret i nærheden af kernemembranen. Hver af dem består af proteinrør, samlet i tre stykker (tripletter). Ni sådanne strukturer danner overfladen af centriolen. Hvis der er to af dem (hvilket sker oftest), så er de placeret vinkelret på hinanden. I løbet af livet mellem to delinger er strukturen af cellecentret i cellen næsten den samme i alle eukaryoter.
Centrosomets ultrastruktur
Det blev muligt at studere cellecentrets struktur i detaljer ved at bruge et elektronmikroskop. Forskere har fundet ud af, at centrosomcylindre har følgende dimensioner: deres længde er 0,3-0,5 mikron, deres diameter er 0,2 mikron. Antallet af centrioler fordobles før division begynder. Dette er nødvendigt, så moder- og dattercellerne selv, som følge af deling, modtagercellecenter, bestående af to centrioler. De strukturelle træk ved cellecentret ligger i det faktum, at de centrioler, der udgør det, ikke er ækvivalente: en af dem, den modne (moderlige), indeholder yderligere elementer: den pericentriolære satellit og dens vedhæng. Den umodne centriole har et specifikt sted kaldet et vognhjul.
Centrosomets adfærd i mitose
Det er velkendt, at væksten af en organisme, såvel som dens reproduktion, sker på niveau med den elementære enhed af levende natur, som er cellen. Cellens struktur, lokalisering og funktioner af cellen, såvel som dens organeller, betragtes af cytologi. På trods af det faktum, at forskere har forsket meget, er cellecentret stadig utilstrækkeligt undersøgt, selvom dets rolle i celledeling er blevet fuldt belyst. I mitoseprofasen og i profasen om reduktionsdeling af meiosen divergerer centriolerne mod modercellens poler, og derefter dannes fissionsspindeltråden. De er knyttet til centromererne af den primære indsnævring af kromosomer. Hvad er det til?
Spindel af anafasecelledeling
Eksperimenterne fra G. Boveri, A. Neil og andre videnskabsmænd gjorde det muligt at fastslå, at strukturen af cellecentret og dets funktioner er indbyrdes forbundet. Tilstedeværelsen af to centrioler placeret bipolært i forhold til cellens poler, og spindelfilamenter mellem dem, sikrer en jævn fordeling af kromosomer forbundet med mikrotubuli til hver af modercellens poler.
Sådan vil antallet af kromosomer være det samme i datterceller som følge af mitose, eller halvt så meget (i meiose) som i den oprindelige modercelle. Af særlig interesse er det faktum, at strukturen af cellecentret ændrer sig og er korreleret med stadierne i cellelivscyklussen.
Kemisk analyse af organellen
For en bedre forståelse af centrosomets funktioner og rolle, lad os undersøge, hvilke organiske forbindelser der er inkluderet i dets sammensætning. Som man kunne forvente, er proteiner førende. Det er tilstrækkeligt at huske, at cellemembranens struktur og funktioner også afhænger af tilstedeværelsen af peptidmolekyler i den. Bemærk, at proteiner i centrosomet har en sammentrækningsevne. De er en del af mikrotubuli og kaldes tubuliner. Ved at studere den ydre og indre struktur af cellecentret nævnte vi hjælpeelementer: pericentriolære satellitter og centriolvedhæng. De omfatter cenexin og myricitin.
Der er også proteiner, der regulerer organoidens stofskifte. Disse er kinase og phosphatase - specielle peptider, der er ansvarlige for nukleering af mikrotubuli, det vil sige for dannelsen af et aktivt frømolekyle, hvorfra væksten og syntesen af radiale mikrofilamenter begynder.
Cellcenter som arrangør af fibrillære proteiner
I cytologi har ideen om centrosomet som den vigtigste organel, der er ansvarlig for dannelsen af mikrotubuli, endelig fået fat. Takket være de generaliserende undersøgelser af K. Fulton kan det hævdes, at cellen centrerergiver denne proces på fire måder. For eksempel: polymerisation af fissionsspindelfilamenter, dannelse af centrioler, skabelse af et radi alt system af mikrotubuli i interfasecellen og endelig syntese af elementer i det primære cilium. Dette er en speciel formation, der er karakteristisk for moderens centriole. Ved at studere cellemembranens struktur og funktioner opdager forskerne den under et elektronmikroskop i cellecentret efter mitotisk celledeling eller på tidspunktet for mitosens begyndelse. I G2-stadiet af interfase, såvel som i de tidlige stadier af profase, forsvinder cilium. Ifølge dens kemiske sammensætning består den af tubulinmolekyler og er et mærke, hvorved en moden maternel centriole kan identificeres. Så hvordan opstår centrosommodning? Overvej alle nuancerne i denne proces.
stadier af centrioldannelse
Cytologer har fastslået, at datter- og moderens centrioler, der danner diplosomet, ikke har samme struktur. Så den modne struktur er omkranset af et lag af pericentriolært stof - en mitotisk halo. Fuld modning af dattercentriolen tager længere tid end én celles livscyklus. I slutningen af G1-stadiet af den anden cellecyklus fungerer den nye centriole allerede som en organisator af mikrotubuli og er i stand til at danne fissionsspindelfilamenter såvel som dannelsen af specielle bevægelsesorganeller. De kan være cilia og flageller, der findes i encellede protozoer (for eksempel grønne euglena, ciliates-sko), såvel som i mange alger, såsom chlamydomonas. Flagella dannet på grund af mikrotubuli i cellecentret forsynes med mangesporer i alger, samt kønsceller fra dyr og mennesker.
Centrosomets rolle i cellelivet
Så vi har set, at en af de mindste celleorganeller (optager mindre end 1 % af cellevolumenet) spiller en ledende rolle i reguleringen af metabolismen af både plante- og dyreceller. Krænkelse af dannelsen af delingsspindlen medfører dannelse af genetisk defekte datterceller. Deres sæt af kromosomer adskiller sig fra det normale antal, hvilket fører til kromosomafvigelser. Som et resultat, udviklingen af unormale individer eller deres død. Inden for medicin er forholdet mellem antallet af centrioler og risikoen for at udvikle kræft blevet fastslået. For eksempel, hvis normale hudceller indeholder 2 centrioler, afslører en vævsbiopsi i tilfælde af hudkræft en stigning i deres antal til 4-6. Disse resultater giver bevis for centrosomets nøglerolle i kontrollen af celledeling. Nylige eksperimentelle data peger på den vigtige rolle af denne organel i processerne af intracellulær transport. Cellecentrets unikke struktur gør det muligt at regulere både cellens form og dens forandring. I en norm alt udviklende enhed er centrosomet placeret ved siden af Golgi-apparatet, nær kernen, og giver sammen med dem integrative og signalerende funktioner i implementeringen af mitose, meiose, samt programmeret celledød - apoptose. Det er grunden til, at moderne cytologer betragter centrosomet som en vigtig samlende organel i cellen, der er ansvarlig både for dens deling og for hele cellen.overordnet stofskifte.
