CENTROSOM: FUNKCIJE IN STRUKTURA - BIOLOGIJA - 2025

Centrosome je membrana brez celic organelle, ki sodeluje pri procesih celične delitve celic gibljivost celic polarnosti, znotrajcelični transport, organizacija mikrotubularne omrežja, in v proizvodnji migetalk in bičkov.

Zaradi svoje glavne funkcije je znan kot "organizacijski center mikrotubul". V večini primerov se ta struktura nahaja zelo blizu celičnega jedra in je močno povezana z jedrsko ovojnico.

V živalskih celicah centrosome tvorita dva centriola, potopljena v pericentriolarni matriks, bogata z različnimi vrstami beljakovin. Centriole so odgovorne za organizacijo mikrotubul vretena.

Vendar te strukture niso bistvene za procese delitve celic. Dejansko v večini rastlin in drugih evkariontov centrosomom manjka centriolov.

Vsi centrosomi so starševskega izvora, saj je v trenutku, ko pride do oploditve, centrosom jajčne celice inaktiviran. Zato centrosom, ki usmerja procese delitve celic po oploditvi, prihaja izključno iz sperme. V nasprotju z mitohondriji, na primer, ki je po izvoru mater.

Vzpostavljena je bila precej tesna povezava med spremembami v centrosomih in razvojem rakavih celic.

Glavne funkcije centrosoma

V različnih rodih evkariotov centrosomi veljajo za večnamenske organele, ki opravljajo veliko število celičnih nalog.

Glavna funkcija centrosomov je organiziranje mikrotubul in pospeševanje polimerizacije enot proteina, imenovanega "tubulin". Ta beljakovina je glavna sestavina mikrotubul.

Centrosomi so del mitotskega aparata. Poleg centrosomov ta aparat vključuje tudi mitotično vreteno, ki ga tvorijo mikrotubuli, ki se rodijo v vsakem centrosomu in povezujejo kromosome s polovi celic.

Pri celični delitvi je od tega procesa v veliki meri odvisna enaka segregacija kromosomov na hčerinske celice.

Kadar ima celica neenakomeren ali nenormalen nabor kromosomov, je organizem lahko nežive, ali pa se daje prednost rasti tumorjev.

Sekundarne funkcije

Centrosomi so vključeni v vzdrževanje oblike celic in sodelujejo tudi pri membranskih premikih, saj so neposredno povezani z mikrotubuli in drugimi elementi citoskeleta.

Nedavne študije kažejo na novo funkcijo centrosomov, povezano s stabilnostjo genoma. To je ključnega pomena pri normalnem razvoju celic in, če ne uspe, lahko privede do razvoja različnih patologij.

Ali se živalske celice lahko pravilno razvijejo v odsotnosti centriolov, je v literaturi vroča tema.

Nekateri strokovnjaki podpirajo idejo, da čeprav se nekatere živalske celice razmnožujejo in preživijo v odsotnosti centriolov, kažejo aberantni razvoj. Po drugi strani pa obstajajo tudi dokazi, ki podpirajo nasprotno stališče.

Struktura

Centrosomi so sestavljeni iz dveh centriolov (para, imenovanega tudi diplosomi), obdanega s pericentriolarnim matriksom.

Centrioles

Centriole so oblikovane kot valji in spominjajo na sod. Pri vretenčarjih so široki 0,2 µm in dolgi od 0,3 do 0,5 µm.

Te cilindrične strukture so organizirane v devet obročkov mikrotubulov v obliki obroča. To urejanje običajno označimo kot 9 + 0.

Številka 9 označuje devet mikrotubul, nič pa se nanaša na njihovo odsotnost v osrednjem delu. Mikrotubuli delujejo kot neke vrste nosilnih sistemov, ki se upirajo citoskeletni kompresiji.

V centrosomih so tri vrste mikrotubul, vsaka z določeno funkcijo in porazdelitvijo:

-Astralne mikrotubule, ki s kratkimi podaljški pritrdijo centrosom na celično membrano.

- Mikrotubuli kinetohora (kinetochore je struktura kromosoma, ki se nahaja v njihovih centromeresih), ki kentetohore, povezane s kromosomom, povezujejo s centrosomi.

-Na koncu so polarni mikrotubuli, ki se nahajajo na obeh polih uporabe.

Poleg tega centriole tvorijo bazalna telesa. Oba predmeta sta medsebojno pretvorljiva. To so strukture, iz katerih prihajajo cilija in flagele, elementi, ki omogočajo gibanje v določenih organizmih.

Pericentriolarna matrica

Matriks ali pericentriolarni material je zrnato in precej gosto območje citoplazme. Sestavljen je iz raznolikega nabora beljakovin.

Glavni proteini v tej amorfni matrici sta tubulin in pericentrin. Obe imata možnost interakcije z mikrotubuli za združitev kromosomov.

Konkretno, ɣ tubulinski obroči služijo kot mesta nukleacije za razvoj mikrotubul, ki nato sevajo iz centrosoma.

Centrosomi in celični cikel

Velikost in sestava beljakovin v centrosomih se v različnih fazah celičnega cikla bistveno razlikujeta. Da jih ponovimo, jih centrosomi storijo iz že obstoječega.

Interfazne celice vsebujejo samo en centrosom. Ta se v celičnem ciklu podvoji samo enkrat in povzroči dva centrosoma.

V fazi G1 cikla sta dva centriola pravokotno usmerjena (tvorita kot 90 stopinj), kar je njun značilen položaj.

Ko celica preide fazo G1, pride do pomembne kontrolne točke celičnega cikla, DNK se podvoji in celična delitev. Istočasno se začne razmnoževanje centrosomov.

Na tej točki sta dva centriola ločena na kratki razdalji, vsak izvirni centriol pa sproži novo. Očitno se ta sinhronizacija dogodkov zgodi z delovanjem encimov, imenovanih kinaze.

V fazi G ₂ / M je podvajanje centrosomov končano in vsak nov centrosom je sestavljen iz novega in starega centriola. Ta postopek je znan kot cikel centrosomov.

Ta dva centriola, znana tudi kot matična centriola in "otroška" centriola, nista povsem enaka.

Matične centriole imajo podaljške ali priloge, ki lahko služijo zasidranju mikrotubul. Te strukture so v hčerinskih centriolah odsotne.

Reference

1. Alieva, IB in Uzbekov, RE (2016). Kje so meje centrosoma? Bioarchitecture, 6 (3), 47–52.
2. Azimzadeh, J. (2014). Raziskovanje evolucijske zgodovine centrosomov. Filozofski posli Londonskega kraljevega združenja. Serija B, 369 (1650), 20130453.
3. Azimzadeh, J., in Bornens, M. (2007). Struktura in podvajanje centrosoma. Časopis za celične vede, 120 (13), 2139-2142.
4. D'Assoro, AB, Lingle, WL in Salisbury, JL (2002). Centrosomska amplifikacija in razvoj raka. Onkogen, 21 (40), 6146.
5. Kierszenbaum, A., & Tres, L. (2017). Histologija in celična biologija. Uvod v patološko anatomijo. Druga izdaja Elsevier.
6. Lerit, DA, & Poulton, JS (2016). Centrosomi so večnamenski regulatorji stabilnosti genoma. Raziskave kromosomov, 24 (1), 5-17.
7. Lodish, H. (2005). Celična in molekularna biologija. Uredništvo Médica Panamericana.
8. Matorras, R., Hernández, J., & Molero, D. (2008). Traktat o reprodukciji ljudi za nego. Vseameriški.
9. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Uvod v mikrobiologijo. Uredništvo Médica Panamericana.