Es wurde nachgewiesen, dass die Zellen eukaryotischer Organismen durch ein System von Membranen dargestellt werden, die Organellen mit einer Protein-Phospholipid-Zusammensetzung bilden. Es gibt jedoch eine wichtige Ausnahme von dieser Regel. Zwei Organellen (das Zellzentrum und das Ribosom) sowie Bewegungsorganellen (Flagellen und Zilien) haben eine Nichtmembranstruktur. Wie werden sie erzogen? In dieser Arbeit werden wir versuchen, die Antwort auf diese Frage zu finden und auch die Struktur des Zellzentrums der Zelle, oft Zentrosom genannt, untersuchen.

Enthalten alle Zellen ein Zellzentrum?

Die erste Tatsache, die Wissenschaftler interessierte, war die optionale Anwesenheit dieses Organoids. Daher fehlt es in niederen Pilzen – Chytridiomyceten – und in höheren Pflanzen. Wie sich herausstellte, ist bei Algen, in menschlichen Zellen und bei den meisten Tieren das Vorhandensein eines Zellzentrums für die Prozesse der Mitose und Meiose notwendig. Somatische Zellen teilen sich auf die eine Art, Geschlechtszellen auf die andere. Das Zentrosom ist ein obligatorischer Teilnehmer an beiden Prozessen. Die Divergenz seiner Zentriolen zu den Polen der sich teilenden Zelle und die Spannung zwischen den Spindelfäden zwischen ihnen sorgen für die weitere Divergenz der an diesen Fäden und an den Polen der Mutterzelle befestigten Chromosomen.

Mikroskopische Untersuchungen enthüllten Strukturmerkmale des Zellzentrums. Es umfasst einen bis mehrere dichte Körper – Zentriolen, aus denen sich Mikrotubuli ausbreiten. Lassen Sie uns das Aussehen und die Struktur des Zellzentrums genauer untersuchen.

Zentrosom in einer Interphasezelle

Im Lebenszyklus einer Zelle ist das Zellzentrum in einem Zeitraum zu sehen, der als Interphase bezeichnet wird. Normalerweise befinden sich zwei Mikrozylinder neben der Kernmembran. Jeder von ihnen besteht aus zu dritt zusammengesetzten Proteinröhren (Tripletts). Neun solcher Strukturen bilden die Oberfläche des Zentriols. Wenn es zwei davon gibt (was am häufigsten vorkommt), stehen sie im rechten Winkel zueinander. Während der Lebensphase zwischen zwei Teilungen ist der Aufbau des Zellzentrums in der Zelle bei allen Eukaryoten nahezu gleich.

Ultrastruktur des Zentrosoms

Durch den Einsatz eines Elektronenmikroskops wurde es möglich, die Struktur des Zellzentrums detailliert zu untersuchen. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Zentrosomenzylinder die folgenden Abmessungen haben: Ihre Länge beträgt 0,3–0,5 Mikrometer, ihr Durchmesser beträgt 0,2 Mikrometer. Die Anzahl der Zentriolen verdoppelt sich zwangsläufig, bevor die Teilung beginnt. Dies ist notwendig, damit die Mutter- und Tochterzellen selbst durch die Teilung ein Zellzentrum bestehend aus zwei Zentriolen erhalten. Die strukturellen Merkmale des Zellzentrums liegen darin, dass die Zentriolen, aus denen es besteht, nicht gleichwertig sind: Einer von ihnen – reif (mütterlicherseits) – enthält zusätzliche Elemente: den perizentriolaren Satelliten und seine Anhängsel. Das unreife Zentriol hat einen bestimmten Bereich, der Wagenrad genannt wird.

Verhalten des Zentrosoms bei der Mitose

Es ist bekannt, dass das Wachstum eines Organismus sowie seine Fortpflanzung auf der Ebene der elementaren Einheit der lebenden Natur, der Zelle, stattfinden. Mit der Zytologie werden der Aufbau der Zelle, die Lokalisation und Funktion der Zelle sowie ihre Organellen untersucht. Trotz der Tatsache, dass Wissenschaftler viel Forschung betrieben haben, ist das Zellzentrum immer noch unzureichend erforscht, obwohl seine Rolle bei der Zellteilung vollständig aufgeklärt ist. In der Prophase der Mitose und in der Prophase der Reduktionsteilung der Meiose divergieren die Zentriolen zu den Polen der Mutterzelle, und dann kommt es zur Bildung eines Spindelfilaments. Sie sind an den Zentromeren der primären Chromosomenverengung befestigt. Warum ist das notwendig?

Anaphase-Zellteilungsspindel

Die Experimente von G. Boveri, A. Neil und anderen Wissenschaftlern ermöglichten den Nachweis, dass die Struktur des Zellzentrums und seine Funktionen miteinander verbunden sind. Das Vorhandensein von zwei Zentriolen, die bipolar in Bezug auf die Zellpole angeordnet sind, und Spindelfilamenten zwischen ihnen gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung der mit Mikrotubuli verbundenen Chromosomen an jeden Pol der Mutterzelle.

Somit ist die Anzahl der Chromosomen in den aus der Mitose resultierenden Tochterzellen gleich oder halb so hoch (bei der Meiose) wie in der ursprünglichen Mutterzelle. Besonders interessant ist die Tatsache, dass sich die Struktur des Zellzentrums verändert und mit den Stadien des Zelllebenszyklus korreliert.

Chemische Analyse der Organelle

Um die Funktionen und Rolle des Zentrosoms besser zu verstehen, werden wir untersuchen, welche organischen Verbindungen in seiner Zusammensetzung enthalten sind. Wie zu erwarten ist, sind Proteine ​​die Vorreiter. Es genügt, sich daran zu erinnern, dass sie auch von der Anwesenheit von Peptidmolekülen darin abhängen. Beachten Sie, dass Proteine ​​im Zentrosom über eine kontraktile Fähigkeit verfügen. Sie sind Teil der Mikrotubuli und werden Tubuline genannt. Bei der Untersuchung der äußeren und inneren Struktur des Zellzentrums haben wir Hilfselemente erwähnt: perizentriolare Satelliten und Zentriolanhänge. Sie enthalten Cenexin und Myricitin.

Es gibt auch Proteine, die den Stoffwechsel der Organelle regulieren. Dabei handelt es sich um Kinasen und Phosphatasen – spezielle Peptide, die für die Keimbildung von Mikrotubuli verantwortlich sind, also für die Bildung eines aktiven Samenmoleküls, mit dem das Wachstum und die Synthese radialer Mikrofilamente beginnt.

Zellzentrum als Organisator fibrillärer Proteine

In der Zytologie hat sich schließlich die Vorstellung etabliert, dass das Zentrosom das Hauptorganell ist, das für die Bildung von Mikrotubuli verantwortlich ist. Dank der verallgemeinernden Forschung von K. Fulton kann argumentiert werden, dass das Zellzentrum diesen Prozess auf vier Arten gewährleistet. Zum Beispiel: Polymerisation von Spindelfilamenten, Bildung von Prozentriolen, Bildung des radialen Systems von Mikrotubuli der Interphasezelle und schließlich Synthese von Elementen im primären Cilium. Dies ist eine besondere Formationseigenschaft der Mutterzentriole. Durch die Untersuchung der Struktur und Funktionen der Zellmembran können Wissenschaftler diese unter einem Elektronenmikroskop im Zellzentrum nach der mitotischen Zellteilung oder zu Beginn der Mitose nachweisen. Während des G2-Stadiums der Interphase sowie in den frühen Stadien der Prophase verschwindet das Cilium. Aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung besteht es aus Tubulinmolekülen und ist ein Zeichen, anhand dessen ein reifes Mutterzentriol identifiziert werden kann. Wie erfolgt also die Zentrosomenreifung? Betrachten wir alle Nuancen dieses Prozesses.

Stadien der Zentriolbildung

Zytologen haben herausgefunden, dass die Tochter- und Mutterzentriolen, die das Diplomom bilden, in ihrer Struktur nicht identisch sind. Somit wird die reife Struktur von einer Schicht perizentriolarer Substanz begrenzt – einem mitotischen Halo. Die vollständige Reifung des Tochterzentriols dauert länger als ein Zelllebenszyklus. Am Ende des G1-Stadiums des zweiten Zellzyklus fungiert das neue Zentriol bereits als Organisator von Mikrotubuli und ist in der Lage, Spindelfilamente sowie spezielle Bewegungsorganellen zu bilden. Dabei kann es sich um Flimmerhärchen und Geißeln handeln, die in einzelligen Protozoen (zum Beispiel grüne Euglena, Pantoffelwimpern) sowie in vielen Algen, zum Beispiel Chlamydomonas, vorkommen. Flagellen, die dank der Mikrotubuli des Zellzentrums gebildet werden, sind in Algen sowie in den Keimzellen von Tieren und Menschen mit vielen Sporen ausgestattet.

Die Rolle des Zentrosoms im Zellleben

Daher sind wir davon überzeugt, dass eines der kleinsten Zellorganellen (nimmt weniger als 1 % des Zellvolumens ein) eine führende Rolle bei der Regulierung des Stoffwechsels sowohl pflanzlicher als auch tierischer Zellen spielt. Eine Verletzung der Bildung der Teilungsspindel führt zur Bildung genetisch defekter Tochterzellen. Ihre Chromosomensätze weichen von der normalen Anzahl ab, was zu Chromosomenaberrationen führt. Das Ergebnis ist die Entwicklung abnormaler Individuen oder deren Tod. In der Medizin ist der Zusammenhang zwischen der Anzahl der Zentriolen und dem Krebsrisiko nachgewiesen. Wenn normale Hautzellen beispielsweise 2 Zentriolen enthalten, zeigt eine Gewebebiopsie bei Hautkrebs einen Anstieg ihrer Anzahl auf 4-6. Diese Ergebnisse belegen die Schlüsselrolle des Zentrosoms bei der Steuerung der Zellteilung. Aktuelle experimentelle Daten weisen auf die wichtige Rolle dieser Organelle bei intrazellulären Transportprozessen hin. Die einzigartige Struktur des Zellzentrums ermöglicht es ihm, sowohl die Form der Zelle als auch ihre Veränderungen zu regulieren. In einer sich normal entwickelnden Einheit befindet sich das Zentrosom neben dem Golgi-Apparat, in der Nähe des Zellkerns, und übernimmt zusammen mit diesen integrative und signalisierende Funktionen bei der Umsetzung von Mitose, Meiose sowie dem programmierten Zelltod – Apuptose. Aus diesem Grund betrachten moderne Zytologen das Zentrosom als ein wichtiges verbindendes Organell der Zelle, das sowohl für deren Teilung als auch für den gesamten Stoffwechsel im Allgemeinen verantwortlich ist.

Nicht alle Lebewesen und Organismen bestehen aus Zellen: Pflanzen, Pilze, Bakterien, Tiere, Menschen. Trotz ihrer geringen Größe übernimmt die Zelle alle Funktionen des gesamten Organismus. In ihm laufen komplexe Prozesse ab, von denen die Vitalität des Körpers und die Funktion seiner Organe abhängt.

In Kontakt mit

Strukturelle Eigenschaften

Wissenschaftler studieren Strukturmerkmale der Zelle und die Prinzipien seiner Arbeit. Eine detaillierte Untersuchung der Strukturmerkmale einer Zelle ist nur mit Hilfe eines leistungsstarken Mikroskops möglich.

Alle unsere Gewebe – Haut, Knochen, innere Organe – bestehen aus Zellen Baumaterial, gibt es in verschiedenen Formen und Größen, jede Sorte erfüllt eine bestimmte Funktion, aber die Hauptmerkmale ihrer Struktur sind ähnlich.

Lassen Sie uns zunächst herausfinden, was dahinter steckt strukturelle Organisation von Zellen. Im Zuge ihrer Forschung haben Wissenschaftler herausgefunden, dass die zelluläre Grundlage vorhanden ist Membranprinzip. Es stellt sich heraus, dass alle Zellen aus Membranen bestehen, die aus einer Doppelschicht aus Phospholipiden bestehen, in die außen und innen Proteinmoleküle eingetaucht sind.

Welche Eigenschaft ist für alle Zelltypen charakteristisch: die gleiche Struktur sowie die gleiche Funktionalität – Regulierung des Stoffwechselprozesses, Nutzung des eigenen genetischen Materials (Präsenz). und RNA), Empfang und Verbrauch von Energie.

Die strukturelle Organisation der Zelle basiert auf folgenden Elementen, die eine bestimmte Funktion erfüllen:

• Membran- Zellmembran, besteht aus Fetten und Proteinen. Seine Hauptaufgabe besteht darin, die Stoffe im Inneren von der Außenumgebung zu trennen. Die Struktur ist semipermeabel: Sie kann auch Kohlenmonoxid durchlassen;
• Kern– der zentrale Bereich und Hauptbestandteil, durch eine Membran von anderen Elementen getrennt. Im Kern befinden sich Informationen über Wachstum und Entwicklung sowie genetisches Material, präsentiert in Form von DNA-Molekülen, aus denen die Zusammensetzung besteht.
• Zytoplasma- Dies ist eine flüssige Substanz, die die innere Umgebung bildet, in der verschiedene lebenswichtige Prozesse ablaufen, und viele wichtige Komponenten enthält.

Woraus besteht der Zellinhalt, welche Funktionen hat das Zytoplasma und seine Hauptbestandteile:

1. Ribosom- das wichtigste Organell, das für die Biosynthese von Proteinen aus Aminosäuren notwendig ist; Proteine ​​erfüllen eine Vielzahl lebenswichtiger Aufgaben.
2. Mitochondrien- eine weitere Komponente, die sich im Zytoplasma befindet. Es kann mit einem Satz beschrieben werden: eine Energiequelle. Ihre Funktion besteht darin, Komponenten mit Strom für die weitere Energieerzeugung zu versorgen.
3. Golgi-Apparat besteht aus 5 - 8 Beuteln, die miteinander verbunden sind. Die Hauptaufgabe dieses Apparats besteht darin, Proteine ​​in andere Teile der Zelle zu transportieren, um dort Energiepotenzial bereitzustellen.
4. Beschädigte Elemente werden gereinigt Lysosomen.
5. Erledigt den Transport endoplasmatisches Retikulum, durch die Proteine ​​Moleküle nützlicher Substanzen bewegen.
6. Zentriolen sind für die Fortpflanzung verantwortlich.

Kern

Da es sich um ein zelluläres Zentrum handelt, sollte besonderes Augenmerk auf seine Struktur und Funktionen gelegt werden. Dieser Bestandteil ist das wichtigste Element für alle Zellen: Er enthält erbliche Merkmale. Ohne den Zellkern wären die Prozesse der Reproduktion und Übertragung genetischer Informationen unmöglich. Schauen Sie sich das Bild an, das die Struktur des Kerns zeigt.

• Die lila hervorgehobene Kernmembran lässt die notwendigen Stoffe ein und gibt sie durch die Poren – kleine Löcher – wieder ab.
• Plasma ist eine viskose Substanz und enthält alle anderen Kernbestandteile.
• Der Kern befindet sich genau in der Mitte und hat die Form einer Kugel. Seine Hauptfunktion ist die Bildung neuer Ribosomen.
• Wenn Sie den zentralen Teil der Zelle im Querschnitt betrachten, können Sie subtile blaue Gewebe erkennen – Chromatin, die Hauptsubstanz, die aus einem Komplex von Proteinen und langen DNA-Strängen besteht, die die notwendigen Informationen tragen.

Zellmembran

Schauen wir uns die Arbeit, Struktur und Funktionen dieser Komponente genauer an. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle, die die Bedeutung der Außenhülle deutlich zeigt.

Chloroplasten

Dies ist eine weitere wichtige Komponente. Aber warum wurden Chloroplasten nicht früher erwähnt, fragen Sie? Ja, denn dieser Bestandteil kommt nur in Pflanzenzellen vor. Der Hauptunterschied zwischen Tieren und Pflanzen liegt in der Art der Ernährung: Bei Tieren ist sie heterotroph, bei Pflanzen autotroph. Das bedeutet, dass Tiere nicht in der Lage sind, organische Stoffe aus anorganischen Stoffen zu erzeugen, also zu synthetisieren – sie ernähren sich von vorgefertigten organischen Stoffen. Pflanzen hingegen sind in der Lage, den Prozess der Photosynthese durchzuführen und enthalten spezielle Bestandteile – Chloroplasten. Dabei handelt es sich um grüne Plastiden, die den Stoff Chlorophyll enthalten. Unter seiner Beteiligung wird Lichtenergie in die Energie chemischer Bindungen organischer Stoffe umgewandelt.

Interessant! Chloroplasten sind in großen Mengen hauptsächlich in den oberirdischen Pflanzenteilen – grünen Früchten und Blättern – konzentriert.

Wenn Ihnen die Frage gestellt wird: Nennen Sie ein wichtiges Merkmal der Struktur der organischen Verbindungen einer Zelle, dann kann die Antwort wie folgt gegeben werden.

• viele von ihnen enthalten Kohlenstoffatome, die unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften haben und sich auch miteinander verbinden können;
• sind Träger, aktive Teilnehmer an verschiedenen Prozessen in Organismen oder deren Produkte. Dies bezieht sich auf Hormone, verschiedene Enzyme, Vitamine;
• kann Ketten und Ringe bilden, was vielfältige Verbindungen ermöglicht;
• werden beim Erhitzen und bei der Wechselwirkung mit Sauerstoff zerstört;
• Atome innerhalb von Molekülen sind über kovalente Bindungen miteinander verbunden, zerfallen nicht in Ionen und interagieren daher langsam. Reaktionen zwischen Substanzen dauern sehr lange – mehrere Stunden und sogar Tage.

Struktur von Chloroplasten

Stoffe

Zellen können einzeln existieren, wie in einzelligen Organismen, aber meistens schließen sie sich zu Gruppen ihrer eigenen Art zusammen und bilden verschiedene Gewebestrukturen, aus denen der Organismus besteht. Im menschlichen Körper gibt es verschiedene Arten von Geweben:

• Epithel– konzentriert sich auf die Oberfläche der Haut, der Organe, Elemente des Verdauungstrakts und der Atemwege;
• muskulös— Wir bewegen uns dank der Kontraktion der Muskeln unseres Körpers und führen eine Vielzahl von Bewegungen aus: von der einfachsten Bewegung des kleinen Fingers bis zum Hochgeschwindigkeitslauf. Der Herzschlag entsteht übrigens auch durch die Kontraktion von Muskelgewebe;
• Bindegewebe macht bis zu 80 Prozent der Masse aller Organe aus und hat eine schützende und unterstützende Funktion;
• nervös- bildet Nervenfasern. Dadurch gelangen verschiedene Impulse durch den Körper.

Reproduktionsprozess

Während des gesamten Lebens eines Organismus kommt es zur Mitose – so nennt man den Teilungsprozess. bestehend aus vier Stufen:

1. Prophase. Die beiden Zentriolen der Zelle teilen sich und bewegen sich in entgegengesetzte Richtungen. Gleichzeitig bilden sich Chromosomenpaare und die Kernhülle beginnt zu kollabieren.
2. Die zweite Stufe heißt Metaphasen. Die Chromosomen befinden sich zwischen den Zentriolen und nach und nach verschwindet die äußere Hülle des Kerns vollständig.
3. Anaphase ist das dritte Stadium, in dem sich die Zentriolen weiterhin in entgegengesetzter Richtung zueinander bewegen und auch einzelne Chromosomen den Zentriolen folgen und sich voneinander entfernen. Das Zytoplasma und die gesamte Zelle beginnen zu schrumpfen.
4. Telophase- letzte Stufe. Das Zytoplasma zieht sich zusammen, bis zwei identische neue Zellen erscheinen. Um die Chromosomen herum bildet sich eine neue Membran und in jeder neuen Zelle erscheint ein Paar Zentriolen.

Abschluss

Sie haben gelernt, wie eine Zelle aufgebaut ist – der wichtigste Bestandteil des Körpers. Milliarden von Zellen bilden ein erstaunlich klug organisiertes System, das die Leistungsfähigkeit und Vitalität aller Vertreter der Tier- und Pflanzenwelt sicherstellt.

Zellzentrum

Zentrosom (von Zentrum und griechisch soma – Körper), Zentrosphäre, Zentroplasma, Bereich des Zellzytoplasmas, der die Zentriolen umgibt. Dem Zentrosom fehlen zelluläre Organellen. Es ist dichter als der Rest des Zytoplasmas und kann durch mikrochirurgische Eingriffe gedehnt und bewegt werden. In der älteren Literatur wurde der Begriff „Zentrosom“ häufig als Synonym für Zentriolen verwendet.

Zentrosom oder Zellzentrum- das wichtigste Mikrotubuli-Organisationszentrum (MTOC) und Regulator des Zellzyklus in eukaryotischen Zellen. Es wurde erstmals in der Stadt von Theodore Boveri entdeckt, der es „ein besonderes Organ der Zellteilung“ nannte. Obwohl das Zentrosom eine entscheidende Rolle bei der Zellteilung spielt, wurde kürzlich gezeigt, dass es nicht essentiell ist. In den allermeisten Fällen ist normalerweise nur ein Zentrosom in einer Zelle vorhanden. Charakteristisch für Krebszellen ist ein abnormaler Anstieg der Zentrosomenzahl. Für einige polyenergetische Protozoen und synzytiale Strukturen ist normalerweise mehr als ein Zentrosom charakteristisch.

Sechs Phasen der Zellteilung

In allen Stadien der Karyokinese spielen Mikrotubuli (im Folgenden als MTs bezeichnet) die wichtigste Rolle – ihre Bildung und räumliche Ausrichtung, ihre Interaktion mit den Kinetochoren der Chromosomen, strukturelle Veränderungen, die die für die Trennung der Chromosomen notwendigen Kräfte erzeugen, und schließlich ihre Zerstörung. MTs sind Teil des Zytoskeletts und spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung und Veränderung der Zellform und der gezielten Übertragung intrazellulärer Komponenten (Vesikel, Organellen, Proteine ​​usw.) im Zytoplasma. In tierischen Zellen gibt es mehrere tausend MT. Sie alle sind aus speziellen Formationen hervorgegangen, die MT-Organisationszentren (COMT) genannt werden. In einer Zelle können 1–2 TsOMTs vorhanden sein. Studien haben gezeigt, dass nur wenige Dutzend MTs vom Zentrosom ausgehen; daher sind MTs nicht unbedingt mit dem Zentrosom verbunden. Aus Zentriolen entstehen neue MTs, die die nach und nach depolymerisierenden alten ersetzen. MT ist eine sehr kleine Röhre mit einer Länge von mehreren Mikrometern und einem Außendurchmesser von 25 nm. Es besteht aus 13 langen „Stöcken“ – Protofilamenten, die parallel zur Achse der Röhre verlaufen und kreisförmig angeordnet sind. Das Protofilament besteht aus abwechselnden Kügelchen aus Alpha- und Beta-Tubulin, und in jedem Paar solcher Kügelchen (Tubulin-Dimer) interagiert Alpha-Tubulin mit Beta-Tubulin und Beta-Tubulin interagiert mit dem Alpha-Tubulin der nächsten benachbarten Dimere, was die Bildung ermöglicht von sehr stabiler zylindrischer Bauweise. Wie kann ein solches Design die Bewegung von allem innerhalb der Zelle sicherstellen? Organellen, Proteine ​​und andere Zellbestandteile bewegen sich entlang des MT und heften sich an Motorproteine: Dyneine und Kinesine, die buchstäblich in eine bestimmte Richtung entlang des MT „schreiten“ können und dabei ATP als Brennstoff verbrauchen. An den Enden der MTs sind Chromosomen befestigt, die sie dann irgendwie schnell auseinanderziehen und zu den Spindelpolen führen.

Links

• Reider, C. L., S. Faruki und A. Khodjakov (2001) TRENDS in der Zellbiologie. 11. 10 : 413-418.

Wikimedia-Stiftung. 2010.

• Zellularfach
• Ländliche Siedlung Kletskoe

Sehen Sie in anderen Wörterbüchern, was „Zellzentrum“ ist:

Zellzentrum- Mitosezentrum, eine permanente Struktur in fast allen tierischen und einigen pflanzlichen Zellen (siehe Zelle), bestimmt die Pole der sich teilenden Zelle (siehe Mitose). K. c. Besteht normalerweise aus zwei Zentriolen (siehe Zentriolen) dichter Körnchen mit einer Größe von 0,2 ...

Zellzentrum- eine Organelle, die am Aufbau des mitotischen Apparats beteiligt ist; besteht aus Zentriolen und umgebenden Zentrosomen... Großes medizinisches Wörterbuch

ZELLZENTRUM- eines der Zellorganellen, bestehend aus einem oder mehreren Körnern (Zentriolen), umgeben von einer Zone aus hellerem Zytoplasma, von der sich radial dünne Fibrillen erstrecken (Zentrosphäre). Die Grundlage der Struktur der Zentriolen liegt entlang... ... Wörterbuch botanischer Begriffe

Zellzentrum- TIEREMBRYOLOGIE siehe Zentrosom...

TUMOREN- TUMOREN. Inhalt: I. Verbreitung von O. in der Tierwelt. . .44 6 II. Statistik 0...................44 7 III. Strukturell und funktional Merkmale.... 449 IV. Pathogenese und Ätiologie............469 V. Klassifikation und Nomenklatur.......478 VI.… … Große medizinische Enzyklopädie

Ei- die weibliche Fortpflanzungszelle von Menschen, Tieren und Pflanzen (Eizelle), aus der sich durch Befruchtung (siehe Befruchtung) oder durch Parthenogenese ein neuer Organismus entwickelt. I. von Mensch und Tier ist eine hochspezialisierte Zelle,... ... Große sowjetische Enzyklopädie

Blut- I (Sanguis) ist ein flüssiges Gewebe, das chemische Substanzen (einschließlich Sauerstoff) im Körper transportiert, wodurch die Integration biochemischer Prozesse, die in verschiedenen Zellen und Interzellularräumen ablaufen, in ein einziges System erfolgt... Medizinische Enzyklopädie

Zentriolen- zwei (manchmal mehr) zylindrische Strukturen mit einem Durchmesser von etwa 0,15 Mikrometern, die das Zellzentrum aller tierischen und einiger pflanzlicher Zellen bilden. Wenn sich eine Zelle teilt, divergieren die Zentriolen in Richtung ihrer Pole und bestimmen so die Ausrichtung der Teilungsspindel. * * *… … Enzyklopädisches Wörterbuch

Zentrosom- TIERISCHES EMBRYOLOGIE-ZENTROSOM, ZELLZENTRUM – ein Zellorganell ohne Membran, das in den meisten tierischen Zellen als Zentrum für die Bildung neuer Mikrotubuli dient. Das Zellzentrum befindet sich in der Nähe des Zellkerns und enthält ein Paar Zentriolen. Spielt eine wichtige... Allgemeine Embryologie: Terminologisches Wörterbuch

Meiose- (von griech. Meiose, Reduktion) oder Reduktionszellteilung, Teilung des Zellkerns einer eukaryontischen Zelle mit einer Halbierung der Chromosomenzahl. Erfolgt in zwei Stadien (Reduktions- und Gleichstellungsstadium der Meiose). Meiose sollte nicht verwechselt werden mit... ... Wikipedia

Zellzentrum, oder Zentrosom, besteht normalerweise aus einem Paar Zentriolen und eine Zentosphäre, die aus radial verlaufenden dünnen Fibrillen besteht. Zentriolen sind Nichtmembranorganellen eukaryotischer Zellen und kommen in den Zellen höherer Pflanzen, einer Reihe von Pilzen und einigen Tieren nicht vor.

Jedes Zentriol besteht aus neun Tubulin-Tripletts. Die Tripletts befinden sich um den Umfang eines Zylinders mit einer Länge von etwa 0,3 μm und einem Durchmesser von etwa 0,1 μm.

Die Mikrotubuli sind in jedem Triplett unterschiedlich. Einer von ihnen besteht aus einer größeren Anzahl von Protofilamenten, und die anderen beiden ähneln Halbkugeln, wobei der zweite mit dem ersten und der dritte mit dem zweiten verbunden ist.

Das Zellzentrum ist das Hauptzentrum für die Organisation der Mikrotubuli und initiiert deren Wachstum. Hier werden auch Flagellen und Flimmerhärchen gebildet.

Das Zellzentrum übernimmt die Funktion der Organisation der Teilungsspindel. Pflanzen haben keine Zentriolen, bilden aber eine Spindel. Daher wird angenommen, dass die Spindel vom Zellzentrum gebildet wird und nicht von den Zentriolen, aus denen sie besteht. Die wahrscheinliche Funktion von Zentriolen besteht darin, die Spindel so auszurichten, dass die Chromosomen zu den Polen hin auseinanderlaufen. Vor der Teilung bewegt sich jedes Zentriol des Paares zu seinem eigenen Pol.

Mikrotubuli wachsen aus Zentriolen an den Polen. Sie heften sich an Zentromere Chromosomen und sorgen für eine gleichmäßige Verteilung des Erbmaterials zwischen den Tochterzellen.

In neuen Zellen erscheint in der Nähe jedes Zentriols ein neues, ein Tochterzentriol. Es gibt jedoch auch andere Möglichkeiten: Das zweite Zentriol eines Paares kann früher erscheinen oder es können mehrere Paare in der Zelle vorhanden sein. Darüber hinaus bilden Zentriolen Basalkörper, bei denen es sich um Modifikationen handelt, die sich an der Basis von Flagellen und Zilien befinden.

In der Zellbiologie wird das Zentrum der Zelle als Zentrosom bezeichnet. Es handelt sich um eine Organelle, die als Hauptzentrum der Mikrotubuli-Organisation in tierischen Zellen sowie als Regulator des Zellzyklusverlaufs dient.

Das Zellzentrum wurde 1883 von Eduard Van Beneden entdeckt und später 1888 von Theodore Boveri beschrieben und benannt.

In Kontakt mit

Pilze und Pflanzen haben keine Zellzentren und nutzen daher andere Strukturen zur Organisation ihrer Mikrotubuli. Obwohl das Zentrosom eine Schlüsselrolle bei der effizienten Mitose in tierischen Zellen spielt, ist es für einige Arten von Fliegen und Plattwürmern nicht essentiell.

Was ist ein Zellzentrum, Struktur und Funktionen

Zentrosomen bestehen besteht aus zwei orthogonal angeordneten Zentriolen, die von einer amorphen Proteinmasse umgeben sind, die als perizentriolares Material bezeichnet wird und Proteine ​​enthält, die für die Keimbildung und Verankerung von Mikrotubuli verantwortlich sind. Im Allgemeinen basiert jedes Zentriol auf neun Triplett-Mikrotubuli, die in einer Radstruktur angeordnet sind, und enthält:

• Zentrin;
• Cenexin;
• tektin.

Bei vielen Zelltypen wird das Zentrosom während der Zelldifferenzierung durch ein Cilium ersetzt. Sobald sich die Zelle jedoch zu teilen beginnt, wird das Cilium wieder durch ein Zentrosom ersetzt.

Funktionen

Entwicklung des Zellzyklus

Zellzentren sind während der Prophase des Zellzyklus mit der Kernmembran verbunden. Bei der Mitose wird die Kernmembran abgebaut und Mikrotubuli, die Keimzentrosomen, können mit Chromosomen interagieren, um die mitotische Spindel zu bilden.

Das Zentrosom wird nur einmal pro Zellzyklus kopiert, sodass jede Tochterzelle ein Zentrosom erbt, das zwei Strukturen, sogenannte Zentriolen, enthält. Das Zentrosom repliziert während der S-Phase des Zellzyklus. Während der Prophase führt ein Prozess der Zellteilung, der Mitose genannt wird, dazu, dass Zellzentren zu entgegengesetzten Polen der Zelle wandern. Zwischen den beiden Zentrosomen bildet sich dann die mitotische Spindel. Nach der Teilung erhält jede Tochterzelle ein Zentrosom.

Eine abweichende Anzahl an Zentrosomen in einer Zelle wird mit Krebs in Verbindung gebracht. Ihre Duplikation ähnelt der DNA-Replikation in zweierlei Hinsicht: der halbkonservativen Natur des Prozesses und ihrer Wirkung als Regulator des Prozesses. Die Prozesse unterscheiden sich jedoch erheblich darin, dass es nicht zu einer Verdoppelung durch das Auslesen und Zusammenstellen von Vorlagen kommt. Das Mutter-Zentriol hilft einfach dabei, die Materialien zu sammeln, die zum Zusammenbau des Tochter-Zentriols benötigt werden.

Für die Entwicklung der Mitose sind jedoch keine Zentriolen erforderlich. Wenn Zentriolen mit Laser bestrahlt werden, verläuft die Mitose normal mit einer morphologisch normalen Spindel. Darüber hinaus verläuft die Entwicklung der Fruchtfliege Drosophila normal, selbst wenn Zentriolen aufgrund einer Mutation im Gen, das für ihre Vervielfältigung erforderlich ist, fehlen. In Abwesenheit von Zentriolen werden Spindelmikrotubuli durch Motoren fokussiert, was die Bildung einer bipolaren Spindel ermöglicht.

Viele Zellen können durchlaufen die Interphase völlig ohne Zentriolen. Im Gegensatz zu Zentriolen sind Zentrosomen für das Überleben des Organismus unerlässlich. Zellen ohne sie verfügen nicht über radiale Anordnungen astraler Mikrotubuli.

Es wird angenommen, dass die Funktion des Zentrosoms in diesem Zusammenhang darin besteht, eine ordnungsgemäße Zellteilung sicherzustellen, da es die Effizienz erheblich steigert. Einige Zelltypen bleiben im nächsten Zellzyklus stehen, wenn kein Zellzentrum vorhanden ist.

Wenn die Eizelle eines Fadenwurms befruchtet wird, gibt das Sperma ein Paar Zentriolen ab. Diese Zentriolen bilden Zentrosomen, die die erste Zellteilung der Zygote steuern und dadurch ihre Polarität bestimmen. Es ist noch nicht klar, ob ihre Rolle bei der Polaritätsbestimmung mikrotubuliabhängig oder unabhängig ist.

Veränderungen im Herz-Kreislauf-System

Theodore Boveri beschrieb 1914 zentrosomale Aberrationen in Krebszellen. Diese anfängliche Beobachtung wurde später auf viele Arten menschlicher Tumoren ausgeweitet. Veränderungen im Herz-Kreislauf-System aufgrund von Krebs können in zwei Untergruppen eingeteilt werden: strukturelle oder numerische Aberrationen, aber beide können gleichzeitig im Tumor gefunden werden.

Strukturelle Abweichungen

Sie entstehen meist durch unkontrollierte Expression von Zentrosomkomponenten oder durch posttranslationale Modifikationen (z. B. Phosphorylierungen), die für diese Komponenten ungeeignet sind. Diese Modifikationen können zu Größenänderungen führen. Da zentrosomale Proteine ​​dazu neigen, Aggregate zu bilden, werden außerdem häufig zentrosomassoziierte Zentren an ektopischen Stellen beobachtet.

Die vergrößerten Zentren ähneln den zentrosomalen Strukturen, die man in Tumoren sieht. Darüber hinaus können diese Strukturen in kultivierten Zellen durch spezifische zentrosomale Proteine ​​induziert werden. Diese Strukturen mögen sehr ähnlich aussehen, detaillierte Studien deuten jedoch darauf hin, dass sie je nach Proteinzusammensetzung sehr unterschiedliche Eigenschaften aufweisen können. Beispielsweise kann ihre Fähigkeit, Tubulin einzubauen, sehr unterschiedlich sein, und ihre Fähigkeit, Mikrotubuli zu keimen, beeinflusst somit unterschiedlich die Form, Polarität und Beweglichkeit der beteiligten Tumorzellen.

Numerische Aberrationen

Das Vorhandensein einer unzureichenden Anzahl von Zentrosomen ist sehr oft mit dem Auftreten einer genomischen Instabilität und einem Verlust der Gewebedifferenzierung verbunden. Allerdings ist die Methode zur Zählung der Anzahl der Zentren (jeweils 2 Zentriolen) oft nicht sehr genau, da sie häufig mithilfe der Fluoreszenzmikroskopie beurteilt wird, deren optische Auflösung nicht hoch genug ist, um nahe beieinander liegende Zentriolen zu erkennen.

Es ist jedoch klar, dass ein Überschuss bei menschlichen Tumoren häufig vorkommt. Es wurde beobachtet, dass der Verlust des Tumorsuppressors p53 zu redundanten Zentrosomen sowie einer Deregulierung anderer Proteine ​​führt, die an der Krebsentstehung beim Menschen beteiligt sind.

Überschüsse können durch ganz unterschiedliche Mechanismen entstehen:

• spezifische Zentrosomenreduplikation;
• Versagen der Zytokinese während der Zellteilung (Erzeugung einer Zunahme der Chromosomenzahl);
• Zellfusion (z. B. aufgrund einer Infektion mit bestimmten Viren);
• Deso-Generierung von Zentrosomen.

Derzeit liegen nicht genügend Informationen vor, um zu wissen, wie häufig diese Mechanismen vorkommen. Es ist jedoch möglich, dass ein Anstieg der Anzahl der Zentrosomen aufgrund von Zellteilungsfehlern häufiger vorkommt als angenommen viele „primäre“ Defekte in einer Zelle:

• Deregulierung des Zellzyklus;
• defekter DNA- oder Chromatinaustausch;
• Fehler im Spindelkontrollpunkt.

Führt als „sekundärer“ Effekt zu einem Versagen der Zellteilung, einer erhöhten Ploidie und einer Zunahme der Anzahl von Zellzentren.

Evolution

Evolutionsgeschichte des Zentrosoms und des Zentriols kann für einige Signaturgene, beispielsweise zentrale Gene, zurückverfolgt werden. Centrine sind an der Kalziumsignalisierung beteiligt und werden für die Duplikation von Zentriolen benötigt. Es gibt zwei Hauptunterfamilien von Centrinen, die beide in frühen verzweigten Eukaryoten vorkommen. Somit waren Centrine im gemeinsamen Vorfahren der Eukaryoten vorhanden. Im Gegensatz dazu haben sie in Archaeen und Bakterien keine erkennbaren Homologen und sind daher Teil der „eukaryotischen Signaturgene“.

Trotz Studien zur Entwicklung von Zentrinen und Zentriolen wurden keine Studien zur Entwicklung von perizentriolarem Material veröffentlicht.

Offensichtlich weichen einige Teile der Modellarten einiger Fliegen stark voneinander ab. Anscheinend haben sie eine der zentralen Unterfamilien verloren, die normalerweise mit der Duplikation von Zentriolen verbunden sind. Mutanten, denen Zentrosomen fehlen, können sich sogar zu morphologisch normalen erwachsenen Fliegen entwickeln.