Telah terbukti bahwa sel-sel organisme eukariotik diwakili oleh sistem membran yang membentuk organel dengan komposisi protein-fosfolipid. Namun, ada pengecualian penting terhadap aturan ini. Dua organel (pusat sel dan ribosom), serta organel gerak (flagela dan silia) memiliki struktur non-membran. Bagaimana mereka dididik? Dalam karya ini, kami akan mencoba menemukan jawaban atas pertanyaan ini, dan juga mempelajari struktur pusat seluler sel, yang sering disebut sentrosom.

Apakah semua sel mempunyai pusat sel?

Fakta pertama yang menarik perhatian para ilmuwan adalah keberadaan opsional organoid ini. Jadi, ia tidak ada pada jamur tingkat rendah - chytridiomycetes - dan pada tumbuhan tingkat tinggi. Ternyata, pada alga, sel manusia, dan sebagian besar hewan, keberadaan pusat sel diperlukan untuk proses mitosis dan meiosis. Sel somatik membelah dengan cara pertama, dan sel kelamin dengan cara lain. Sentrosom adalah peserta wajib dalam kedua proses tersebut. Perbedaan sentriolnya dengan kutub sel yang membelah dan ketegangan antara benang gelendong di antara keduanya memastikan perbedaan lebih lanjut antara kromosom yang melekat pada benang ini dan pada kutub sel induk.

Studi mikroskopis mengungkapkan ciri struktural pusat sel. Ini mencakup satu hingga beberapa benda padat - sentriol, tempat mikrotubulus menyebar. Mari kita pelajari lebih detail tampilannya, serta struktur pusat selnya.

Sentrosom dalam sel interfase

Dalam siklus hidup suatu sel, pusat sel dapat dilihat dalam suatu periode yang disebut interfase. Dua mikrosilinder biasanya terletak di sebelah membran inti. Masing-masing terdiri dari tabung protein yang dirangkai bertiga (kembar tiga). Sembilan struktur tersebut membentuk permukaan sentriol. Jika ada dua di antaranya (yang paling sering terjadi), maka letaknya tegak lurus satu sama lain. Selama masa kehidupan antara dua pembelahan, struktur pusat sel di dalam sel hampir sama pada semua eukariota.

Ultrastruktur sentrosom

Struktur pusat sel dapat dipelajari secara rinci melalui penggunaan mikroskop elektron. Para ilmuwan telah menemukan bahwa silinder sentrosom memiliki dimensi sebagai berikut: panjangnya 0,3-0,5 mikron, diameternya 0,2 mikron. Jumlah sentriol harus berlipat ganda sebelum pembelahan dimulai. Hal ini diperlukan agar sel ibu dan sel anak itu sendiri, sebagai hasil pembelahan, menerima pusat sel yang terdiri dari dua sentriol. Ciri-ciri struktural pusat sel terletak pada kenyataan bahwa sentriol yang menyusunnya tidak setara: salah satunya - matang (ibu) - mengandung elemen tambahan: satelit perisentriolar dan pelengkapnya. Sentriol yang belum matang memiliki wilayah tertentu yang disebut roda kereta.

Perilaku sentrosom dalam mitosis

Diketahui bahwa pertumbuhan suatu organisme, serta reproduksinya, terjadi pada tingkat unit dasar alam yang hidup, yaitu sel. Struktur sel, lokalisasi dan fungsi sel, serta organelnya diperiksa dengan sitologi. Terlepas dari kenyataan bahwa para ilmuwan telah melakukan banyak penelitian, pusat sel masih kurang dipelajari, meskipun perannya dalam pembelahan sel telah dijelaskan sepenuhnya. Pada profase mitosis dan pada profase pembelahan reduksi meiosis, sentriol menyimpang ke kutub sel induk, dan kemudian terjadi pembentukan filamen gelendong. Mereka melekat pada sentromer dari penyempitan utama kromosom. Mengapa hal ini perlu?

Spindel pembelahan sel anafase

Eksperimen G. Boveri, A. Neil dan ilmuwan lain memungkinkan untuk menetapkan bahwa struktur pusat sel dan fungsinya saling berhubungan. Kehadiran dua sentriol, yang terletak secara bipolar dalam kaitannya dengan kutub sel, dan filamen gelendong di antara keduanya memastikan distribusi seragam kromosom yang terhubung dalam mikrotubulus ke masing-masing kutub sel induk.

Dengan demikian, jumlah kromosom pada sel anak hasil mitosis akan sama, atau setengah jumlah (pada meiosis) dari sel induk asli. Yang sangat menarik adalah kenyataan bahwa struktur pusat sel berubah dan berkorelasi dengan tahapan siklus hidup sel.

Analisis kimia organel

Untuk lebih memahami fungsi dan peran sentrosom, kita akan mempelajari senyawa organik apa saja yang termasuk dalam komposisinya. Seperti yang Anda duga, protein memimpin. Cukuplah untuk mengingat bahwa mereka juga bergantung pada keberadaan molekul peptida di dalamnya. Perhatikan bahwa protein di sentrosom memiliki kemampuan kontraktil. Mereka adalah bagian dari mikrotubulus dan disebut tubulin. Saat mempelajari struktur eksternal dan internal pusat sel, kami menyebutkan elemen tambahan: satelit perisentriolar dan pelengkap sentriol. Mereka mengandung cenexin dan myricitin.

Ada juga protein yang mengatur metabolisme organel. Ini adalah kinase dan fosfatase - peptida khusus yang bertanggung jawab untuk nukleasi mikrotubulus, yaitu untuk pembentukan molekul benih aktif yang dengannya pertumbuhan dan sintesis mikrofilamen radial dimulai.

Pusat seluler sebagai pengatur protein fibrilar

Dalam sitologi, gagasan tentang sentrosom sebagai organel utama yang bertanggung jawab atas pembentukan mikrotubulus akhirnya ditetapkan. Berkat penelitian generalisasi K. Fulton, dapat dikatakan bahwa pusat sel menyediakan proses ini dalam empat cara. Misalnya: polimerisasi filamen gelendong, pembentukan prosentriol, pembuatan sistem radial mikrotubulus sel interfase dan, terakhir, sintesis unsur-unsur dalam silia primer. Ini adalah karakteristik formasi khusus dari induk sentriol. Dengan mempelajari struktur dan fungsi membran sel, para ilmuwan mendeteksinya di bawah mikroskop elektron di pusat sel setelah pembelahan sel mitosis atau pada awal mitosis. Selama tahap interfase G2, serta pada tahap awal profase, silia menghilang. Berdasarkan komposisi kimianya, ia terdiri dari molekul tubulin dan merupakan tanda yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi induk sentriol yang matang. Jadi bagaimana pematangan sentrosom terjadi? Mari pertimbangkan semua nuansa proses ini.

Tahapan pembentukan sentriol

Ahli sitologi telah menemukan bahwa sentriol anak dan ibu yang membentuk diplosome tidak identik dalam strukturnya. Dengan demikian, struktur dewasa dibatasi oleh lapisan zat perisentriolar - lingkaran cahaya mitosis. Pematangan penuh sentriol anak membutuhkan waktu lebih lama dari satu siklus hidup sel. Pada akhir tahap G1 siklus sel kedua, sentriol baru sudah berperan sebagai pengatur mikrotubulus dan mampu membentuk filamen gelendong, serta pembentukan organel gerak khusus. Mereka dapat berupa silia dan flagela, ditemukan pada protozoa uniseluler (misalnya euglena hijau, ciliate sandal), serta pada banyak alga, misalnya Chlamydomonas. Flagela, terbentuk berkat mikrotubulus pusat sel, dilengkapi dengan banyak spora pada alga, serta sel germinal hewan dan manusia.

Peran sentrosom dalam kehidupan sel

Jadi, kami yakin bahwa salah satu organel seluler terkecil (menempati kurang dari 1% volume sel) memainkan peran utama dalam mengatur metabolisme sel tumbuhan dan hewan. Pelanggaran pembentukan gelendong pembelahan menyebabkan pembentukan sel anak yang cacat secara genetik. Kumpulan kromosom mereka berbeda dari jumlah normal, menyebabkan penyimpangan kromosom. Hasilnya adalah berkembangnya individu yang tidak normal atau kematiannya. Dalam dunia kedokteran, fakta tentang hubungan antara jumlah sentriol dan risiko terkena kanker telah diketahui. Misalnya, jika sel kulit normal mengandung 2 sentriol, maka biopsi jaringan untuk kanker kulit menunjukkan peningkatan jumlahnya menjadi 4-6. Hasil ini memberikan bukti peran kunci sentrosom dalam pengendalian pembelahan sel. Data eksperimen terbaru menunjukkan peran penting organel ini dalam proses transportasi intraseluler. Struktur unik pusat sel memungkinkannya mengatur bentuk sel dan perubahannya. Dalam unit yang berkembang secara normal, sentrosom terletak di sebelah aparatus Golgi, dekat nukleus, dan bersama-sama dengan mereka menyediakan fungsi integratif dan sinyal dalam pelaksanaan mitosis, meiosis, serta kematian sel terprogram - apuptosis. Itulah sebabnya ahli sitologi modern menganggap sentrosom sebagai organel pemersatu sel yang penting, yang bertanggung jawab atas pembelahan sel dan seluruh metabolisme secara umum.

Semua makhluk hidup dan organisme tidak terdiri dari sel: tumbuhan, jamur, bakteri, hewan, manusia. Meskipun ukurannya minimal, semua fungsi seluruh organisme dilakukan oleh sel. Proses kompleks terjadi di dalamnya, yang menjadi sandaran vitalitas tubuh dan fungsi organ-organnya.

Dalam kontak dengan

Fitur struktural

Para ilmuwan sedang mempelajarinya ciri struktural sel dan prinsip kerjanya. Pemeriksaan mendetail tentang ciri-ciri struktural sel hanya mungkin dilakukan dengan bantuan mikroskop yang kuat.

Semua jaringan kita - kulit, tulang, organ dalam terdiri dari sel-sel yang ada bahan konstruksi, tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran, setiap varietas menjalankan fungsi tertentu, tetapi ciri utama strukturnya serupa.

Pertama mari kita cari tahu apa yang ada di baliknya organisasi struktural sel. Selama penelitian mereka, para ilmuwan telah menemukan bahwa landasan seluler adalah prinsip membran. Ternyata semua sel terbentuk dari membran yang terdiri dari lapisan ganda fosfolipid, tempat molekul protein terbenam baik di luar maupun di dalam.

Sifat apa yang menjadi ciri semua jenis sel: struktur dan fungsi yang sama - pengaturan proses metabolisme, penggunaan materi genetiknya sendiri (keberadaan dan RNA), penerimaan dan konsumsi energi.

Organisasi struktural sel didasarkan pada elemen-elemen berikut yang menjalankan fungsi tertentu:

• selaput- membran sel, terdiri dari lemak dan protein. Tugas utamanya adalah memisahkan zat-zat di dalam dari lingkungan luar. Strukturnya semi-permeabel: juga dapat mentransmisikan karbon monoksida;
• inti– wilayah pusat dan komponen utama, dipisahkan dari unsur lain oleh membran. Di dalam nukleus terdapat informasi tentang pertumbuhan dan perkembangan, materi genetik, disajikan dalam bentuk molekul DNA yang menyusun komposisinya;
• sitoplasma- merupakan zat cair yang membentuk lingkungan internal tempat berlangsungnya berbagai proses vital dan mengandung banyak komponen penting.

Terdiri dari apa isi sel, apa fungsi sitoplasma dan komponen utamanya:

1. Ribosom- organel paling penting yang diperlukan untuk proses biosintesis protein dari asam amino; protein melakukan sejumlah besar tugas penting.
2. Mitokondria- komponen lain yang terletak di dalam sitoplasma. Hal ini dapat dijelaskan dalam satu frase – sumber energi. Fungsinya adalah menyediakan daya bagi komponen untuk produksi energi lebih lanjut.
3. Aparat Golgi terdiri dari 5 - 8 kantong yang disambung satu sama lain. Tugas utama alat ini adalah mentransfer protein ke bagian lain sel untuk menyediakan potensi energi.
4. Elemen yang rusak dibersihkan lisosom.
5. Menangani transportasi retikulum endoplasma, melalui mana protein memindahkan molekul zat bermanfaat.
6. Sentriol bertanggung jawab atas reproduksi.

Inti

Karena ini adalah pusat seluler, perhatian khusus harus diberikan pada struktur dan fungsinya. Komponen ini adalah elemen terpenting bagi semua sel: mengandung sifat-sifat yang diturunkan. Tanpa nukleus, proses reproduksi dan transmisi informasi genetik menjadi tidak mungkin. Perhatikan gambar yang menggambarkan struktur inti atom.

• Membran inti, yang disorot dalam warna ungu, memungkinkan zat-zat yang diperlukan masuk dan melepaskannya kembali melalui pori-pori - lubang kecil.
• Plasma adalah zat kental dan mengandung semua komponen inti lainnya.
• inti terletak di bagian paling tengah dan berbentuk bola. Fungsi utamanya adalah pembentukan ribosom baru.
• Jika Anda memeriksa bagian tengah sel secara melintang, Anda dapat melihat tenunan biru halus - kromatin, zat utama, yang terdiri dari kompleks protein dan untaian panjang DNA yang membawa informasi yang diperlukan.

Membran sel

Mari kita lihat lebih dekat cara kerja, struktur dan fungsi komponen ini. Di bawah ini adalah tabel yang dengan jelas menunjukkan pentingnya kulit terluar.

Kloroplas

Ini adalah komponen terpenting lainnya. Tapi mengapa kloroplas tidak disebutkan sebelumnya? Ya, karena komponen ini hanya terdapat pada sel tumbuhan. Perbedaan utama antara hewan dan tumbuhan adalah cara nutrisinya: pada hewan bersifat heterotrofik, dan pada tumbuhan bersifat autotrofik. Artinya, hewan tidak mampu mencipta, yaitu mensintesis zat organik dari zat anorganik - mereka memakan zat organik yang sudah jadi. Sebaliknya, tumbuhan mampu melakukan proses fotosintesis dan mengandung komponen khusus - kloroplas. Ini adalah plastida hijau yang mengandung zat klorofil. Dengan partisipasinya, energi cahaya diubah menjadi energi ikatan kimia zat organik.

Menarik! Kloroplas terkonsentrasi dalam jumlah besar terutama di bagian tanaman di atas tanah - buah dan daun hijau.

Jika Anda ditanya pertanyaan: sebutkan ciri penting struktur senyawa organik suatu sel, maka jawabannya dapat diberikan sebagai berikut.

• banyak di antaranya mengandung atom karbon, yang memiliki sifat kimia dan fisik berbeda, dan juga mampu bergabung satu sama lain;
• adalah pembawa, partisipan aktif dalam berbagai proses yang terjadi pada organisme, atau merupakan produknya. Ini mengacu pada hormon, berbagai enzim, vitamin;
• dapat membentuk rantai dan cincin, yang menyediakan berbagai koneksi;
• hancur saat dipanaskan dan berinteraksi dengan oksigen;
• atom-atom dalam molekul bergabung satu sama lain melalui ikatan kovalen, tidak terurai menjadi ion sehingga berinteraksi secara lambat, reaksi antar zat memakan waktu yang sangat lama - beberapa jam bahkan berhari-hari.

Struktur kloroplas

kain

Sel dapat hidup satu per satu, seperti pada organisme uniseluler, tetapi paling sering sel-sel tersebut bergabung menjadi kelompok-kelompok dari jenisnya sendiri dan membentuk berbagai struktur jaringan yang membentuk organisme. Ada beberapa jenis jaringan dalam tubuh manusia:

• epitel– terkonsentrasi pada permukaan kulit, organ, elemen saluran pencernaan dan sistem pernapasan;
• berotot— kita bergerak berkat kontraksi otot-otot tubuh kita, kita melakukan berbagai macam gerakan: dari gerakan jari kelingking yang paling sederhana hingga lari kecepatan tinggi. Omong-omong, detak jantung juga terjadi karena kontraksi jaringan otot;
• jaringan ikat membentuk hingga 80 persen massa seluruh organ dan memainkan peran protektif dan pendukung;
• grogi- membentuk serabut saraf. Berkat dia, berbagai impuls melewati tubuh.

Proses reproduksi

Sepanjang kehidupan suatu organisme, mitosis terjadi - ini adalah nama yang diberikan untuk proses pembelahan. terdiri dari empat tahap:

1. Profase. Kedua sentriol sel membelah dan bergerak berlawanan arah. Pada saat yang sama, kromosom membentuk pasangan, dan cangkang inti mulai runtuh.
2. Tahap kedua disebut metafase. Kromosom terletak di antara sentriol, dan secara bertahap kulit terluar nukleus menghilang sepenuhnya.
3. Anafase adalah tahap ketiga, di mana sentriol terus bergerak berlawanan arah satu sama lain, dan masing-masing kromosom juga mengikuti sentriol dan menjauh satu sama lain. Sitoplasma dan seluruh sel mulai menyusut.
4. Telofase- Babak final. Sitoplasma berkontraksi sampai muncul dua sel baru yang identik. Membran baru terbentuk di sekitar kromosom dan sepasang sentriol muncul di setiap sel baru.

Kesimpulan

Anda mempelajari apa itu struktur sel - komponen terpenting tubuh. Miliaran sel membentuk sistem yang terorganisir dengan sangat bijaksana yang menjamin kinerja dan aktivitas vital semua perwakilan dunia hewan dan tumbuhan.

Pusat sel

Sentrosom (dari pusat dan soma Yunani - tubuh), sentrosfer, sentroplasma, area sitoplasma sel yang mengelilingi sentriol. Sentrosom tidak memiliki organel seluler. Ini lebih padat daripada sitoplasma lainnya dan dapat diregangkan dan dipindahkan menggunakan operasi bedah mikro. Dalam literatur lama, istilah "Sentrosom" sering digunakan sebagai sinonim untuk sentriol.

Sentrosom atau pusat sel- pusat pengorganisasian mikrotubulus utama (MTOC) dan pengatur siklus sel pada sel eukariotik. Ini pertama kali ditemukan di kota oleh Theodore Boveri, yang menyebutnya “organ khusus pembelahan sel.” Meskipun sentrosom memainkan peran penting dalam pembelahan sel, baru-baru ini terbukti bahwa hal itu tidak penting. Dalam sebagian besar kasus, biasanya hanya ada satu sentrosom dalam sel. Peningkatan jumlah sentrosom yang tidak normal merupakan ciri khas sel kanker. Lebih dari satu sentrosom biasanya merupakan karakteristik dari beberapa protozoa polienergik dan struktur syncytial.

Enam tahap pembelahan sel

Pada semua tahap karyokinesis, peran paling penting dimainkan oleh Mikrotubulus (selanjutnya disebut MTs) - pembentukan dan orientasi spasialnya, interaksi dengan kinetokor kromosom, perubahan struktural yang menciptakan kekuatan yang diperlukan untuk pemisahan kromosom, dan, akhirnya, kehancuran mereka. MTs adalah bagian dari sitoskeleton dan memainkan peran penting dalam mempertahankan dan mengubah bentuk sel dan mengarahkan transfer komponen intraseluler (vesikel, organel, protein, dll.) ke dalam sitoplasma. Ada beberapa ribu MT dalam sel hewan. Semuanya tumbuh dari formasi khusus yang disebut MT Organization Center (COMT). Mungkin ada 1–2 TsOMT dalam satu sel. Penelitian telah menunjukkan bahwa hanya beberapa lusin MT yang memanjang dari sentrosom; oleh karena itu, MTs belum tentu terkait dengan sentrosom. Sentriol memunculkan MTs baru, yang menggantikan MTs lama yang secara bertahap mengalami depolimerisasi. MT adalah tabung yang sangat kecil dengan panjang beberapa mikrometer dengan diameter luar 25 nm. Itu dibangun dari 13 "tongkat" panjang - protofilamen, sejajar dengan sumbu tabung dan disusun dalam lingkaran. Protofilamen terdiri dari butiran-butiran tubulin alfa dan beta yang berselang-seling, dan pada setiap pasang butiran tersebut (dimer tubulin), tubulin alfa berinteraksi dengan tubulin beta, dan tubulin beta berinteraksi dengan tubulin alfa dari dimer tetangga terdekat, yang memungkinkan pembentukan dari desain silinder yang sangat kuat. Bagaimana desain seperti itu bisa memastikan pergerakan apa pun di dalam sel? Adapun organel, protein, dan komponen sel lainnya, mereka bergerak sepanjang MT, menempel pada protein motorik: dynein dan kinesin, yang secara harfiah dapat “melangkah” sepanjang MT ke arah tertentu, menggunakan ATP sebagai bahan bakar. Kromosom melekat pada ujung MTs, yang kemudian dengan cepat menariknya terpisah ke kutub spindel.

Tautan

• Reider, C.L., S Faruki dan A Khodjakov (2001) TREN dalam Biologi Sel. 11. 10 : 413-418.

Yayasan Wikimedia. 2010.

• Kompartemen seluler
• Pemukiman pedesaan Kletskoe

Lihat apa itu "Pusat sel" di kamus lain:

Pusat sel- pusat mitosis, struktur permanen di hampir semua sel hewan dan beberapa sel tumbuhan (Lihat Sel), menentukan kutub pembelahan sel (Lihat Mitosis). K.c. biasanya terdiri dari dua sentriol (Lihat Sentriol) butiran padat berukuran 0,2 ...

pusat sel- organel yang terlibat dalam pembangunan alat mitosis; terdiri dari sentriol dan sentrosom disekitarnya... Kamus kedokteran besar

PUSAT SEL- salah satu organel sel, terdiri dari satu atau beberapa butir (sentriol), dikelilingi oleh zona sitoplasma yang lebih ringan, dari mana fibril tipis memanjang secara radial (sentrosfer). Dasar struktur sentriol terletak di sepanjang... ... Kamus istilah botani

pusat sel- EMBRIOLOGI HEWAN lihat sentrosom...

TUMOR- TUMOR. Isi : I. Sebaran O. di dunia hewan. . .44 6 II. Statistik 0.................44 7 III. Struktural dan fungsional ciri-ciri.... 449 IV. Patogenesis dan etiologi............469 V. Klasifikasi dan tata nama.......478 VI.… … Ensiklopedia Kedokteran Hebat

telur- sel reproduksi wanita manusia, hewan dan tumbuhan (ovum), dari mana organisme baru berkembang sebagai hasil pembuahan (Lihat Fertilisasi) atau melalui partenogenesis. I. manusia dan hewan adalah sel yang sangat terspesialisasi,... ... Ensiklopedia Besar Soviet

Darah- I (sanguis) adalah jaringan cair yang mengangkut zat kimia (termasuk oksigen) di dalam tubuh, sehingga terjadi integrasi proses biokimia yang terjadi di berbagai sel dan ruang antar sel menjadi satu sistem... Ensiklopedia kedokteran

sentriol- dua (terkadang lebih) struktur silinder dengan diameter sekitar 0,15 mikron, membentuk pusat seluler semua sel hewan dan beberapa sel tumbuhan. Ketika sel membelah, sentriol menyimpang ke arah kutub, menentukan orientasi spindel pembelahan. * * *… … kamus ensiklopedis

sentrosom- SENTROSOME EMBRIOLOGI HEWAN, PUSAT SEL – organel sel non-membran yang berfungsi sebagai pusat untuk memulai perakitan mikrotubulus baru di sebagian besar sel hewan. Pusat sel terletak di dekat nukleus dan berisi sepasang sentriol. Berperan penting... Embriologi umum: Kamus terminologi

Meiosis- (dari bahasa Yunani meiosis, reduksi) atau pembelahan sel reduksi, pembelahan inti sel eukariotik dengan pengurangan separuh jumlah kromosom. Terjadi dalam dua tahap (tahap reduksi dan persamaan meiosis). Meiosis tidak sama dengan... ... Wikipedia

Pusat sel, atau sentrosom, biasanya terdiri dari sepasang sentriol dan sentosfer yang dibentuk oleh fibril tipis yang memanjang secara radial. Sentriol adalah organel non-membran sel eukariotik, dan tidak ditemukan pada sel tumbuhan tingkat tinggi, sejumlah jamur, dan beberapa hewan.

Setiap sentriol terdiri dari sembilan kembar tiga tubulin. Kembar tiga tersebut terletak di sekeliling keliling silinder dengan panjang sekitar 0,3 mikron dan diameter sekitar 0,1 mikron.

Mikrotubulus berbeda di setiap triplet. Salah satunya terdiri dari lebih banyak protofilamen, dan dua lainnya seperti belahan, yang kedua melekat pada yang pertama, dan yang ketiga melekat pada yang kedua.

Pusat sel adalah pusat utama pengorganisasian mikrotubulus dan memulai pertumbuhannya. Flagela dan silia juga terbentuk di sini.

Pusat sel menjalankan fungsi mengatur spindel pembelahan. Tumbuhan tidak mempunyai sentriol, tetapi membentuk gelendong. Oleh karena itu, diyakini bahwa gelendong dibentuk oleh pusat sel, dan bukan oleh sentriol yang termasuk dalam komposisinya. Kemungkinan fungsi sentriol adalah untuk mengarahkan gelendong sehingga kromosom menyimpang ke arah kutub. Sebelum pembelahan, setiap sentriol dari pasangan berpindah ke kutubnya sendiri.

Mikrotubulus tumbuh dari sentriol yang terletak di kutub. Mereka melekat pada sentromer kromosom dan memastikan distribusi materi herediter yang merata antar sel anak.

Dalam sel baru, sel baru, sentriol anak, muncul di dekat setiap sentriol. Namun, ada pilihan lain: pasangan sentriol kedua mungkin muncul lebih awal, atau mungkin ada beberapa pasangan di dalam sel. Selain itu, sentriol membentuk badan basal, yang modifikasinya terletak di dasar flagela dan silia.

Dalam biologi sel, pusat sel disebut sentrosom. Merupakan organel yang berfungsi sebagai pusat utama organisasi mikrotubulus pada sel hewan, serta sebagai pengatur perkembangan siklus sel.

Pusat sel ditemukan oleh Eduard Van Beneden pada tahun 1883 dan kemudian dideskripsikan dan diberi nama pada tahun 1888 oleh Theodore Boveri.

Dalam kontak dengan

Jamur dan tumbuhan tidak memiliki pusat sel sehingga menggunakan struktur lain untuk mengatur mikrotubulusnya. Meskipun sentrosom memainkan peran kunci dalam mitosis yang efisien pada sel hewan, sentrosom tidak penting bagi beberapa spesies lalat dan cacing pipih.

Apa yang dimaksud dengan pusat sel, struktur dan fungsinya

Sentrosom terdiri dari dua sentriol yang tersusun secara ortogonal dikelilingi oleh massa protein amorf yang disebut bahan perisentriolar, yang mengandung protein yang bertanggung jawab untuk nukleasi dan penahan mikrotubulus. Secara umum, setiap sentriol didasarkan pada sembilan mikrotubulus triplet yang tersusun dalam struktur roda dan berisi:

• pusat;
• adegann;
• tektin.

Pada banyak tipe sel, sentrosom digantikan oleh silia selama diferensiasi sel. Namun, begitu sel mulai membelah, silia kembali digantikan oleh sentrosom.

Fungsi

Perkembangan siklus sel

Pusat sel berhubungan dengan membran inti selama tahap profase siklus sel. Dalam mitosis, membran inti dipecah dan mikrotubulus, sentrosom germinal, dapat berinteraksi dengan kromosom untuk menciptakan gelendong mitosis.

Sentrosom disalin hanya sekali per siklus sel, sehingga setiap sel anak mewarisi satu sentrosom yang mengandung dua struktur yang disebut sentriol. Sentrosom bereplikasi selama fase S dari siklus sel. Selama profase, proses pembelahan sel yang disebut mitosis menyebabkan pusat sel bermigrasi ke kutub sel yang berlawanan. Spindel mitosis kemudian terbentuk di antara dua sentrosom. Setelah pembelahan, setiap sel anak menerima satu sentrosom.

Jumlah sentrosom yang menyimpang dalam sel dikaitkan dengan kanker. Duplikasinya mirip dengan replikasi DNA dalam dua hal: sifat proses yang semi-konservatif dan tindakannya sebagai pengatur proses. Namun prosesnya berbeda secara signifikan karena penggandaan tidak terjadi dengan membaca dan merakit template. Sentriol induk hanya membantu mengumpulkan bahan-bahan yang dibutuhkan untuk merakit sentriol anak.

Namun, sentriol tidak diperlukan untuk perkembangan mitosis. Ketika sentriol disinari dengan laser, mitosis berlangsung normal dengan gelendong yang secara morfologis normal. Selain itu, perkembangan lalat buah Drosophila berlangsung normal meskipun sentriol tidak ada karena mutasi pada gen yang diperlukan untuk penggandaannya. Dengan tidak adanya sentriol, mikrotubulus gelendong difokuskan oleh motor yang memungkinkan pembentukan gelendong bipolar.

Banyak sel yang bisa melewati interfase sepenuhnya tanpa sentriol. Berbeda dengan sentriol, sentrosom sangat penting untuk kelangsungan hidup organisme. Sel tanpanya tidak memiliki susunan radial mikrotubulus astral.

Fungsi sentrosom dalam konteks ini dihipotesiskan untuk memastikan pembelahan sel yang tepat karena sangat meningkatkan efisiensi. Beberapa jenis sel berhenti pada siklus sel berikutnya karena tidak adanya pusat sel.

Ketika sel telur nematoda dibuahi, sperma menghasilkan sepasang sentriol. Sentriol ini membentuk sentrosom yang akan memandu pembelahan sel pertama zigot dan ini akan menentukan polaritasnya. Belum jelas apakah peran mereka dalam penentuan polaritas bergantung pada mikrotubulus atau independen.

Perubahan pada sistem kardiovaskular

Theodore Boveri, pada tahun 1914, menjelaskan penyimpangan sentrosom pada sel kanker. Pengamatan awal ini kemudian diperluas ke berbagai jenis tumor manusia. Perubahan sistem kardiovaskular akibat kanker dapat dibagi menjadi dua subkelompok, kelainan struktural atau numerik, namun keduanya dapat ditemukan secara bersamaan pada tumor.

Penyimpangan struktural

Mereka biasanya muncul karena ekspresi komponen sentrosom yang tidak terkontrol atau karena modifikasi pasca-translasi (seperti fosforilasi) yang tidak sesuai untuk komponen tersebut. Modifikasi ini dapat mengakibatkan perubahan ukuran. Selain itu, karena protein sentrosom cenderung membentuk agregat, pusat terkait sentrosom sering diamati di lokasi ektopik.

Pusat yang membesar serupa dengan struktur sentrosom yang terlihat pada tumor. Selain itu, struktur ini dapat diinduksi dalam sel yang dikultur oleh protein sentrosom tertentu. Struktur ini mungkin terlihat sangat mirip, namun penelitian terperinci menunjukkan bahwa struktur tersebut mungkin memiliki sifat yang sangat berbeda tergantung pada komposisi proteinnya. Misalnya, kemampuannya untuk menggabungkan tubulin bisa sangat bervariasi, dan kemampuannya untuk mengnukleasi mikrotubulus sehingga mempengaruhi bentuk, polaritas, dan motilitas sel tumor yang terlibat secara berbeda.

Penyimpangan numerik

Kehadiran jumlah sentrosom yang tidak mencukupi sangat sering dikaitkan dengan munculnya ketidakstabilan genom dan hilangnya diferensiasi jaringan. Namun metode penghitungan jumlah pusat (masing-masing 2 sentriol) seringkali kurang akurat karena sering dinilai menggunakan mikroskop fluoresensi yang resolusi optiknya tidak cukup tinggi untuk melihat sentriol yang berdekatan.

Namun, jelas bahwa kehadiran kelebihan adalah hal biasa pada tumor manusia. Hilangnya p53 penekan tumor telah diamati menyebabkan kelebihan sentrosom serta deregulasi protein lain yang terlibat dalam pembentukan kanker pada manusia.

Kelebihan dapat disebabkan oleh mekanisme yang sangat berbeda:

• reduplikasi sentrosom tertentu;
• kegagalan sitokinesis selama pembelahan sel (menghasilkan peningkatan jumlah kromosom);
• fusi sel (misalnya karena infeksi virus tertentu);
• generasi deso sentrosom.

Saat ini tidak ada cukup informasi untuk mengetahui seberapa umum mekanisme ini, namun ada kemungkinan bahwa peningkatan jumlah sentrosom akibat kegagalan pembelahan sel mungkin lebih umum terjadi daripada yang diperkirakan karena banyak cacat "primer" dalam satu sel:

• deregulasi siklus sel;
• pertukaran DNA atau kromatin yang rusak;
• kegagalan pada titik kontrol spindel.

Akan menyebabkan kegagalan pembelahan sel, peningkatan ploidi dan peningkatan jumlah pusat sel sebagai efek “sekunder”.

Evolusi

Sejarah evolusi sentrosom dan sentriol dapat ditelusuri untuk beberapa gen tanda tangan, misalnya gen sentral. Centrin terlibat dalam pensinyalan kalsium dan diperlukan untuk duplikasi sentriol. Ada dua subfamili utama centrin, keduanya terdapat pada eukariota percabangan awal. Dengan demikian, centrin hadir pada nenek moyang eukariota. Sebaliknya, mereka tidak memiliki homolog yang dapat dikenali pada archaea dan bakteri, oleh karena itu mereka adalah bagian dari "gen tanda tangan eukariotik".

Meskipun terdapat penelitian tentang evolusi sentrin dan sentriol, belum ada penelitian tentang evolusi bahan perisentriol yang dipublikasikan.

Jelasnya, beberapa bagian sangat berbeda dalam model spesies beberapa lalat. Rupanya mereka telah kehilangan salah satu subfamili pusat, yang biasanya berhubungan dengan duplikasi sentriol. Mutan yang kekurangan sentrosom bahkan dapat berkembang menjadi lalat dewasa yang secara morfologi normal.