Ir pierādīts, ka eikariotu organismu šūnas ir attēlotas ar membrānu sistēmu, kas veido proteīna-fosfolipīdu sastāva organellus. Tomēr šim noteikumam ir svarīgs izņēmums. Divām organellām (šūnu centram un ribosomām), kā arī kustības organellām (karogiem un cilijām) ir nemembrānas struktūra. Kā viņi tiek izglītoti? Šajā darbā mēs centīsimies rast atbildi uz šo jautājumu, kā arī pētīsim šūnas šūnu centra struktūru, ko bieži sauc par centrosomu.

Vai visās šūnās ir šūnu centrs?

Pirmais zinātnieku interesējošais fakts bija šī organoīda neobligātā klātbūtne. Tādējādi tā nav zemākajās sēnēs - chitridiomycetes - un augstākajos augos. Kā izrādījās, aļģēs, cilvēka šūnās un lielākajā daļā dzīvnieku šūnu centra klātbūtne ir nepieciešama mitozes un meiozes procesiem. Pirmajā veidā dalās somatiskās šūnas, otrā – dzimumšūnas. Centrosoma ir obligāts dalībnieks abos procesos. Tā centriolu novirzīšanās uz dalošās šūnas poliem un spriegums starp vārpstas pavedieniem starp tiem nodrošina tālāku hromosomu novirzīšanos, kas pievienotas šiem pavedieniem un mātes šūnas poliem.

Mikroskopiskie pētījumi atklāja šūnu centra strukturālās iezīmes. Tas ietver no viena līdz vairākiem blīviem ķermeņiem - centrioliem, no kuriem izplūst mikrocaurules. Sīkāk izpētīsim šūnu centra izskatu, kā arī struktūru.

Centrosoma starpfāzu šūnā

Šūnas dzīves ciklā šūnas centru var redzēt periodā, ko sauc par starpfāzi. Blakus kodola membrānai parasti atrodas divi mikrocilindri. Katrs no tiem sastāv no proteīna caurulēm, kas saliktas pa trim (trīnīšiem). Deviņas šādas struktūras veido centriola virsmu. Ja ir divi no tiem (kas notiek visbiežāk), tad tie atrodas taisnā leņķī viens pret otru. Dzīves periodā starp diviem dalījumiem šūnu centra struktūra šūnā ir gandrīz vienāda visiem eikariotiem.

Centrosomas ultrastruktūra

Detalizēti izpētīt šūnu centra uzbūvi kļuva iespējams elektronu mikroskopa izmantošanas rezultātā. Zinātnieki ir noskaidrojuši, ka centrosomu cilindriem ir šādi izmēri: to garums ir 0,3-0,5 mikroni, diametrs ir 0,2 mikroni. Pirms dalīšanas sākuma centriolu skaits noteikti dubultojas. Tas nepieciešams, lai pašas mātes un meitas šūnas dalīšanās rezultātā saņemtu šūnu centru, kas sastāv no diviem centrioliem. Šūnu centra strukturālās iezīmes slēpjas faktā, ka centrioli, kas to veido, nav līdzvērtīgi: viens no tiem - nobriedis (mātes) - satur papildu elementus: pericentriolāro satelītu un tā piedēkļus. Nenobriedušai centriolei ir īpašs reģions, ko sauc par ratiņu riteni.

Centrosomas uzvedība mitozē

Ir labi zināms, ka organisma augšana, kā arī tā vairošanās notiek dzīvās dabas elementārās vienības līmenī, kas ir šūna. Citoloģijā tiek pārbaudīta šūnas struktūra, šūnas lokalizācija un funkcijas, kā arī tās organoīdi. Neskatoties uz to, ka zinātnieki ir veikuši diezgan daudz pētījumu, šūnu centrs joprojām ir nepietiekami izpētīts, lai gan tā loma šūnu dalīšanā ir pilnībā noskaidrota. Mitozes profāzē un meiozes samazināšanas sadalījuma profāzē centrioli novirzās uz mātes šūnas poliem, un pēc tam veidojas vārpstas pavediens. Tie ir pievienoti hromosomu primārās sašaurināšanās centromēriem. Kāpēc tas ir vajadzīgs?

Anafāzes šūnu dalīšanās vārpsta

G. Boveri, A. Neila un citu zinātnieku eksperimenti ļāva konstatēt, ka šūnu centra uzbūve un tā funkcijas ir savstarpēji saistītas. Divu centriolu, kas bipolāri atrodas attiecībā pret šūnu poliem, un vārpstas pavedienu klātbūtne starp tiem nodrošina vienmērīgu hromosomu sadalījumu, kas savienotas ar mikrotubulām, katrā no mātes šūnas poliem.

Tādējādi hromosomu skaits meitas šūnās, kas rodas mitozes rezultātā, būs vienāds vai uz pusi mazāks (meiozes gadījumā) nekā sākotnējā mātes šūnā. Īpaši interesants ir fakts, ka šūnu centra struktūra mainās un ir saistīta ar šūnu dzīves cikla posmiem.

Organellu ķīmiskā analīze

Lai labāk izprastu centrosomas funkcijas un lomu, pētīsim, kādi organiskie savienojumi ir iekļauti tās sastāvā. Kā jūs varētu gaidīt, olbaltumvielas vada ceļu. Pietiek atcerēties, ka tie ir atkarīgi arī no peptīdu molekulu klātbūtnes tajā. Ņemiet vērā, ka olbaltumvielām centrosomā ir saraušanās spēja. Tie ir daļa no mikrotubuliem un tiek saukti par tubulīniem. Pētot šūnu centra ārējo un iekšējo struktūru, mēs minējām palīgelementus: pericentriolārus pavadoņus un centriolu piedēkļus. Tie satur ceneksīnu un miricitīnu.

Ir arī proteīni, kas regulē organellu vielmaiņu. Tie ir kināze un fosfatāze - īpaši peptīdi, kas atbild par mikrotubulu kodolu veidošanos, tas ir, par aktīvas sēklu molekulas veidošanos, ar kuru sākas radiālo mikrofilamentu augšana un sintēze.

Šūnu centrs kā fibrilāro proteīnu organizators

Citoloģijā beidzot ir izveidota ideja par centrosomu kā galveno organellu, kas ir atbildīga par mikrotubulu veidošanos. Pateicoties K. Fultona vispārinošajam pētījumam, var apgalvot, ka šūnu centrs nodrošina šo procesu četros veidos. Piemēram: vārpstas pavedienu polimerizācija, procentriolu veidošanās, starpfāzes šūnas mikrotubulu radiālās sistēmas izveidošana un, visbeidzot, elementu sintēze primārajā ciliumā. Tas ir īpašs veidojums, kas raksturīgs mātes centriolei. Pētot šūnas membrānas uzbūvi un funkcijas, zinātnieki to nosaka elektronu mikroskopā šūnas centrā pēc mitotiskās šūnu dalīšanās vai mitozes sākumā. Starpfāzes G2 stadijā, kā arī agrīnās profāzes stadijās ciliums pazūd. Pēc ķīmiskā sastāva tas sastāv no tubulīna molekulām un ir zīme, pēc kuras var identificēt nobriedušu mātes centriolu. Tātad, kā notiek centrosomu nobriešana? Apsvērsim visas šī procesa nianses.

Centriolu veidošanās stadijas

Citologi ir atklājuši, ka meitas un mātes centriolas, kas veido diplosomu, pēc struktūras nav identiskas. Tādējādi nobriedušu struktūru robežojas ar pericentriolāras vielas slāni - mitotisku oreolu. Pilnīga meitas centriola nobriešana prasa vairāk nekā vienu šūnu dzīves ciklu. Otrā šūnu cikla G1 posma beigās jaunais centriols jau darbojas kā mikrotubulu organizētājs un spēj veidot vārpstas pavedienus, kā arī speciālu kustību organellu veidošanos. Tās var būt skropstas un flagellas, kas sastopamas vienšūnu vienšūņos (piemēram, zaļajā euglena, čības skropstas), kā arī daudzās aļģēs, piemēram, Chlamydomonas. Flagellas, kas veidojas, pateicoties šūnu centra mikrotubuliem, ir aprīkotas ar daudzām sporām aļģēs, kā arī dzīvnieku un cilvēku dzimumšūnām.

Centrosomas loma šūnu dzīvē

Tātad, mēs esam pārliecināti, ka vienai no mazākajām šūnu organellām (aizņem mazāk nekā 1% no šūnu tilpuma) ir vadošā loma gan augu, gan dzīvnieku šūnu metabolisma regulēšanā. Sadalīšanas vārpstas veidošanās pārkāpums izraisa ģenētiski bojātu meitas šūnu veidošanos. Viņu hromosomu kopas atšķiras no parastā skaita, izraisot hromosomu aberācijas. Rezultāts ir patoloģisku indivīdu attīstība vai viņu nāve. Medicīnā ir konstatēts fakts par saistību starp centriolu skaitu un vēža attīstības risku. Piemēram, ja normālas ādas šūnas satur 2 centriolus, tad audu biopsija ādas vēža gadījumā atklāj to skaita palielināšanos līdz 4-6. Šie rezultāti sniedz pierādījumus par centrosomas galveno lomu šūnu dalīšanās kontrolē. Jaunākie eksperimentālie dati liecina par šīs organellas svarīgo lomu intracelulārajos transporta procesos. Šūnu centra unikālā struktūra ļauj regulēt gan šūnas formu, gan tās izmaiņas. Normāli attīstošā vienībā centrosoma atrodas blakus Golgi aparātam, netālu no kodola un kopā ar tiem nodrošina integrējošas un signalizācijas funkcijas mitozes, meiozes, kā arī ieprogrammētas šūnu nāves - apuptozes īstenošanā. Tāpēc mūsdienu citologi centrosomu uzskata par svarīgu šūnu vienojošu organellu, kas ir atbildīga gan par tās dalīšanos, gan par visu metabolismu kopumā.

Visas dzīvās būtnes un organismi nesastāv no šūnām: augi, sēnes, baktērijas, dzīvnieki, cilvēki. Neskatoties uz minimālo izmēru, visas visa organisma funkcijas veic šūna. Tās iekšienē notiek sarežģīti procesi, no kuriem ir atkarīga organisma vitalitāte un tā orgānu darbība.

Saskarsmē ar

Strukturālās iezīmes

Zinātnieki pēta šūnas strukturālās iezīmes un tās darbības principiem. Detalizēta šūnas struktūras īpatnību izpēte iespējama tikai ar jaudīga mikroskopa palīdzību.

Visi mūsu audi – āda, kauli, iekšējie orgāni sastāv no šūnām, kas ir celtniecības materiāls, ir dažādu formu un izmēru, katra šķirne veic noteiktu funkciju, taču to struktūras galvenās iezīmes ir līdzīgas.

Vispirms noskaidrosim, kas aiz tā slēpjas šūnu strukturālā organizācija. Savu pētījumu gaitā zinātnieki ir noskaidrojuši, ka šūnu pamats ir membrānas princips. Izrādās, ka visas šūnas veidojas no membrānām, kuras sastāv no dubultā fosfolipīdu slāņa, kur proteīna molekulas ir iegremdētas no ārpuses un iekšpuses.

Kāda īpašība ir raksturīga visu veidu šūnām: vienāda struktūra, kā arī funkcionalitāte - vielmaiņas procesa regulēšana, sava ģenētiskā materiāla izmantošana (klātbūtne un RNS), enerģijas saņemšana un patēriņš.

Šūnas strukturālās organizācijas pamatā ir šādi elementi, kas veic noteiktu funkciju:

• membrāna- šūnu membrāna, sastāv no taukiem un olbaltumvielām. Tās galvenais uzdevums ir atdalīt vielas iekšpusē no ārējās vides. Struktūra ir daļēji caurlaidīga: tā var arī pārnest oglekļa monoksīdu;
• kodols– centrālais apgabals un galvenā sastāvdaļa, kas atdalīta no citiem elementiem ar membrānu. Tieši kodola iekšpusē ir informācija par augšanu un attīstību, ģenētiskais materiāls, kas parādīts DNS molekulu veidā, kas veido sastāvu;
• citoplazma- šī ir šķidra viela, kas veido iekšējo vidi, kurā notiek dažādi dzīvībai svarīgi procesi un satur daudzas svarīgas sastāvdaļas.

No kā sastāv šūnu saturs, kādas ir citoplazmas un tās galveno komponentu funkcijas:

1. Ribosoma- vissvarīgākā organelle, kas nepieciešama proteīnu biosintēzes procesiem no aminoskābēm; olbaltumvielas veic milzīgu skaitu svarīgu uzdevumu.
2. Mitohondriji- cita sastāvdaļa, kas atrodas citoplazmas iekšpusē. To var raksturot ar vienu frāzi – enerģijas avots. To funkcija ir nodrošināt komponentus ar jaudu turpmākai enerģijas ražošanai.
3. Golgi aparāts sastāv no 5 - 8 maisiņiem, kas ir savienoti viens ar otru. Šīs aparāta galvenais uzdevums ir pārnest olbaltumvielas uz citām šūnas daļām, lai nodrošinātu enerģijas potenciālu.
4. Bojāti elementi tiek notīrīti lizosomas.
5. Tiek galā ar transportēšanu Endoplazmatiskais tīkls, caur kuru olbaltumvielas pārvieto derīgo vielu molekulas.
6. Centrioles ir atbildīgi par vairošanos.

Kodols

Tā kā tas ir šūnu centrs, īpaša uzmanība jāpievērš tā struktūrai un funkcijām. Šis komponents ir vissvarīgākais elements visām šūnām: tajā ir iedzimtas īpašības. Bez kodola ģenētiskās informācijas vairošanās un pārnešanas procesi kļūtu neiespējami. Apskatiet attēlu, kurā attēlota kodola struktūra.

• Kodolmembrāna, kas ir izcelta ceriņos, ievada nepieciešamās vielas un izdala tās atpakaļ caur porām - maziem caurumiem.
• Plazma ir viskoza viela un satur visas pārējās kodolkomponentes.
• kodols atrodas pašā centrā un tam ir sfēras forma. Tās galvenā funkcija ir jaunu ribosomu veidošanās.
• Pārbaudot šūnas centrālo daļu šķērsgriezumā, var redzēt smalkus zilus pinumus - hromatīnu, galveno vielu, kas sastāv no proteīnu kompleksa un gariem DNS pavedieniem, kas nes nepieciešamo informāciju.

Šūnu membrānu

Sīkāk apskatīsim šīs sastāvdaļas darbu, struktūru un funkcijas. Zemāk ir tabula, kas skaidri parāda ārējā apvalka nozīmi.

Hloroplasti

Šī ir vēl viena vissvarīgākā sastāvdaļa. Bet kāpēc hloroplasti netika minēti iepriekš, jūs jautājat? Jā, jo šis komponents ir atrodams tikai augu šūnās. Galvenā atšķirība starp dzīvniekiem un augiem ir barošanas metode: dzīvniekiem tā ir heterotrofiska, bet augiem - autotrofiska. Tas nozīmē, ka dzīvnieki nespēj radīt, tas ir, sintezēt organiskās vielas no neorganiskām - tie barojas ar gatavām organiskām vielām. Augi, gluži pretēji, spēj veikt fotosintēzes procesu un satur īpašus komponentus - hloroplastus. Tie ir zaļie plastidi, kas satur vielu hlorofilu. Ar tās līdzdalību gaismas enerģija tiek pārvērsta organisko vielu ķīmisko saišu enerģijā.

Interesanti! Hloroplasti lielos daudzumos koncentrējas galvenokārt augu virszemes daļās – zaļajos augļos un lapās.

Ja jums tiek uzdots jautājums: nosauciet svarīgu šūnas organisko savienojumu struktūras pazīmi, tad atbildi var sniegt šādi.

• daudzi no tiem satur oglekļa atomus, kuriem ir dažādas ķīmiskās un fizikālās īpašības, un tie arī spēj apvienoties savā starpā;
• ir nesēji, aktīvi dalībnieki dažādos organismos notiekošos procesos vai ir to produkti. Tas attiecas uz hormoniem, dažādiem fermentiem, vitamīniem;
• var veidot ķēdes un gredzenus, kas nodrošina dažādus savienojumus;
• tiek iznīcināti, karsējot un mijiedarbojoties ar skābekli;
• atomi molekulās tiek apvienoti savā starpā, izmantojot kovalentās saites, nesadalās jonos un tāpēc mijiedarbojas lēni, reakcijas starp vielām notiek ļoti ilgi - vairākas stundas un pat dienas.

Hloroplasta struktūra

Audumi

Šūnas var pastāvēt pa vienai, tāpat kā vienšūnu organismos, bet visbiežāk tās apvienojas savās grupās un veido dažādas audu struktūras, kas veido organismu. Cilvēka ķermenī ir vairāki audu veidi:

• epitēlija– koncentrēta uz ādas virsmu, orgāniem, gremošanas trakta un elpošanas sistēmas elementiem;
• muskuļots— kustamies, pateicoties sava ķermeņa muskuļu kontrakcijai, veicam dažādas kustības: no vienkāršākās mazā pirkstiņa kustības līdz ātrgaitas skriešanai. Starp citu, sirdsdarbība notiek arī muskuļu audu kontrakcijas dēļ;
• saistaudi veido līdz 80 procentiem no visu orgānu masas un spēlē aizsargājošu un atbalstošu lomu;
• nervozs- veido nervu šķiedras. Pateicoties tam, caur ķermeni iziet dažādi impulsi.

Reprodukcijas process

Visā organisma dzīves laikā notiek mitoze - tas ir dalīšanās procesa nosaukums. sastāv no četriem posmiem:

1. Profāze. Šūnas divi centrioli sadalās un pārvietojas pretējos virzienos. Tajā pašā laikā hromosomas veido pārus, un kodola apvalks sāk sabrukt.
2. Otro posmu sauc metafāzes. Hromosomas atrodas starp centrioliem, un pamazām kodola ārējais apvalks pilnībā izzūd.
3. Anafāze ir trešais posms, kura laikā centrioli turpina kustēties pretējā virzienā viens no otra, un arī atsevišķas hromosomas seko centrioliem un attālinās viena no otras. Citoplazma un visa šūna sāk sarukt.
4. Telofāze- pēdējais posms. Citoplazma saraujas, līdz parādās divas identiskas jaunas šūnas. Ap hromosomām veidojas jauna membrāna, un katrā jaunā šūnā parādās viens centriolu pāris.

Secinājums

Jūs uzzinājāt, kāda ir šūnas uzbūve - vissvarīgākā ķermeņa sastāvdaļa. Miljardiem šūnu veido apbrīnojami gudri organizēta sistēma, kas nodrošina visu dzīvnieku un augu pasaules pārstāvju veiktspēju un vitālo darbību.

Šūnu centrs

Centrosoma (no centra un grieķu soma - ķermenis), centrosfēra, centroplazma, šūnu citoplazmas laukums, kas ieskauj centriolus. Centrosomā trūkst šūnu organellu. Tas ir blīvāks par pārējo citoplazmu, un to var izstiept un pārvietot, izmantojot mikroķirurģiskas operācijas. Vecākā literatūrā termins "Centrosome" bieži tika izmantots kā centriolu sinonīms.

Centrosome vai šūnu centrs- galvenais mikrotubulu organizēšanas centrs (MTOC) un šūnu cikla regulators eikariotu šūnās. Pirmo reizi pilsētā to atklāja Teodors Boveri, kurš to sauca par "īpašu šūnu dalīšanās orgānu". Lai gan centrosomai ir izšķiroša loma šūnu dalīšanā, nesen tika pierādīts, ka tā nav būtiska. Lielākajā daļā gadījumu šūnā parasti atrodas tikai viena centrosoma. Vēža šūnām raksturīgs patoloģisks centrosomu skaita pieaugums. Dažiem polienerģētiskiem vienšūņiem un sincitiālām struktūrām parasti ir raksturīgas vairāk nekā viena centrosoma.

Seši šūnu dalīšanās posmi

Visos kariokinēzes posmos vissvarīgākā loma ir mikrotubuliem (turpmāk tekstā MT) - to veidošanās un telpiskā orientācija, mijiedarbība ar hromosomu kinetohoriem, strukturālās izmaiņas, kas rada hromosomu atdalīšanai nepieciešamos spēkus, un visbeidzot, to iznīcināšana. MT ir daļa no citoskeleta, un tiem ir izšķiroša loma šūnu formas uzturēšanā un mainīšanā, kā arī intracelulāro komponentu (vezikulu, organellu, proteīnu utt.) virzīta pārnešana citoplazmā. Dzīvnieku šūnās ir vairāki tūkstoši MT. Tie visi aug no īpašiem veidojumiem, ko sauc par MT organizācijas centriem (COMT). Šūnā var būt 1–2 TsOMT. Pētījumi ir parādījuši, ka tikai daži desmiti MT stiepjas no centrosomas; tāpēc MT ne vienmēr ir saistīti ar centrosomu. Centrioles rada jaunus MT, kas aizstāj pakāpeniski depolimerizējošos vecos. MT ir ļoti maza, vairākus mikrometrus gara caurule ar ārējo diametru 25 nm. Tas ir veidots no 13 gariem "nūjām" - protofilamentiem, kas ir paralēli caurules asij un sakārtoti aplī. Protofilaments sastāv no mainīgām alfa un beta tubulīna globulām, un katrā šādu globulu pārī (tubulīna dimērs) alfa tubulīns mijiedarbojas ar beta tubulīnu, bet beta tubulīns mijiedarbojas ar tuvāko blakus esošo dimēru alfa tubulīnu, kas ļauj veidoties. ļoti spēcīga cilindriska konstrukcija. Kā šāds dizains var nodrošināt jebko kustību šūnā? Kas attiecas uz organellām, olbaltumvielām un citiem šūnu komponentiem, tie pārvietojas pa MT, piesaistoties motorolbaltumvielām: dyneīniem un kinezīniem, kas var burtiski “pakāpties” gar MT noteiktā virzienā, patērējot ATP kā degvielu. Hromosomas ir piestiprinātas pie MT galiem, kas pēc tam kaut kā ātri tās atdala līdz vārpstas poliem.

Saites

• Reiders, C. L., S Faruki un A Hodjakovs (2001) TENDENCES šūnu bioloģijā. 11. 10 : 413-418.

Wikimedia fonds. 2010. gads.

• Šūnu nodalījums
• Kletskoe lauku apmetne

Skatiet, kas ir “šūnu centrs” citās vārdnīcās:

Šūnu centrs- mitotiskais centrs, pastāvīga struktūra gandrīz visās dzīvnieku un dažās augu šūnās (skat. Šūnu), nosaka dalīšanās šūnas polus (skat. Mitoze). K. c. parasti sastāv no diviem centrioliem (sk. Centrioles) ar blīvām granulām, kuru izmērs ir 0,2 ...

šūnu centrs- organelle, kas iesaistīta mitotiskā aparāta konstruēšanā; sastāv no centrioliem un apkārtējām centrosomām... Liela medicīniskā vārdnīca

ŠŪNU CENTRS- viena no šūnu organellām, kas sastāv no viena vai vairākiem graudiņiem (centrioliem), ko ieskauj gaišākas citoplazmas zona, no kuras radiāli (centrosfēra) stiepjas plānas fibrils. Centriolu struktūras pamats atrodas gar...... Botānisko terminu vārdnīca

šūnu centrs- DZĪVNIEKU EMBRIOLOĢIJA skatīt centrosomu...

Audzēji- Audzēji. Saturs: I. O. izplatība dzīvnieku pasaulē. . .44 6 II. Statistika 0.................44 7 III. Strukturāls un funkcionāls raksturlielumi.... 449 IV. Patoģenēze un etioloģija............469 V. Klasifikācija un nomenklatūra.......478 VI.… … Lielā medicīnas enciklopēdija

Olu- cilvēka, dzīvnieku un augu sievišķā reproduktīvā šūna (olšūna), no kuras apaugļošanās rezultātā (sk. Apaugļošana) vai partenoģenēzes ceļā veidojas jauns organisms. Cilvēku un dzīvnieku I. ir ļoti specializēta šūna,... ... Lielā padomju enciklopēdija

Asinis- I (sanguis) ir šķidri audi, kas organismā transportē ķīmiskās vielas (tai skaitā skābekli), kā rezultātā dažādās šūnās un starpšūnu telpās notiekošo bioķīmisko procesu integrācija notiek vienotā sistēmā... Medicīnas enciklopēdija

centrioles- divas (dažreiz vairāk) cilindriskas struktūras ar diametru aptuveni 0,15 mikroni, kas veido visu dzīvnieku un dažu augu šūnu šūnu centru. Kad šūna sadalās, centrioli novirzās pret tās poliem, nosakot dalīšanas vārpstas orientāciju. * * *…… enciklopēdiskā vārdnīca

centrosoma- DZĪVNIEKU EMBRIOLOĢIJAS CENTROSOMS, ŠŪNU CENTRS – nemembrānas šūnu organelle, kas kalpo kā centrs jaunu mikrotubulu montāžas uzsākšanai lielākajā daļā dzīvnieku šūnu. Šūnu centrs atrodas netālu no kodola un satur centriolu pāri. Spēlē svarīgu... Vispārējā embrioloģija: terminu vārdnīca

Mejoze- (no grieķu meiosis, redukcijas) vai redukcijas šūnu dalīšanās, eikariotu šūnas kodola dalīšanās ar hromosomu skaita samazināšanos uz pusi. Notiek divos posmos (meiozes samazināšanas un vienādošanas stadijā). Mejozi nevajadzētu jaukt ar... ... Wikipedia

Šūnu centrs, vai centrosoma, parasti sastāv no pāra centrioles un centosfēra, ko veido radiāli izstieptas plānas fibrils. Centrioli ir eikariotu šūnu organellas, kas nav membrānas, un tās nav atrodamas augstāku augu, vairāku sēņu un dažu dzīvnieku šūnās.

Katrs centriols sastāv no deviņiem tubulīna tripletiem. Trīskārši atrodas ap cilindra apkārtmēru, kura garums ir aptuveni 0,3 μm un diametrs aptuveni 0,1 μm.

Mikrotubulas katrā tripletā ir atšķirīgas. Viens no tiem sastāv no lielāka skaita protofilamentiem, un pārējie divi ir kā puslodes, otrais ir pievienots pirmajam, bet trešais - otrajam.

Šūnu centrs ir galvenais mikrotubulu organizēšanas centrs un ierosina to augšanu. Šeit veidojas arī karogs un skropstas.

Šūnu centrs veic dalīšanas vārpstas organizēšanas funkciju. Augiem nav centriolu, bet tie veido vārpstu. Tāpēc tiek uzskatīts, ka vārpstu veido šūnas centrs, nevis tās sastāvā iekļautie centrioli. Iespējamā centriolu funkcija ir orientēt vārpstu tā, lai hromosomas novirzās uz poliem. Pirms dalīšanas katra pāra centriole pāriet uz savu polu.

Mikrocaurules aug no centrioliem, kas atrodas pie poliem. Viņi pieķeras centromēri hromosomas un nodrošināt vienlīdzīgu iedzimtības materiāla sadalījumu starp meitas šūnām.

Jaunās šūnās pie katras centriolas parādās jauna, meitas centriole. Tomēr ir arī citas iespējas: pāra otrā centriole var parādīties agrāk, vai arī šūnā var būt vairāki pāri. Turklāt centrioli veido bazālos ķermeņus, kas ir to modifikācijas, kas atrodas flagellas un skropstu pamatnē.

Šūnu bioloģijā šūnas centru sauc par centrosomu. Tā ir organelle, kas kalpo kā galvenais mikrotubulu organizācijas centrs dzīvnieku šūnās, kā arī šūnu cikla progresēšanas regulators.

Šūnu centru 1883. gadā atklāja Eduards Van Benedens, un vēlāk 1888. gadā to aprakstīja un nosauca Teodors Boveri.

Saskarsmē ar

Sēnēm un augiem nav šūnu centru, un tāpēc to mikrotubulu organizēšanai izmanto citas struktūras. Lai gan centrosomai ir galvenā loma efektīvā mitozē dzīvnieku šūnās, tā nav būtiska dažām mušu un plakano tārpu sugām.

Kas ir šūnu centrs, struktūra un funkcijas

Centrosomas sastāv no diviem ortogonāli izvietotiem centrioliem, ko ieskauj amorfa proteīna masa, ko sauc par pericentriolāru materiālu, kas satur proteīnus, kas ir atbildīgi par mikrotubulu kodolu veidošanu un noenkurošanu. Kopumā katra centriole ir balstīta uz deviņām trīskāršām mikrotubulām, kas sakārtotas riteņa struktūrā un satur:

• centrins;
• ceneksīns;
• tektīns.

Daudzos šūnu tipos šūnu diferenciācijas laikā centrosomu aizstāj ar ciliju. Tomēr, tiklīdz šūna sāk dalīties, ciliju atkal aizstāj ar centrosomu.

Funkcijas

Šūnu cikla attīstība

Šūnu centri ir saistīti ar kodola membrānu šūnu cikla profāzes stadijā. Mitozes gadījumā kodola membrāna tiek sadalīta, un mikrotubulas, dīgļu centrosomas, var mijiedarboties ar hromosomām, veidojot mitotisko vārpstu.

Centrosoma tiek kopēta tikai vienu reizi šūnu ciklā, lai katra meitas šūna mantotu vienu centrosomu, kurā ir divas struktūras, ko sauc par centrioliem. Centrosoma atkārtojas šūnu cikla S fāzē. Profāzes laikā šūnu dalīšanās process, ko sauc par mitozi, izraisa šūnu centru migrāciju uz šūnas pretējiem poliem. Pēc tam starp abām centrosomām veidojas mitotiskā vārpsta. Pēc dalīšanas katra meitas šūna saņem vienu centrosomu.

Aberrants centrosomu skaits šūnā ir saistīts ar vēzi. To dublēšanās ir līdzīga DNS replikācijai divos aspektos: procesa daļēji konservatīvais raksturs un to darbība kā procesa regulators. Taču procesi būtiski atšķiras ar to, ka dubultošanās nenotiek, lasot un saliekot veidnes. Mātes centriole vienkārši palīdz uzkrāt materiālus, kas nepieciešami meitas centriola salikšanai.

Tomēr centrioli nav nepieciešami mitozes attīstībai. Kad centriolus apstaro ar lāzeru, mitoze norit normāli ar morfoloģiski normālu vārpstu. Turklāt augļu mušas Drosophila attīstība norit normāli pat tad, ja centriolu nav, jo ir mutācijas gēnā, kas nepieciešama to dublēšanai. Ja nav centriolu, vārpstas mikrotubulas fokusē ar motoriem, kas ļauj veidot bipolāru vārpstu.

Daudzas šūnas var iet cauri starpfāzei pilnīgi bez centriolām. Atšķirībā no centriolām, centrosomas ir būtiskas organisma izdzīvošanai. Šūnām bez tām nav astrālo mikrotubulu radiālo masīvu.

Tiek pieņemts, ka centrosomas funkcija šajā kontekstā nodrošina pareizu šūnu dalīšanos, jo tā ievērojami palielina efektivitāti. Daži šūnu tipi apstājas nākamajā šūnu ciklā, ja nav šūnu centra.

Kad nematodes olšūna tiek apaugļota, spermatozoīdi piegādā centriolu pāri. Šie centrioli veido centrosomas, kas vadīs zigotas pirmo šūnu dalījumu, un tas noteiks tās polaritāti. Vēl nav skaidrs, vai to loma polaritātes noteikšanā ir atkarīga no mikrotubulām vai neatkarīga.

Izmaiņas sirds un asinsvadu sistēmās

Teodors Boveri 1914. gadā aprakstīja centrosomu aberācijas vēža šūnās. Šis sākotnējais novērojums vēlāk tika attiecināts uz daudziem cilvēka audzēju veidiem. Vēža izraisītās izmaiņas sirds un asinsvadu sistēmā var iedalīt divās apakšgrupās, strukturālās vai skaitliskās aberācijas, taču audzējā var konstatēt abas vienlaicīgi.

Strukturālās aberācijas

Tās parasti rodas nekontrolētas centrosomu komponentu ekspresijas dēļ vai pēctranslācijas modifikāciju (piemēram, fosforilācijas) dēļ, kas šiem komponentiem nav piemērotas. Šīs izmaiņas var izraisīt izmēru izmaiņas. Turklāt, tā kā centrosomu proteīniem ir tendence veidot agregātus, ar centrosomām saistīti centri bieži tiek novēroti ārpusdzemdes vietās.

Palielinātie centri ir līdzīgi centrosomu struktūrām, kas novērotas audzējos. Turklāt šīs struktūras kultivētās šūnās var izraisīt specifiski centrosomu proteīni. Šīs struktūras var izskatīties ļoti līdzīgas, tomēr detalizēti pētījumi liecina, ka tām var būt ļoti atšķirīgas īpašības atkarībā no to olbaltumvielu sastāva. Piemēram, to spēja iekļaut tubulīnu var būt ļoti mainīga, un to spēja veidot mikrotubulus tādējādi atšķirīgi ietekmē iesaistīto audzēja šūnu formu, polaritāti un kustīgumu.

Skaitliskās aberācijas

Nepietiekama centrosomu skaita klātbūtne ļoti bieži ir saistīta ar genoma nestabilitātes parādīšanos un audu diferenciācijas zudumu. Tomēr centru skaita (katrs ar 2 centrioliem) skaitīšanas metode bieži nav ļoti precīza, jo to bieži novērtē, izmantojot fluorescences mikroskopiju, kuras optiskā izšķirtspēja nav pietiekami augsta, lai redzētu centriolus, kas atrodas tuvu viens otram.

Tomēr ir skaidrs, ka pārpalikums ir izplatīts cilvēka audzējos. Ir novērots, ka audzēja supresora p53 zudums izraisa liekus centrosomas, kā arī citu proteīnu, kas iesaistīti vēža veidošanā, atcelšanu cilvēkiem.

Pārmērību var izraisīt ļoti dažādi mehānismi:

• specifiska centrosomu reduplikācija;
• citokinēzes neveiksme šūnu dalīšanās laikā (hromosomu skaita palielināšanās ģenerēšana);
• šūnu saplūšana (piemēram, infekcijas dēļ ar specifiskiem vīrusiem);
• centrosomu dezoģenerācija.

Pašlaik nav pietiekami daudz informācijas, lai uzzinātu, cik izplatīti ir šie mehānismi, taču iespējams, ka centrosomu skaita palielināšanās šūnu dalīšanās neveiksmes dēļ var būt biežāka nekā prognozēts, jo daudzi "primārie" defekti vienā šūnā:

• šūnu cikla deregulācija;
• bojāta DNS vai hromatīna apmaiņa;
• atteice vārpstas vadības punktā.

Kā “sekundārais” efekts izraisīs šūnu dalīšanās neveiksmi, palielinātu ploidiju un šūnu centru skaita palielināšanos.

Evolūcija

Centrosomas un centriola evolūcijas vēsture var izsekot dažiem paraksta gēniem, piemēram, centrālajiem. Centrīni ir iesaistīti kalcija signalizācijā un ir nepieciešami centriolu dublēšanai. Ir divas galvenās centrīnu apakšdzimtas, kuras abas ir sastopamas agrīnos sazarotajos eikariotos. Tādējādi centrini atradās eikariotu kopējā priekštecī. Turpretim tiem nav atpazīstamu homologu arhejās un baktērijās, tāpēc tie ir daļa no "eikariotu paraksta gēniem".

Neskatoties uz centrinu un centriolu evolūcijas pētījumiem, pericentriolārā materiāla evolūcijas pētījumi nav publicēti.

Skaidrs, ka dažas daļas ir ļoti atšķirīgas dažu mušu modeļu sugās. Acīmredzot viņi ir zaudējuši vienu no centrālajām apakšgrupām, kas parasti ir saistītas ar centriolu dublēšanos. Mutanti, kuriem trūkst centrosomu, var pat kļūt par morfoloģiski normālām pieaugušām mušām.