S-a dovedit că celulele organismelor eucariote sunt reprezentate de un sistem de membrane care formează organele de compoziție proteină-fosfolipide. Cu toate acestea, există o excepție importantă de la această regulă. Două organite (centrul celular și ribozomul), precum și organele de mișcare (flagela și cili) au o structură non-membrană. Cum sunt ei educați? În această lucrare, vom încerca să găsim răspunsul la această întrebare și, de asemenea, să studiem structura centrului celular al celulei, adesea numit centrozom.

Toate celulele conțin un centru celular?

Primul fapt care i-a interesat pe oamenii de știință a fost prezența opțională a acestui organoid. Astfel, este absent la ciupercile inferioare - chitridiomicete - si la plantele superioare. După cum sa dovedit, în alge, în celulele umane și la majoritatea animalelor, prezența unui centru celular este necesară pentru procesele de mitoză și meioză. Celulele somatice se divid în primul mod, iar celulele sexuale în celălalt. Centrozomul este un participant obligatoriu la ambele procese. Divergența centriolilor săi față de polii celulei divizoare și tensiunea dintre firele fusului dintre aceștia asigură divergența în continuare a cromozomilor atașați acestor fire și polii celulei mamă.

Studiile microscopice au relevat caracteristici structurale ale centrului celular. Include de la unul la mai multe corpuri dense - centrioli, din care microtubulii ies în ventilație. Să studiem mai detaliat aspectul, precum și structura centrului celular.

Centrozom într-o celulă de interfază

În ciclul de viață al unei celule, centrul celulei poate fi văzut într-o perioadă numită interfază. Doi microcilindri sunt de obicei localizați lângă membrana nucleară. Fiecare dintre ele constă din tuburi de proteine ​​asamblate în trei (tripleți). Nouă astfel de structuri formează suprafața centriolului. Dacă există două dintre ele (ceea ce se întâmplă cel mai des), atunci sunt situate în unghi drept unul față de celălalt. În timpul perioadei de viață dintre două diviziuni, structura centrului celular din celulă este aproape aceeași la toate eucariotele.

Ultrastructura centrozomului

A devenit posibil să se studieze în detaliu structura centrului celular ca urmare a utilizării unui microscop electronic. Oamenii de știință au descoperit că cilindrii centrozomici au următoarele dimensiuni: lungimea lor este de 0,3-0,5 microni, diametrul lor este de 0,2 microni. Numărul de centrioli se dublează în mod necesar înainte de a începe diviziunea. Acest lucru este necesar pentru ca celulele mamă și fiica înseși, ca urmare a diviziunii, să primească un centru celular format din doi centrioli. Caracteristicile structurale ale centrului celular constau in faptul ca centriolii care il alcatuiesc nu sunt echivalenti: unul dintre ei - matur (matern) - contine elemente suplimentare: satelitul pericentriolar si anexele acestuia. Centriolul imatur are o regiune specifică numită roata căruciorului.

Comportarea centrozomului în mitoză

Este bine cunoscut faptul că creșterea unui organism, precum și reproducerea acestuia, au loc la nivelul unității elementare a naturii vii, care este celula. Structura celulei, localizarea și funcțiile celulei, precum și organelele sale, sunt examinate prin citologie. În ciuda faptului că oamenii de știință au efectuat destul de multe cercetări, centrul celular rămâne insuficient studiat, deși rolul său în diviziunea celulară a fost pe deplin elucidat. În profaza mitozei și în profaza diviziunii de reducere a meiozei, centriolii diverg către polii celulei mamă, apoi are loc formarea unui filament fus. Ele sunt atașate de centromerii constricției primare a cromozomilor. De ce este necesar acest lucru?

Fus de diviziune celulară anafazică

Experimentele lui G. Boveri, A. Neil și alți oameni de știință au făcut posibilă stabilirea faptului că structura centrului celular și funcțiile sale sunt interconectate. Prezența a doi centrioli, localizați bipolar în raport cu polii celulei, și a filamentelor fusiforme între aceștia asigură distribuția uniformă a cromozomilor conectați la microtubuli la fiecare dintre polii celulei mamă.

Astfel, numărul de cromozomi va fi același în celulele fiice rezultate din mitoză, sau jumătate (în meioză) decât celula mamă inițială. Deosebit de interesant este faptul că structura centrului celular se modifică și este corelată cu etapele ciclului de viață celular.

Analiza chimică a organitelor

Pentru a înțelege mai bine funcțiile și rolul centrozomului, vom studia ce compuși organici sunt incluși în compoziția sa. După cum v-ați putea aștepta, proteinele sunt în frunte. Este suficient să ne amintim că acestea depind și de prezența moleculelor peptidice în el. Rețineți că proteinele din centrozom au capacitate contractilă. Ele fac parte din microtubuli și se numesc tubuline. Studiind structura externă și internă a centrului celular, am menționat elemente auxiliare: sateliți pericentriolari și anexe centriol. Conțin cenexină și miricitină.

Există și proteine ​​care reglează metabolismul organelelor. Acestea sunt kinaze și fosfatază - peptide speciale responsabile de nuclearea microtubulilor, adică de formarea unei molecule active de semințe cu care începe creșterea și sinteza microfilamentelor radiale.

Centru celular ca organizator al proteinelor fibrilare

În citologie, ideea centrozomului ca principal organel responsabil pentru formarea microtubulilor a fost în sfârșit stabilită. Datorită cercetărilor de generalizare a lui K. Fulton, se poate argumenta că centrul celular asigură acest proces în patru moduri. De exemplu: polimerizarea filamentelor fusiforme, formarea procentriolelor, crearea sistemului radial de microtubuli ai celulei de interfaza și, în final, sinteza elementelor din cilia primară. Aceasta este o formațiune specială caracteristică centriolului mamă. Studiind structura și funcțiile membranei celulare, oamenii de știință o detectează la microscop electronic în centrul celulei după diviziunea celulară mitotică sau la începutul mitozei. În timpul etapei G2 a interfazei, precum și în stadiile incipiente ale profazei, ciliul dispare. Conform compoziției sale chimice, este format din molecule de tubulină și este un semn prin care poate fi identificat un centriol mamă matur. Deci, cum are loc maturarea centrozomului? Să luăm în considerare toate nuanțele acestui proces.

Etapele formării centriolului

Citologii au descoperit că centriolii fiicei și mamei care formează diplozomul nu sunt identici ca structură. Astfel, structura matură este mărginită de un strat de substanță pericentriolară - un halou mitotic. Maturarea completă a centriolului fiice durează mai mult de un ciclu de viață celular. La sfârșitul etapei G1 a celui de-al doilea ciclu celular, noul centriol acționează deja ca un organizator al microtubulilor și este capabil să formeze filamente fusiforme, precum și să formeze organele speciale de mișcare. Pot fi cili și flageli, întâlniți în protozoare unicelulare (de exemplu, euglena verde, ciliați papuci), precum și în multe alge, de exemplu Chlamydomonas. Flagelii, formați datorită microtubulilor centrului celular, sunt echipați cu mulți spori în alge, precum și celulele germinale ale animalelor și ale oamenilor.

Rolul centrozomului în viața celulară

Deci, suntem convinși că unul dintre cele mai mici organele celulare (ocupă mai puțin de 1% din volumul celular) joacă un rol principal în reglarea metabolismului atât a celulelor vegetale, cât și a celor animale. Încălcarea formării fusului de diviziune implică formarea de celule fiice defecte genetic. Seturile lor de cromozomi diferă de numărul normal, ceea ce duce la aberații cromozomiale. Rezultatul este dezvoltarea unor indivizi anormali sau moartea acestora. În medicină a fost stabilit faptul relației dintre numărul de centrioli și riscul de a dezvolta cancer. De exemplu, dacă celulele normale ale pielii conțin 2 centrioli, atunci o biopsie tisulară pentru cancerul de piele dezvăluie o creștere a numărului lor la 4-6. Aceste rezultate oferă dovezi pentru rolul cheie al centrozomului în controlul diviziunii celulare. Date experimentale recente indică rolul important al acestui organel în procesele de transport intracelular. Structura unică a centrului celular îi permite să regleze atât forma celulei, cât și modificările acesteia. Într-o unitate în dezvoltare normală, centrozomul este situat lângă aparatul Golgi, în apropierea nucleului, și împreună cu acestea asigură funcții integrative și de semnalizare în implementarea mitozei, meiozei, precum și a morții celulare programate - apuptoză. De aceea, citologii moderni consideră centrozomul ca fiind un organel unificator important al celulei, responsabil atât de diviziunea acesteia, cât și de întregul metabolism în general.

Toate ființele și organismele vii nu sunt formate din celule: plante, ciuperci, bacterii, animale, oameni. În ciuda dimensiunii sale minime, toate funcțiile întregului organism sunt îndeplinite de celulă. În interiorul acestuia au loc procese complexe, de care depind vitalitatea corpului și funcționarea organelor sale.

In contact cu

Caracteristici structurale

Oamenii de știință studiază caracteristicile structurale ale celuleiși principiile activității sale. O examinare detaliată a caracteristicilor structurale ale unei celule este posibilă numai cu ajutorul unui microscop puternic.

Toate țesuturile noastre - piele, oase, organe interne constau din celule care sunt material de construcții, vin în diferite forme și dimensiuni, fiecare soi îndeplinește o funcție specifică, dar principalele caracteristici ale structurii lor sunt similare.

Mai întâi să aflăm ce se află în spatele lui organizarea structurală a celulelor. În cursul cercetărilor lor, oamenii de știință au descoperit că fundația celulară este principiul membranei. Se dovedește că toate celulele sunt formate din membrane, care constau dintr-un strat dublu de fosfolipide, în care moleculele de proteine ​​sunt scufundate în exterior și în interior.

Ce proprietate este caracteristică tuturor tipurilor de celule: aceeași structură, precum și funcționalitate - reglarea procesului metabolic, utilizarea propriului material genetic (prezența și ARN), primirea și consumul de energie.

Organizarea structurală a celulei se bazează pe următoarele elemente care îndeplinesc o funcție specifică:

• membrană- membrana celulara, formata din grasimi si proteine. Sarcina sa principală este de a separa substanțele din interior de mediul extern. Structura este semipermeabilă: poate transmite și monoxid de carbon;
• miez– regiunea centrală și componenta principală, separate de alte elemente printr-o membrană. În interiorul nucleului există informații despre creștere și dezvoltare, material genetic, prezentat sub formă de molecule de ADN care alcătuiesc compoziția;
• citoplasma- aceasta este o substanta lichida care formeaza mediul intern in care au loc diverse procese vitale si contine multe componente importante.

În ce constă conținutul celular, care sunt funcțiile citoplasmei și componentele sale principale:

1. Ribozom- cel mai important organel care este necesar pentru procesele de biosinteză a proteinelor din aminoacizi; proteinele îndeplinesc un număr mare de sarcini vitale.
2. Mitocondriile- o altă componentă situată în interiorul citoplasmei. Poate fi descris într-o singură frază - o sursă de energie. Funcția lor este de a furniza componentelor energie pentru producția ulterioară de energie.
3. aparate Golgi constă din 5 - 8 pungi care sunt conectate între ele. Sarcina principală a acestui aparat este de a transfera proteine ​​în alte părți ale celulei pentru a oferi potențial energetic.
4. Elementele deteriorate sunt curățate lizozomi.
5. Se ocupă de transport reticul endoplasmatic, prin care proteinele mișcă molecule de substanțe utile.
6. Centrioli sunt responsabili de reproducere.

Miez

Deoarece este un centru celular, trebuie acordată o atenție deosebită structurii și funcțiilor sale. Această componentă este cel mai important element pentru toate celulele: conține caracteristici ereditare. Fără nucleu, procesele de reproducere și transmitere a informațiilor genetice ar deveni imposibile. Priviți imaginea care prezintă structura nucleului.

• Membrana nucleară, care este evidențiată în liliac, lasă să intre substanțele necesare și le eliberează înapoi prin pori - mici găuri.
• Plasma este o substanță vâscoasă și conține toate celelalte componente nucleare.
• miezul este situat chiar în centru și are forma unei sfere. Funcția sa principală este formarea de noi ribozomi.
• Dacă examinați partea centrală a celulei în secțiune transversală, puteți vedea țesături subtile albastre - cromatina, substanța principală, care constă dintr-un complex de proteine ​​și fire lungi de ADN care poartă informațiile necesare.

Membrana celulara

Să aruncăm o privire mai atentă asupra lucrării, structurii și funcțiilor acestei componente. Mai jos este un tabel care arată clar importanța carcasei exterioare.

Cloroplaste

Aceasta este o altă componentă cea mai importantă. Dar de ce nu au fost menționate cloroplastele mai devreme, vă întrebați? Da, pentru că această componentă se găsește doar în celulele vegetale. Principala diferență dintre animale și plante este metoda de nutriție: la animale este heterotrof, iar la plante este autotrof. Aceasta înseamnă că animalele nu sunt capabile să creeze, adică să sintetizeze substanțe organice din cele anorganice - se hrănesc cu substanțe organice gata preparate. Plantele, dimpotrivă, sunt capabile să efectueze procesul de fotosinteză și conțin componente speciale - cloroplaste. Acestea sunt plastide verzi care conțin substanța clorofilă. Cu participarea sa, energia luminii este transformată în energia legăturilor chimice ale substanțelor organice.

Interesant! Cloroplastele sunt concentrate în cantități mari în principal în părțile supraterane ale plantelor - fructe și frunze verzi.

Dacă vi se pune întrebarea: numiți o caracteristică importantă a structurii compușilor organici ai unei celule, atunci răspunsul poate fi dat după cum urmează.

• multe dintre ele conțin atomi de carbon, care au proprietăți chimice și fizice diferite și sunt, de asemenea, capabile să se combine între ele;
• sunt purtători, participanți activi la diferite procese care au loc în organisme sau sunt produsele lor. Aceasta se referă la hormoni, diverse enzime, vitamine;
• poate forma lanțuri și inele, ceea ce asigură o varietate de conexiuni;
• sunt distruse atunci când sunt încălzite și interacționează cu oxigenul;
• atomii din molecule sunt combinați între ei folosind legături covalente, nu se descompun în ioni și, prin urmare, interacționează lent, reacțiile dintre substanțe durează foarte mult - câteva ore și chiar zile.

Structura cloroplastului

Țesături

Celulele pot exista una câte una, ca în organismele unicelulare, dar cel mai adesea se combină în grupuri de felul lor și formează diferite structuri de țesut care alcătuiesc organismul. Există mai multe tipuri de țesuturi în corpul uman:

• epitelială– concentrat pe suprafața pielii, organelor, elementelor tractului digestiv și sistemului respirator;
• muscular— ne mișcăm datorită contracției mușchilor corpului nostru, efectuăm o varietate de mișcări: de la cea mai simplă mișcare a degetului mic până la alergare de mare viteză. Apropo, bătăile inimii apar și din cauza contracției țesutului muscular;
• țesut conjunctiv reprezintă până la 80 la sută din masa tuturor organelor și joacă un rol protector și de susținere;
• agitat- formează fibre nervoase. Datorită acesteia, prin corp trec diverse impulsuri.

Procesul de reproducere

De-a lungul vieții unui organism, apare mitoza - acesta este numele dat procesului de divizare. constând din patru etape:

1. Profaza. Cei doi centrioli ai celulei se divid și se mișcă în direcții opuse. În același timp, cromozomii formează perechi, iar învelișul nuclear începe să se prăbușească.
2. A doua etapă se numește metafaze. Cromozomii sunt localizați între centrioli și, treptat, învelișul exterior al nucleului dispare complet.
3. Anafaza este a treia etapă, în timpul căreia centriolii continuă să se miște în direcția opusă unul față de celălalt, iar cromozomii individuali urmează, de asemenea, centriolii și se îndepărtează unul de celălalt. Citoplasma și întreaga celulă încep să se micșoreze.
4. Telofază- stadiu final. Citoplasma se contractă până când apar două celule noi identice. În jurul cromozomilor se formează o nouă membrană și în fiecare celulă nouă apare câte o pereche de centrioli.

Concluzie

Ați învățat care este structura unei celule - cea mai importantă componentă a corpului. Miliarde de celule alcătuiesc un sistem uimitor de înțelept organizat, care asigură performanța și activitatea vitală a tuturor reprezentanților lumii animale și vegetale.

Centrul celular

Centrozom (din centru și greacă soma - corp), centrosferă, centroplasmă, zona citoplasmei celulare care înconjoară centriolii. Centrozomul nu are organele celulare. Este mai dens decât restul citoplasmei și poate fi întins și mutat folosind operații microchirurgicale. În literatura mai veche, termenul „Centrozom” a fost adesea folosit ca sinonim pentru centrioli.

Centrozom sau centru celular- principalul centru de organizare a microtubulilor (MTOC) și regulator al ciclului celular în celulele eucariote. A fost descoperit pentru prima dată în oraș de Theodore Boveri, care l-a numit „un organ special al diviziunii celulare”. Deși centrozomul joacă un rol critic în diviziunea celulară, recent s-a demonstrat că nu este esențial. În marea majoritate a cazurilor, doar un centrozom este prezent în mod normal într-o celulă. O creștere anormală a numărului de centrozomi este caracteristică celulelor canceroase. Mai mult de un centrozom este în mod normal caracteristic unor protozoare polienergetice și structuri sincițiale.

Șase etape ale diviziunii celulare

În toate etapele cariokinezei, cel mai important rol îl joacă Microtubuli (denumite în continuare MT) - formarea și orientarea lor spațială, interacțiunea cu cinetocorii cromozomilor, modificări structurale care creează forțele necesare pentru separarea cromozomilor și, în cele din urmă, distrugerea lor. MT-urile fac parte din citoschelet și joacă un rol critic în menținerea și schimbarea formei celulei și transferul direcționat al componentelor intracelulare (vezicule, organite, proteine ​​etc.) în citoplasmă. Există câteva mii de MT în celulele animale. Toate cresc din formațiuni speciale numite centre de organizare MT (COMT). Într-o celulă pot exista 1-2 TsOMT. Studiile au arătat că doar câteva zeci de MT se extind de la centrozom; prin urmare, MT-urile nu sunt neapărat asociate cu centrozom. Centriolii dau naștere la noi MT, care le înlocuiesc pe cele vechi care se depolimerizează treptat. MT este un tub foarte mic lung de câțiva micrometri, cu un diametru exterior de 25 nm. Este construit din 13 „beți” lungi - protofilamente, paralele cu axa tubului și dispuse în cerc. Protofilamentul este compus din globule alternante de tubulina alfa si beta, iar in fiecare pereche de astfel de globule (dimer de tubulina), tubulina alfa interactioneaza cu tubulina beta, iar tubulina beta interactioneaza cu tubulina alfa a celor mai apropiati dimeri vecini, ceea ce permite formarea. cu un design cilindric foarte puternic. Cum poate un astfel de design să asigure mișcarea a ceva în interiorul celulei? În ceea ce privește organele, proteinele și alte componente celulare, ele se mișcă de-a lungul MT, atașându-se de proteinele motorii: dineine și kinesine, care pot literalmente „păși” de-a lungul MT într-o anumită direcție, consumând ATP ca combustibil. Cromozomii sunt atașați la capetele MT-urilor, care apoi îi trage rapid într-un fel, spre polii fusului.

Legături

• Reider, C. L., S Faruki și A Khodjakov (2001) TENDINȚE în biologia celulară. 11. 10 : 413-418.

Fundația Wikimedia. 2010.

• Compartiment celular
• Aşezare rurală Kletskoe

Vedeți ce este „Centrul celular” în alte dicționare:

Centrul celular- centrul mitotic, o structură permanentă în aproape toate celulele animale și unele vegetale (Vezi Celula), determină polii celulei care se divide (Vezi Mitoza). K. c. constă de obicei din doi centrioli (vezi Centrioli) din granule dense care măsoară 0,2 ...

centru celular- un organel implicat în construcția aparatului mitotic; constă din centrioli și centrozomi din jur... Dicționar medical mare

CENTRUL CELULUI- unul dintre organele celulare, format dintr-unul sau mai multe boabe (centriole), înconjurat de o zonă de citoplasmă mai ușoară, din care se extind radial fibrile subțiri (centrosferă). Baza structurii centriolilor este situată de-a lungul... ... Dicţionar de termeni botanici

centru celular- EMBRIOLOGIA ANIMALEI vezi centrozom...

TUMORI- TUMORI. Cuprins: I. Distribuţia O. în lumea animală. . .44 6 II. Statistică 0.................44 7 III. Structural și funcțional caracteristici.... 449 IV. Patogenie și etiologie............469 V. Clasificare și nomenclatură.......478 VI.… … Marea Enciclopedie Medicală

Ou- celula reproductivă feminină a omului, animalelor și plantelor (ovul), din care se dezvoltă un nou organism ca urmare a fertilizării (vezi Fertilizarea) sau prin partenogeneză. I. al oamenilor și animalelor este o celulă înalt specializată,... ... Marea Enciclopedie Sovietică

Sânge- I (sanguis) este un țesut lichid care transportă substanțe chimice (inclusiv oxigen) în organism, datorită căruia integrarea proceselor biochimice care au loc în diferite celule și spații intercelulare are loc într-un singur sistem... Enciclopedie medicală

centrioli- două (uneori mai multe) structuri cilindrice cu un diametru de aproximativ 0,15 microni, formând centrul celular al tuturor celulelor animale și al unor celule vegetale. Când o celulă se divide, centriolii diverg către polii ei, determinând orientarea axului de diviziune. * * *… … Dicţionar enciclopedic

centrozom- CENTROZOM DE EMBRIOLOGIE ANIMALE, CENTRU CELULUI – un organel celular non-membranar care servește drept centru pentru inițierea asamblarii de noi microtubuli în majoritatea celulelor animale. Centrul celular este situat în apropierea nucleului și conține o pereche de centrioli. Joacă un important... Embriologie generală: Dicționar terminologic

Meioză- (din grecescul meioză, reducere) sau reducere diviziune celulară, diviziune a nucleului unei celule eucariote cu înjumătățirea numărului de cromozomi. Apare în două etape (stadii de reducere și de ecuație ale meiozei). Meioza nu trebuie confundată cu... ... Wikipedia

Centrul celular, sau centrozom, de obicei este format dintr-o pereche centrioliși o centosferă formată din fibrile subțiri care se extind radial. Centriolii sunt organite non-membranare ale celulelor eucariote și nu se găsesc în celulele plantelor superioare, a unui număr de ciuperci și a unor animale.

Fiecare centriol este format din nouă tripleți de tubulină. Tripletele sunt situate în jurul circumferinței unui cilindru cu o lungime de aproximativ 0,3 μm și un diametru de aproximativ 0,1 μm.

Microtubulii sunt diferiți în fiecare triplet. Unul dintre ele este format dintr-un număr mai mare de protofilamente, iar celelalte două sunt ca emisfere, a doua atașată de prima, iar a treia de a doua.

Centrul celular este centrul principal pentru organizarea microtubulilor și inițiază creșterea acestora. Aici se formează și flageli și cili.

Centrul celular îndeplinește funcția de organizare a fusului de diviziune. Plantele nu au centrioli, dar formează un fus. Prin urmare, se crede că axul este format din centrul celulei și nu din centriolii incluși în compoziția sa. Funcția probabilă a centriolilor este de a orienta fusul astfel încât cromozomii să diverge către poli. Înainte de divizare, fiecare centriol al perechii se mută la propriul pol.

Microtubulii cresc din centrioli situati la poli. Se ataseaza de centromerii cromozomii și asigură distribuția egală a materialului ereditar între celulele fiice.

În celulele noi, unul nou, un centriol fiică, apare lângă fiecare centriol. Cu toate acestea, există și alte opțiuni: al doilea centriol al unei perechi poate apărea mai devreme sau pot exista mai multe perechi în celulă. În plus, centriolii formează corpuri bazali, care sunt modificările lor situate la baza flagelilor și cililor.

În biologia celulară, centrul celulei se numește centrozom. Este un organel care servește ca principal centru de organizare a microtubulilor în celulele animale, precum și ca un regulator al progresiei ciclului celular.

Centrul celular a fost descoperit de Eduard Van Beneden în 1883 și mai târziu descris și numit în 1888 de Theodore Boveri.

In contact cu

Ciupercile și plantele nu au centri celulari și, prin urmare, folosesc alte structuri pentru a-și organiza microtubulii. Deși centrozomul joacă un rol cheie în mitoza eficientă în celulele animale, nu este esențial pentru unele specii de muște și viermi plati.

Ce este un centru celular, structura și funcțiile

Centrozomii constau a doi centrioli dispuși ortogonal, înconjurați de o masă amorfă de proteine ​​numită material pericentriolar, care conține proteine ​​responsabile de nuclearea și ancorarea microtubulilor. În general, fiecare centriol se bazează pe nouă microtubuli tripleți aranjați într-o structură de roată și conține:

• centrin;
• cenexină;
• tektin.

În multe tipuri de celule, centrozomul este înlocuit cu un cilio în timpul diferențierii celulare. Cu toate acestea, odată ce celula începe să se dividă, ciliul este din nou înlocuit cu un centrozom.

Funcții

Dezvoltarea ciclului celular

Centrii celulari sunt asociați cu membrana nucleară în timpul etapei de profază a ciclului celular. În mitoză, membrana nucleară este descompusă, iar microtubulii, centrozomii germinali, pot interacționa cu cromozomii pentru a crea fusul mitotic.

Centrozomul este copiat o singură dată pe ciclu celular, astfel încât fiecare celulă fiică moștenește un centrozom care conține două structuri numite centrioli. Centrozomul se replic în timpul fazei S a ciclului celular. În timpul profazei, un proces de diviziune celulară numit mitoză face ca centrii celulari să migreze către polii opuși ai celulei. Fusul mitotic se formează apoi între cei doi centrozomi. După divizare, fiecare celulă fiică primește un centrozom.

Numărul aberant de centrozomi dintr-o celulă este asociat cu cancerul. Dublarea lor este similară cu replicarea ADN-ului în două privințe: natura semi-conservativă a procesului și acțiunea lor ca regulator al procesului. Dar procesele diferă semnificativ prin faptul că dublarea nu are loc prin citirea și asamblarea șabloanelor. Centriolul mamă pur și simplu ajută la acumularea materialelor necesare pentru asamblarea centriolului fiică.

Cu toate acestea, centriolii nu sunt necesari pentru dezvoltarea mitozei. Când centriolii sunt iradiați cu laser, mitoza se desfășoară normal cu un fus morfologic normal. Mai mult, dezvoltarea muștei de fructe Drosophila se desfășoară în mod normal chiar și atunci când centriolii sunt absenți din cauza unei mutații a genei necesare pentru duplicarea lor. În absența centriolilor, microtubulii fusului sunt focalizați de motoare permițând formarea unui fus bipolar.

Multe celule pot trece prin interfaza complet fara centrioli. Spre deosebire de centrioli, centrozomii sunt esențiali pentru supraviețuirea organismului. Celulele fără ele nu au rețele radiale de microtubuli astrali.

Funcția centrozomului în acest context este ipotezată pentru a asigura diviziunea celulară adecvată, deoarece crește foarte mult eficiența. Unele tipuri de celule se opresc în următorul ciclu celular în absența unui centru celular.

Când un ovul de nematod este fertilizat, spermatozoizii dă o pereche de centrioli. Acești centrioli formează centrozomi care vor ghida prima diviziune celulară a zigotului și aceasta va determina polaritatea acestuia. Nu este încă clar dacă rolul lor în determinarea polarității este dependent de microtubuli sau independent.

Modificări ale sistemelor cardiovasculare

Theodore Boveri, în 1914, a descris aberațiile centrozomale în celulele canceroase. Această observație inițială a fost extinsă ulterior la multe tipuri de tumori umane. Modificările din sistemul cardiovascular din cauza cancerului pot fi împărțite în două subgrupe, aberații structurale sau numerice, dar ambele pot fi întâlnite simultan în tumoră.

Aberații structurale

Ele apar de obicei din cauza exprimării necontrolate a componentelor centrozomului sau din cauza modificărilor post-translaționale (cum ar fi fosforilările) care sunt inadecvate pentru aceste componente. Aceste modificări pot duce la modificări de dimensiune. În plus, deoarece proteinele centrosomale tind să formeze agregate, centrii asociați centrozomului sunt adesea observați în locații ectopice.

Centrii măriți sunt similare cu structurile centrosomale observate în tumori. Mai mult, aceste structuri pot fi induse în celulele cultivate de proteine ​​​​centrozomale specifice. Aceste structuri pot arăta foarte asemănătoare, cu toate acestea, studiile detaliate indică faptul că pot prezenta proprietăți foarte diferite în funcție de compoziția lor proteică. De exemplu, capacitatea lor de a încorpora tubulina poate fi foarte variabilă, iar capacitatea lor de a nuclea microtubuli influențează astfel în mod diferențial forma, polaritatea și motilitatea celulelor tumorale implicate.

Aberații numerice

Prezența unui număr inadecvat de centrozomi este foarte adesea asociată cu apariția instabilității genomice și pierderea diferențierii tisulare. Cu toate acestea, metoda de numărare a numărului de centre (fiecare cu 2 centrioli) nu este adesea foarte precisă, deoarece este adesea evaluată cu ajutorul microscopiei cu fluorescență, a cărei rezoluție optică nu este suficient de mare pentru a vedea centriolii apropiați.

Cu toate acestea, este clar că prezența excesului este frecventă în tumorile umane. S-a observat că pierderea supresorului tumoral p53 provoacă centrozomi redundanți, precum și dereglarea altor proteine ​​implicate în formarea cancerului la om.

Excesul poate fi cauzat de mecanisme foarte diferite:

• reduplicarea centrozomului specific;
• eșecul citokinezei în timpul diviziunii celulare (generarea unei creșteri a numărului de cromozomi);
• fuziunea celulară (de exemplu, din cauza infecției cu viruși specifici);
• desogenerarea centrozomilor.

Nu există suficiente informații în acest moment pentru a ști cât de comune sunt aceste mecanisme, dar este posibil ca creșterea numărului de centrozomi din cauza eșecului diviziunii celulare să fie mai frecventă decât estimată, deoarece multe defecte „primare” într-o singură celulă:

• dereglarea ciclului celular;
• ADN defectuos sau schimb de cromatină;
• defecțiune în punctul de control al axului.

Va duce la eșecul diviziunii celulare, creșterea ploidiei și creșterea numărului de centri celulari ca efect „secundar”.

Evoluţie

Istoria evolutivă a centrozomului și centriolului pot fi urmărite pentru unele gene semnături, de exemplu, cele centrale. Centrinele sunt implicate în semnalizarea calciului și sunt necesare pentru duplicarea centriolului. Există două subfamilii majore de centrin, ambele fiind prezente în eucariotele ramificate timpurii. Astfel, centrinele au fost prezente în strămoșul comun al eucariotelor. În schimb, nu au omologi recunoscuți în arhee și bacterii, prin urmare fac parte din „genele semnăturii eucariote”.

În ciuda studiilor privind evoluția centrinelor și centriolilor, nu au fost publicate studii despre evoluția materialului pericentriolar.

În mod clar, unele părți sunt foarte divergente în speciile model ale unor muște. Se pare că au pierdut una dintre subfamiliile centrale, care sunt de obicei asociate cu duplicarea centriolului. Mutanții cărora le lipsesc centrozomii se pot dezvolta chiar în muște adulte normale din punct de vedere morfologic.