Sisältö
- Centriolen rakenne
- Centrosomi osana sytoskeletonia
- Centrosomin rooli solujakossa
- Centriolen kopiointi
- Rooli Cilia-muodostelmassa
sentrosomimäärän ("keskimmäinen vartalo") on rakenne, jota löytyy useimpien kasvien ja eläinten soluista. Juuri tästä organellista proteiinirakenteet tunnetaan nimellä mikrotubulusten muoto ja laajenna.
Nämä mikrotubulukset nousevat mikrotubulusten järjestämiskeskuksesta (MTOC) ja ovat kiinteitä monissa eukaryoottisissa solutoiminnoissa ja prosesseissa solujen elinaikana. Ne tunnetaan ehkä parhaiten tärkeästä roolistaan solunjakamisprosessissa, johon kuuluu mitoosin (soluydinmateriaalin jakautuminen tytärydimiin), jota seuraa lyhyessä järjestyksessä sytokineesiin (kokonaisen solun jakautuminen tytärsoluiksi).
Tätä jakamisprosessia välittää keskusjyvänen centrosomeista.
Centriolen rakenne
Centrosomit ovat rakenteita, jotka sisältävät keskimääriä, jotka saavat aikaan mikrotubuluksia, jotka toimivat mitoottisena karana. Se on paljon kuviteltavaa, joten tarkastelemalla kutakin näistä termeistä saadaan selkeämpi käsitys centrosomien fyysisestä rakenteesta.
Aikana interphase, joka on ajanjakso, jonka aikana solu ei ole aktiivisesti jakautumassa, kukin solu sisältää yhden centrosomin, joka sisältää parin sentriooleja. Jokainen näistä keskipisteistä koostuu yhdeksästä mikrotubulusten kolmiosasta lieriömäisessä järjestelyssä; toisin sanoen, yksi keskipiste sisältää yhteensä 27 mikrotubulusta juoksee päästä loppuun. Kaksi keskipistettä on suunnattu suorassa kulmassa toisiinsa nähden. Itse triplettit muistuttavat pieniä yhdensuuntaisia putkia, jotka ovat linjassa.
Lue lisää interfaasin tapahtumista.
Myös vaiheen aikana kaikki solun emäksiset komponentit replikoituvat, mukaan lukien centrosomi ja sen pari sentriooleja. Aluksi molemmat centrosomit tai sentriaaliparit pysyvät fyysisessä läheisyydessä. Kun mitoosi on täysin käynnissä, nämä kaksi sentrioolia siirtyä vastakkaisiin päihin solusta, joka valmistautuu jakautumaan kahteen tytärsoluun.
Centrosome vs. Centromere: "Centrosome" tai "centriole" ei pidä sekoittaa sentromeeriantigeeni, joka on fyysinen liitos kromosomin sisarkromatidien välillä, joka valmistautuu jakautumaan osana mitoosia.)
Mikrotubuluksilla, kuten on todettu, on soluissa useita erilaisia toimintoja, mutta niiden päätarkoitus solujakautumisessa on toimia karankuiduina, jotka auttavat hallitsemaan ja toteuttamaan solukomponenttien erotusta jakoprosessin aikana.
Centrosomi osana sytoskeletonia
Osallistumisen lisäksi mitoosin, centrosomilla on elintärkeä rakenteellinen rooli solussa tuottamalla mikrotubulusten jotka muodostavat sytoskeletonia, mikä antaa soluille muodon ja eheyden.
Vaikka on ehkä houkuttelevaa kuvitella soluja haurasina, hyytelöisinä maapalloina, jotka ovat vähän enemmän kuin pyöreitä astioita, jokainen solu on erittäin dynaaminen, mukaan lukien sen kalvo, joka tarkkaan säätelee, mitkä aineet voivat siirtyä solun sisään ja ulkopuolelle.
Lue lisää mikrotubulusolujen päätoiminnosta.
Niiden tarkoitus on samanlainen kuin oman kehosi luuston, joka antaa muille sinulle yleisen fyysisen muodosi ja toimii eräänlaisena telineenä, joka pitää kiinni muista tärkeistä fyysisistä komponenteistasi - elimistäsi, lihaksistasi ja kudoksistasi.
Sytoskeletonin järjestely ja koostumus: Sytoskeleton muodostavat mikrotubulukset kierretään solun sisäosan sytoplasman poikki, muodostaen sarjan aaltosoluja solujen rajan ja sen ytimen välillä lähellä keskustaa. Nämä tubulaatit puolestaan koostuvat monomeeriyksiköistä, jotka on valmistettu nimeltään proteiini tubuliinia.
Tämä tubuliini, kuten monet luonnossa olevat proteiinit, esiintyy monissa alatyypeissä; mikrotubulleissa yleisimpiä löytyy seuraavista:
Vain centrosomin läsnä ollessa nämä monomeerit muodostavat itsestään mikrotubuluksia, kenties samalla tavalla, koska munat, sokeri ja suklaa muodostuvat itse evästeiksi vain ihmishenkisen keittiön läsnä ollessa.
Lisäksi proteiineja kutsuttiin dyneins ja kinesiinien osallistua mitoosiin; nämä auttavat suuntaamaan mikrotubulusten päät oikeaan sijaintiin pitkin pian jakautuvia kromosomeja tai niiden lähellä, jotka rivivät metafaasilevyä pitkin.
Centrosomien merkitys: Ei ole vielä tiedossa, kuinka tarkalleen tapahtuu sentrosomien päällekkäisyys vaiheiden aikana. Lisäksi on huomattava, että vaikka centrosomeja ja sentriooleja esiintyy useimmissa kasvisoluissa, mitoosia voi esiintyä kasveissa ilman näitä rakenteita. Itse asiassa joissakin eläinsoluissa mitoosi voi toimia myös silloin, kun keskitie on tuhottu tarkoituksella, mutta tämä johtaa yleensä epätavallisen suureen määrään replikaatiovirheitä.
Siksi uskotaan, että centrosomit auttavat tarjoamaan jonkin verran hallintaa koko prosessin ajan, ja biokeemit pyrkivät selvittämään tämän mekanismit, koska ne ovat todennäköisesti tärkeitä vuonna syöpien synty ja eteneminen ja muut häiriöt, jotka riippuvat solujen replikaatiosta ja jakautumisesta.
••• Dana Chen | SciencingCentrosomin rooli solujakossa
Solujen jakautuminen on tärkeä osa solubiologiaa. Centrosomeilla on merkittävä rooli tässä prosessissa.
Muista, että yhden centrosomin kaksi keskipistettä on suunnattu suorassa kulmassa toisiinsa nähden, mikä tarkoittaa, että näiden keskipisteiden mikrotubulukset järjestetään toiseen kahdesta toistensa suhteen kohtisuorassa suunnasta. Muista myös, että kaksi keskeneräistä solua, jotka jakautuvat vielä - ei vielä täysin, jakautuvat interfaasin solun vastakkaisissa päissä.
Tämän geometrian merkitys on, että kun mitoosin karan kuidut alkavat muodostua, ne ulottuu molemmilta puolilta (tai “napa") Solun keskustaa kohti, missä solun jakautuminen on viime kädessä ilmeisin, ja ne myös ulottuvat tai “puhallavat” ulospäin eri suuntiin jokaisesta itse centrosomista.
Kokeile pitää suljettuja nyrkkejäsi hiukan toisistaan ja avaa ne sitten hitaasti, samalla kun nostat vasta näkyvissä olevat sormesi toisiaan kohti. tämä tarjoaa yleisen kuvan siitä, mikä etenee sentriosomeissa mitoosin edetessä.
Itse mitoosi sisältää neljä vaihetta (joskus lueteltu viideksi). Järjestyksessä nämä ovat:
Jotkut lähteet sisältävät myös prometafaasin profaasin ja metafaasin välillä. Mitoosin alkaessa, kustakin navasta syntyvästä mitoottisesta akselista kasvavat mikrotubulukset siirtyvät kohti solun keskustaa, missä pareittain järjestetyt replikoituneet kromosomit ovat rivissä ns. metafaasilevy (näkymätön viiva, jota pitkin tuman pilkkoutuminen tapahtuu).
Nämä karakuitujen etäisyyden päät kääntyvät yhteen kolmesta kohdasta: Kinetokori kustakin kromosomiparista, mikä on rakenne, jossa kromosomit tosiasiallisesti erottuvat; kromosomien käsivarret; ja itse sytoplasmassa hyvin solun toisella puolella, lähempänä vastakkaisia vastakkaisia centrosomeja kuin näiden kuitujen lähtöpistettä.
Karan kuidut toiminnassa: Karan kuitujen päiden kiinnityspisteiden alue osoittaa mitoottisen prosessin eleganssin ja monimutkaisuuden. Se on eräänlainen "sodankäynti", mutta sen on oltava erittäin hyvin koordinoitu, jotta jako “kulkee” jokaisen kromosomiparin tarkan keskiosan varmistamiseksi, että kukin tytärsolu saa täsmälleen yhden kromosomin jokaisesta parista.
Karan kuidut tekevät siksi jonkin verran “työntämistä” ja myös paljon “vetämistä” varmistaakseen, että solunjako ei ole vain voimakasta, vaan tarkkaa. Mikrotubulukset osallistuvat pelkästään ytimen jakautumiseen, mutta myös osallistuvat koko solun jakautumiseen (ts. sytokiineesi) ja kunkin uuden tytärsolun sulkeminen uudelleen omaan solukalvoonsa.
Yksi tapa ehkä kuvitella tämä kaikki: Soluilla ei ole lihaksia, mutta mikrotubulukset ovat suunnilleen yhtä lähellä kuin solukomponentit saavat.
Centriolen kopiointi
Kuten todettiin, solujen centrosomit replikoituvat vaiheen aikana, verrattain pitkä osa solusyklistä mitoottisten jakautumisten välillä. Sentrioleiden replikaatio centrosomeissa ei ole täydellistä konservatiivinen, tarkoittaen, että muodostetut kaksi tytärkeskioolia eivät ole täysin identtisiä, kuten tapahtuisi konservatiivisessa prosessissa. Sen sijaan keskiole replikaatio on semiconservative.
Vaikka tarkka mekanismi centrosomien replikaation aikana S-vaihe (synteesivaihe) solunvälivaiheen on vielä täysin ymmärrettävä, tutkijat ovat ymmärtäneet, että kun keskipiste jakaa, Yksi tuloksena olevista keskioleista säilyttää "äidin" ominaisuudet ja voi tuottaa toiminnallisia mikrotubuluksia.
Tällä keskioksella on “kantasolumaiset” ominaisuudet, kun taas toisella, ”tytärllä”, tapahtuu täysin erilaistuminen. Jokaisessa jakavassa solussa on yksi äiti-tytär keskipaaripari jokaisessa navassa, joten jokainen uusi tytärsolu, kuten saatat odottaa, sisältää yhden emäsentrioolin ja yhden tytärsentrioolin jokaisessa parissa. Pian seuraavan välivaiheen aikana tämä sentriooli jakautuu jälleen muodostamaan kaksi emäsensio-tytär-sentriole-paria.
Keskipitkät eriytetyissä rakenteissa: Kunkin parin suorakulmaisten keskipisteiden väliset hienot toiminnalliset erot käyvät ilmeisiksi, kun esimerkiksi emäsentriooli kiinnittyy solun plasmakalvon sisäpuolelle rakenteen muodostamiseksi, jota kutsutaan perusrunko. Tämä runko on yleensä osa ciliumia tai hiusmaista monimikrotubulusten jatketta, joka ei ole liikkuva; eli se ei liiku.
Jonkin verran ripset (monikko "cilium") muodossa siimoja (singular “flagellum”), jotka liikkuvat, ajavat usein kokonaisia soluja pitkin, kun taas toisissa tapauksissa toimivat miniatyyriharhoina, jotka puhdistavat roskat flagellumin alueelta.
Vaikka biologilla on paljon opittavaa centrosomien tarkasta dynamiikasta, syöpä tarjoaa ikkunan siihen, mikä menee pieleen centrosomien kanssa epänormaalin solujakautumisen tapauksissa. Tutkijat ovat havainneet muun muassa, että syöpäsolut sisältävät usein epätavallisia määriä centrosomeja odotetun yhden tai kahden sijasta, ja tietyt syöpälääkkeet (esimerkiksi taksoli ja vinkristiini) vaikuttavat vaikuttamalla mikrotubulusten kokoonpanoon.
Rooli Cilia-muodostelmassa
Flagellum on mikrotubulusten valikoima, joka mahdollistaa liikkumisen, kuten a siittiösolu. Flagellum on peräisin yhdestä peruskappaleesta plasmakalvon sisäpinnalla. Näin ollen siittiösolu sisältää yhden keskiparin parin.
Koska siittiösolujen lopullinen kohtalo on sulautua munan kuori, ja munasolusta puuttuu perusrunko, juuri siemenneste varmistaa sen, että äskettäin muodostunut tsygootti (muna-siittiöiden liittymistuote ja ensimmäisen vaiheen lisääntymisen yhteydessä uuden organismin muodostamisen tuote) pystyy jakautumaan, koska keskialue sisältää jakamisprosessin edellyttämät ohjeet ja komponentit.
Joillakin organismeilla on silikoita tietyissä soluissa. Tämä sisältää joitain oman hengitysteiden soluista. epiteelin (pintasolut; iho on eräänlainen epiteeli), joka linjaa keuhkojasi muodostaa useita kytkettyjä perusrunkoja, mikä on mitä cilium todella on. Näiden haavoittuneiden solujen putkimaiset jatkeet toimivat liikkuessaan limaa ja hiukkasia pitkin ja suojaavat siten keuhkojen sisäosia.