CENTROSOMA: FUNKCIJAS UN STRUKTŪRA - BIOLOĢIJA - 2025

Centrosome ir membrāna bez šūnu Organelle kas piedalās šūnu dalīšanās procesos, šūnu kustīgumu, šūnu polaritātes intracelulārā transporta organizēšanā mikrotubulu tīklu, un ražošanas skropstas un flagellas rezultātā.

Galvenās funkcijas dēļ to sauc par “mikrotubulu organizēšanas centru”. Vairumā gadījumu šī struktūra atrodas ļoti tuvu šūnas kodolam un ir cieši saistīta ar kodola apvalku.

Dzīvnieku šūnās centrosomas veido divas centrioles, kas iegremdētas pericentriolar matricā, bagātas ar dažāda veida proteīniem. Centrioļi ir atbildīgi par vārpstas mikrotubulu organizēšanu.

Tomēr šīs struktūras nav būtiskas šūnu dalīšanās procesiem. Patiešām, lielākajā daļā augu un citu eikariotu centrosomās trūkst centriolu.

Visas centrosomas ir vecāku izcelsmes, jo brīdī, kad notiek apaugļošanās, olšūnas centrosoma tiek inaktivēta. Tāpēc centrosoma, kas vada šūnu dalīšanās procesus pēc apaugļošanas, nāk tikai no spermas. Pretēji, piemēram, mitohondrijiem, kuru izcelsme ir māte.

Starp centrosomu izmaiņām un vēža šūnu attīstību ir izveidotas diezgan ciešas attiecības.

Centrosomas galvenās funkcijas

Dažādās eikariotu līnijās centrosomas tiek uzskatītas par daudzfunkcionālām organellām, kuras veic ievērojamu skaitu šūnu uzdevumu.

Centrosomu galvenā funkcija ir organizēt mikrotubulas un veicināt olbaltumvielu, ko sauc par “tubulīnu”, apakšvienību polimerizāciju. Šis proteīns ir galvenā mikrotubulu sastāvdaļa.

Centrosomas ir daļa no mitotiskā aparāta. Papildus centrosomām šajā aparātā ietilpst mitotiskā vārpsta, ko veido mikrotubulas, kuras dzimst katrā centrosomā un savieno hromosomas ar šūnu poliem.

Šūnu dalīšanā hromosomu vienāda segregācija meitas šūnās būtībā ir atkarīga no šī procesa.

Ja šūnā ir nevienmērīgs vai patoloģisks hromosomu komplekts, organisms var nebūt dzīvotspējīgs vai dot priekšroku audzēju augšanai.

Sekundārās funkcijas

Centrosomas ir iesaistītas šūnu formas uzturēšanā un ir iesaistītas arī membrānas kustībās, jo tās ir tieši saistītas ar mikrotubulēm un citiem citoskeleta elementiem.

Jaunākie pētījumi ir ierosinājuši jaunu centrosomu funkciju saistībā ar genoma stabilitāti. Tas ir ļoti svarīgi normālai šūnu attīstībai, un, ja tas neizdodas, tas var izraisīt dažādu patoloģiju attīstību.

Tas, vai dzīvnieku šūnas var pareizi attīstīties, ja nav centrioļu, ir karsts debašu temats literatūrā.

Daži eksperti atbalsta domu, ka, kaut arī noteiktas dzīvnieku šūnas var pavairoties un izdzīvot, ja nav centrioļu, tās uzrāda atšķirīgu attīstību. No otras puses, ir arī pierādījumi, kas atbalsta pretēju nostāju.

Uzbūve

Centrosomas veido divas centrioles (pāris, ko sauc arī par diplosomām), ko ieskauj pericentriolar matrica.

Centrioles

Centrioles ir veidotas kā cilindri un atgādina mucu. Mugurkaulniekiem tie ir 0,2 µm platumā un 0,3–0,5 µm gari.

Savukārt šīs cilindriskās struktūras ir sakārtotas deviņos gredzenveida mikrotubulu tripletos. Šis pasūtījums parasti tiek apzīmēts kā 9 + 0.

Cipars 9 norāda deviņas mikrotubulas, un nulle norāda uz to neesamību centrālajā daļā. Mikrotubulas darbojas kā sava veida siju sistēmas, kas pretojas citoskeleta saspiešanai.

Centrosomās ir trīs veidu mikrotubulas, katrai no tām ir noteikta funkcija un sadalījums:

-Astrālās mikrotubulas, kas ar īsiem pagarinājumiem noenkurē centrosomu pie šūnu membrānas.

-Kinetohora mikrotubulas (kinetohoore ir hromosomas struktūra, kas atrodas tās centromēros), kuras ar kinetochore saistīto hromosomu saista ar centrosomām.

-Visbeidzot, polārās mikrotubulas, kas atrodas abos lietošanas polos.

Turklāt centrioles rada pamatkorpusus. Abas preces ir savstarpēji konvertējamas. Šīs ir struktūras, no kurām nāk cilia un flagella, elementi, kas ļauj pārvietoties noteiktos organismos.

Pericentriolar matrica

Matrica vai pericentriolar materiāls ir granulēts un diezgan blīvs citoplazmas laukums. To veido daudzveidīgs olbaltumvielu komplekts.

Galvenās olbaltumvielas šajā amorfā matricā ir tubulīns un pericentrīns. Abiem ir iespēja mijiedarboties ar mikrotubulām, lai izveidotu hromosomas.

Konkrēti, ɣ tubulīna gredzeni kalpo par kodolzonām mikrotubulu veidošanai, kas pēc tam izstaro no centrosomas.

Centrosomas un šūnu cikls

Olbaltumvielu lielums un sastāvs centrosomās dažādos šūnu cikla posmos ievērojami atšķiras. Lai atkārtotos, centrosomas to dara no jau esošas.

Starpfāzu šūnas satur tikai vienu centrosomu. Tas tiek atkārtots tikai vienu reizi šūnu cikla laikā un rada divas centrosomas.

Cikla G1 fāzē divas centrioles ir orientētas ortogonāli (veido 90 grādu leņķi), kas ir to raksturīgā pozīcija.

Kad šūna iziet G1 fāzi, ir svarīgs šūnu cikla kontrolpunkts, DNS atkārtojas un notiek šūnu dalīšana. Tajā pašā laikā sākas centrosomu replikācija.

Šajā brīdī divus centrioļus atdala neliels attālums, un katrs oriģinālais centriole rada jaunu. Acīmredzot šī notikumu sinhronizācija notiek ar enzīmu, ko sauc par kināzēm, iedarbību.

G ₂ / M fāzē tiek pabeigta centrosomu dublēšanās, un katra jaunā centrosoma sastāv no jauna un veca centriola. Šis process ir pazīstams kā centrosomu cikls.

Šīs divas centrioles, pazīstamas arī kā "mātes" centrioles un "bērna" centrioles, nav pilnīgi identiskas.

Mātes centrioļiem ir pagarinājumi vai papildinājumi, kas var kalpot mikrotubulu noenkurošanai. Meitas centrioļos šo struktūru nav.

Atsauces

1. Alieva, IB un Uzbekov, RE (2016). Kur ir centrosomu robežas? Bioarhitektūra, 6 (3), 47-52.
2. Azimzadehs, J. (2014). Centrosomu evolūcijas vēstures izpēte. Londonas Karaliskās biedrības filozofiskie darījumi. B sērija, 369 (1650), 20130453.
3. Azimzadeh, J., & Bornens, M. (2007). Centrosomas uzbūve un dublēšanās. Žurnāls par šūnu zinātni, 120 (13), 2139–2142.
4. D'Assoro, AB, Lingle, WL, & Salisbury, JL (2002). Centrosomu amplifikācija un vēža attīstība. Onkogēns, 21 (40), 6146.
5. Kierszenbaum, A., & Tres, L. (2017). Histoloģija un šūnu bioloģija. Ievads patoloģiskajā anatomijā. Otrais izdevums. Elsevier.
6. Lerit, DA, & Poulton, JS (2016). Centrosomas ir daudzfunkcionāli genoma stabilitātes regulatori. Hromosomu izpēte, 24. (1), 5. – 17.
7. Lodish, H. (2005). Šūnu un molekulārā bioloģija. Redakcija Médica Panamericana.
8. Matorras, R., Hernández, J., & Molero, D. (2008). Traktāts par cilvēku reproduktīvo barošanu. Pan American.
9. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Ievads mikrobioloģijā. Redakcija Médica Panamericana.