ЦЕНТРОСОМА: ФУНКЦІЇ ТА СТРУКТУРА - БІОЛОГІЯ - 2025

Центросома є мембранним вільних клітинних органел , який бере участь в процесах ділення клітин, клітинній рухливості, полярність клітин, внутрішньоклітинний транспорт, організації мережі мікротрубочок, а також у виробництві війок і джгутиків.

Завдяки своїй основній функції він відомий як «організаційний центр мікротрубочок». У більшості випадків ця структура розташована дуже близько до клітинного ядра і сильно пов'язана з ядерною оболонкою.

У тваринних клітинах центросоми утворюються двома центріолами, зануреними в перицентріолярний матрикс, багатий різними типами білків. Центриоли відповідають за організацію мікротрубочок веретена.

Однак ці структури не є важливими для процесів поділу клітин. Дійсно, у більшості рослин та інших еукаріотів центросомам бракує центріол.

Всі центросоми мають батьківське походження, оскільки в момент, коли відбувається запліднення, центросома яйцеклітини інактивується. Тому центросома, яка спрямовує процеси поділу клітин після запліднення, виходить виключно із сперми. На відміну від мітохондрій, наприклад, за материнським походженням.

Встановлено досить тісний зв’язок між змінами в центросомах та розвитком ракових клітин.

Основні функції центросоми

У різних родах еукаріотів центросоми вважаються багатофункціональними органелами, які виконують значну кількість клітинних завдань.

Основна функція центросом полягає в організації мікротрубочок і сприянні полімеризації субодиниць білка під назвою "тубулін". Цей білок є основним компонентом мікротрубочок.

Центросоми входять до складу мітотичного апарату. Крім центросом, цей апарат включає мітотичне веретено, утворене мікротрубочками, які народжуються в кожній центросомі і з'єднують хромосоми з полюсами клітин.

При клітинному поділі рівна сегрегація хромосом на дочірні клітини істотно залежить від цього процесу.

Коли в клітині є нерівномірний або аномальний набір хромосом, організм може бути нежиттєздатним або сприяти зростанню пухлин.

Вторинні функції

Центросоми беруть участь у підтримці форми клітин і також беруть участь у рухах мембран, оскільки вони безпосередньо пов'язані з мікротрубочками та іншими елементами цитоскелету.

Останні дослідження запропонували нову функцію центросом, пов'язану зі стабільністю геному. Це має вирішальне значення для нормального розвитку клітин, і якщо вона не вдається, це може призвести до розвитку різних патологій.

Те, чи можуть тваринні клітини розвиватися належним чином за відсутності центріол, є гарячо обговорюваною темою в літературі.

Деякі експерти підтримують ідею, що хоча певні клітини тварин можуть розмножуватися та виживати за відсутності центріолей, вони демонструють аберантний розвиток. З іншого боку, є також докази, які підтримують протилежну позицію.

Будова

Центросоми складаються з двох центріол (пари, які також називаються диплосомами), оточених перицентриолярною матрицею.

Центриоли

Центриоли мають форму циліндрів і нагадують бочку. У хребетних вони шириною 0,2 мкм і довжиною від 0,3 до 0,5 мкм.

У свою чергу, ці циліндричні структури організовані в дев'ять кільцеподібних мікротрубочок з трійками. Таке впорядкування зазвичай позначається як 9 + 0.

Число 9 вказує на дев'ять мікротрубочок, а нуль означає їх відсутність у центральній частині. Мікротрубочки функціонують як своєрідна система балок, що чинять опір цитоскелетній компресії.

У центросомах є три типи мікротрубочок, кожна з яких має певну функцію та розподіл:

-Астральні мікротрубочки, які закріплюють центросому з клітинною мембраною за допомогою коротких розширень.

-Мікротрубочки кінетохору (кінетохор - це структура хромосоми, розташованої в їх центромерах), які з'єднують кінетохор, пов'язаний з хромосомою, з центросомами.

-Зрештою, полярні мікротрубочки, розташовані на обох полюсах використання.

Крім того, центріоли породжують базальні тіла. Обидва елементи є взаємозамінними. Це структури, з яких виходять реснички та джгутики, елементи, що дозволяють рухатися в певних організмах.

Перицентріолярна матриця

Матричний або перицентріолярний матеріал - це зерниста і досить щільна область цитоплазми. Він складається з різноманітного набору білків.

Основними білками цієї аморфної матриці є тубулін та перицентрин. Обидва мають можливість взаємодіяти з мікротрубочками для об'єднання хромосом.

Зокрема, це ɣ тубулінові кільця, які служать місцями зародження для розвитку мікротрубочок, які потім випромінюються поза центросомою.

Центросоми та клітинний цикл

Розміри та склад білків у центросомах істотно різняться на різних стадіях клітинного циклу. Щоб повторити, центросоми роблять це з попередньо існуючого.

Міжфазні клітини містять лише одну центросому. Це дублюється лише один раз протягом клітинного циклу і призводить до появи двох центросом.

У фазі G1 циклу два центріолі орієнтовані ортогонально (утворюючи кут 90 градусів), що є їх характерним положенням.

Коли клітина проходить фазу G1, важлива контрольна точка клітинного циклу, реплікується ДНК і відбувається поділ клітин. Одночасно починається реплікація центросом.

У цей момент два центріоли відокремлюються на невеликій відстані, і кожна вихідна центриола породжує нову. Мабуть, така синхронізація подій відбувається під дією ферментів, званих кіназами.

На фазі G ₂ / M дублювання центросом завершується, і кожна нова центросома складається з нової та старої центриоли. Цей процес відомий як цикл центросом.

Ці два центриоли, також відомі як центриола "матері" та "дитяча" центриола, не є повністю тотожними.

У материнських центріолей є розширення або придатки, які можуть слугувати кріпленню мікротрубочок. У дочірніх центріолах ці структури відсутні.

Список літератури

1. Alieva, IB, та Uzbekov, RE (2016). Де межі центросоми? Біоархітектура, 6 (3), 47-52.
2. Азімзаде, Дж. (2014). Дослідження еволюційної історії центросом. Філософські операції Лондонського королівського товариства. Серія В, 369 (1650), 20130453.
3. Azimzadeh, J., & Bornens, M. (2007). Структура та дублювання центросоми. Журнал клітинної науки, 120 (13), 2139-2142.
4. D'Assoro, AB, Lingle, WL, & Salisbury, JL (2002). Ампліфікація центросом і розвиток раку. Онкоген, 21 (40), 6146.
5. Kierszenbaum, A., & Tres, L. (2017). Гістологія та клітинна біологія. Вступ до патологічної анатомії. Друге видання. Ельзев'є.
6. Lerit, DA, & Poulton, JS (2016). Центросоми є багатофункціональними регуляторами стабільності геному. Хромосомне дослідження, 24 (1), 5-17.
7. Лодиш, Х. (2005). Клітинна та молекулярна біологія. Редакція Médica Panamericana.
8. Matorras, R., Hernández, J., & Molero, D. (2008). Трактат про репродукцію людини для медсестер. Панамериканський.
9. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Вступ до мікробіології. Редакція Médica Panamericana.