Structura centrului celular. Caracteristicile structurii centrului celular

Se demonstrează că celulele organismelor eucariote sunt reprezentate de un sistem de membrane care formează organoide de compoziție proteină-fosfolipidă. Cu toate acestea, există o excepție importantă de la această regulă. Două organele (centrul celulelor și ribozomul), precum și organoizii de mișcare (flagella și cilia) au o structură non-membrană. Ce sunt educați? În această lucrare, vom încerca să găsim un răspuns la această întrebare și, de asemenea, să studiem structura centrului celular al unei celule, denumită adesea centrozom.

Toate celulele conțin un centru de celule

Primul fapt că oamenii de știință interesați sunt prezența opțională a acestui organoid. Astfel, în ciupercile inferioare - chitridiomycetes - și în plantele superioare este absent. Așa cum sa dovedit, în alge, în celulele umane și în majoritatea animalelor, prezența unui centru celular este necesară pentru realizarea proceselor de mitoză și meioză. Primul mod de a diviza celulele somatice și alții - sexul. Participantul obligatoriu în ambele procese este centrozomul. Discrepanța centriolilor față de poli de celulă divizată și tensiunea dintre firele filetate ale filamentului asigură o altă divergență a cromozomilor atașați la aceste filamente și la polii celulei mamă.

Studiile microscopice au relevat caracteristicile structurii centrului celular. Acesta include de la unul la mai multe corpusculi densi - centrioli, din care microtubulii diferă în mod divergent. Vom studia mai detaliat aspectul, precum și structura centrului celular.

Centrosomul într-o celulă interfazică

În ciclul de viață al celulelor, centrul celulei poate fi văzut într-o perioadă numită interfază. În apropierea membranei centrale se află de obicei două microcylindere. Fiecare dintre ele constă din tuburi proteice, colectate în trei bucăți (triplete). Nouă astfel de structuri formează suprafața unui centriol. Dacă există două dintre ele (care se întâmplă cel mai adesea), ele sunt situate în unghi drept unul altuia. În perioada de viață între două diviziuni, structura centrului celular din celulă este aproape aceeași pentru toți eucariotele.

Ultrastructura centrozomului

Un studiu detaliat al structurii centrului celulei a fost posibil prin utilizarea unui microscop electronic. Oamenii de știință au stabilit că cilindrii centrozomilor au următoarele dimensiuni: lungimea lor este de 0,3-0,5 microni și diametrul acestora este de 0,2 microni. Numărul de centrioli înainte de diviziune începe să se dubleze în mod necesar. Acest lucru este necesar pentru ca celulele mamă și fiică însăși, ca urmare a împărțirii, să primească un centru de celule format din două centrioli. Caracteristicile structurii centrului celular sunt că centriolii care îl compun nu sunt echivalenți: unul dintre ele - matur (maternal) - conține elemente suplimentare: satelitul pericentriolar și anexele acestuia. Centriolul imatur are o zonă specifică numită roata unei roți.

Comportamentul centrosomului în mitoză

Este bine cunoscut faptul că creșterea organismului, precum și reproducerea lui, are loc la nivelul unității elementare a naturii vii, care este celula. Structura celulei, localizarea și funcțiile celulei, precum și organoizii acesteia, sunt examinați prin citologie. În ciuda faptului că oamenii de știință au efectuat o mulțime de cercetări, centrul celulelor este încă slab înțeleasă, deși rolul său în diviziunea celulară a fost clarificat complet. În proza mitozei și în profaza diviziunii reductive a meiozei, centriolii se diferențiază de poli de celulă mama și apoi se formează filamentul fusului de fisiune. Acestea sunt atașate la centromerele constricției primare a cromozomilor. De ce este necesar?

Axul diviziunii celulare anafase

Experimentele G. Boveri, A. Neil și alți cercetători au făcut posibilă stabilirea faptului că structura centrului celular și funcțiile sale sunt interdependente. Prezența a două centrioli, bipolare în raport cu poli de celulă și axul arborelui între ele, asigură o distribuție uniformă a cromozomilor conectați la microtubuli la fiecare dintre poli ai celulei mamei.

Astfel, numărul de cromozomi va fi același în celulele fiice ca rezultat al mitozei sau jumătate (în meioză) decât în celula maternă originală. Este deosebit de interesant faptul că structura centrului celular se modifică și se corelează cu etapele ciclului de viață al celulei.

Analiza chimică a organelurilor

Pentru o mai bună înțelegere a funcțiilor și rolului centrozomei, să studiem ce compuși organici sunt incluși în compoziția sa. Așa cum vă puteți aștepta, proteinele principale sunt. Este suficient să reamintim că structura și funcțiile membranei celulare depind, de asemenea, de prezența moleculelor de peptide în ea. Rețineți că în centrozom, proteinele au o capacitate de contracție. Acestea fac parte din microtubuli și se numesc tubuline. Studiind structura externă și internă a centrului celular, am menționat elementele auxiliare: sateliții pericentriolari și anexele centriolelor. Acestea includ ceară și micțiune.

Există, de asemenea, proteine care reglează metabolismul organoidului. Această kinază și fosfatază sunt peptide speciale responsabile pentru nuclearea microtubulilor, adică pentru formarea unei molecule active de semințe, cu care începe dezvoltarea și sinteza microfilamentelor radiale.

Centrul celular ca organizator al proteinelor fibrilare

În citologie, conceptul de centrozom ca organelle principal responsabil de formarea microtubulilor a fost în cele din urmă fixat. Datorită generalizării cercetării, Fulton poate spune că centrul celulelor oferă acest proces în patru moduri. De exemplu: polimerizarea fibrelor filamentului, formarea procentoriolilor, crearea unui sistem radiant microtubule al celulei interfazice și, în final, sinteza elementelor în ciliul primar. Aceasta este o educație specială, caracteristică centriolei materne. Studiind structura și funcțiile membranei celulare, oamenii de știință o detectează sub microscopul electronic în centrul celulei după diviziunea mitotică a celulei sau la momentul apariției mitozei. În faza G2 a interfazei, precum și în fazele timpurii ale profazei, ciliul dispare. Conform compoziției chimice, ea constă din moleculele lor de tubulină și este o etichetă pe care se poate determina un centriol mamă matur. Deci, cum apare maturarea centrozomului? Luați în considerare toate nuanțele acestui proces.

Etape de formare centriol

Citologii au stabilit că centriolele fiice și mame care formează diplomul nu sunt identice în structură. Astfel, structura matură este mărginită de un strat de substanță pericentriolară, halo mitotică. Maturarea completă a centriolului fiicei durează mai mult de un ciclu de viață celulară. La sfârșitul etapei G1 a celui de-al doilea ciclu celular, noul centriol acționează deja ca organizator al microtubulilor și este capabil să formeze fire de filament, precum și formarea organelor speciale de mișcare. Acestea pot fi cilia și flagella găsite în protozoa unicelulară (de exemplu, euglenae de verde, pantofi infusori) și, de asemenea, în multe alge, de exemplu, chlamydomonades. Flagella, formată din microtubuli ai centrului celular, este prevăzută cu mulți spori în alge, precum și celulele sexuale ale animalelor și ale oamenilor.

Rolul centrozomului în viața celulei

Deci, am fost convins că unul dintre cele mai mici organele celulare (care ocupă mai puțin de 1% din volumul celular) joacă un rol important în reglementarea metabolismului atât al celulelor vegetale cât și al animalelor. Încălcarea formării fusului de fisiune implică formarea celulelor fiice cu defecte genetice. Seturile lor de cromozomi diferă de numărul normal, ceea ce duce la aberații cromozomiale. Ca rezultat - dezvoltarea unor persoane anormale sau moartea lor. În medicină, sa stabilit relația dintre numărul de centrioli și riscul dezvoltării cancerului. De exemplu, dacă celulele pielii normale conțin 2 centrioli, atunci biopsia țesuturilor în caz de cancer de piele arată o creștere a numărului acestora la 4-6. Aceste rezultate servesc ca dovadă a rolului-cheie al centrozomului în controlul diviziunii celulare. Cele mai recente date experimentale indică rolul important al acestei organelle în procesele de transport intracelular. Structura unică a centrului celulei îi permite să regleze atât forma celulei cât și modificarea acesteia. Într-o unitate în mod normal, centrosomul este situat lângă aparatul Golgi, lângă nucleu și împreună cu ele oferă funcții integrative și de semnalizare în implementarea mitozei, meiozei și apoptozei moarte celulară programată. De aceea, citologii moderni consideră centrosomul un organoid important al celulei, responsabil atât pentru divizarea sa, cât și pentru metabolismul în general.