Что такое клеточный центр и его значение для деления клеток

Что такое клеточный центрВ клеточной биологии клеточный центр называется центросомой. Она представляет собой органелл, который служит главным центром организации микротрубочек в клетках животных, а также регулятором прогрессирования клеточного цикла.

Клеточный центр был открыта Эдуардом Ван Бенеденом в 1883 году, а позже описан и назван в 1888 году Теодором Бовери.

Оглавление:

Грибы и растения не имеют клеточных центров и поэтому используют другие структуры для организации своих микротрубочек. Хотя центросома играет ключевую роль в эффективном митозе в клетках животных, это не существенно для некоторых видов мух и плоских червей.

Это интересно: какие имеют последствия хромосомные мутации у человека?

Что такое клеточный центр, строение и функции

Центросомы состоят из двух ортогонально расположенных центриолей, окружённых аморфной массой белка, называемой перицентриолярным материалом, который содержит белки, ответственные за зарождение и закрепление микротрубочек. В общем, каждый центриол основан на девяти триплетных микротрубочках, собранных в структуре колёс, и содержит:

  • центрин;
  • ценексин;
  • тектин.

Во многих клеточных типах центросома заменяется ресничкой во время клеточной дифференцировки. Однако, как только клетка начинает делиться, ресничка снова заменяется центросомой.

Это интересно: органические вещества клетки, что входит в ее состав?

Функции

Развитие клеточного цикла

Функции клеточного центраКлеточные центры связаны с мембраной ядра во время стадии профазы клеточного цикла. В митозе ядерная мембрана разрушается, и микротрубочки, зародышевые центросомы, могут взаимодействовать с хромосомами для создания митотического веретена.

Центросома копируется только один раз на клеточный цикл, так что каждая дочерняя клетка наследует одну центросому, содержащую две структуры, называемые центриолями. Центросома реплицируется во время S – фазы клеточного цикла. Во время профазы в процессе деления клеток, называемого митозом, клеточные центры мигрируют в противоположные полюса клетки. Затем митотический шпиндель образуется между двумя центросомами. После деления каждая дочерняя клетка получает одну центросому.

Аберрантные числа центросом в клетке связаны с раком. Их удвоение аналогично репликации ДНК в двух отношениях: полуконсервативная природа процесса и действие в качестве регулятора процесса. Но процессы существенно отличаются тем, что удвоение не происходит путём чтения и сборки шаблонов. Мать — центриоль просто помогает в накоплении материалов, необходимых для сборки дочери — центриоли.

Однако центриоли не требуются для развития митоза. Когда центриоли облучаются лазером, митоз протекает нормально с морфологически нормальным шпинделем. Более того, развитие фруктовой мухи дрозофила протекает нормально, даже когда центриоли отсутствуют из-за мутации в гене, требуемом для их дублирования. В отсутствие центриолей микротрубочки шпинделя фокусируются двигателями, допускающими образование биполярного шпинделя.

Какую функцию выполняет клеточный центрМногие клетки могут полностью пройти интерфазу без центриолей. В отличие от центриолей, центросомы необходимы для выживания организма. Клетки без них не имеют радиальных массивов астральных микротрубочек.

Предполагается, что функция центросомы в этом контексте обеспечивает правильность деления клеток, поскольку она значительно повышает эффективность. Некоторые клеточные типы останавливаются в следующем клеточном цикле при отсутствии клеточного центра.

Когда яйцо нематоды оплодотворяется, сперма доставляет пару центриолей. Эти центриоли образуют центросомы, которые будут направлять первое клеточное деление зиготы, и это определит его полярность. Пока неясно, является ли их роль главной в определении полярности зависимой или независимой от микротрубочек.

Нужно знать: Сколько хромосом у человека

Изменения в сердечно сосудистых системах

Теодор Бовери, в 1914 году, описал центросомальные аберрации в раковых клетках. Это первоначальное наблюдение было впоследствии распространено на многие типы опухолей человека. Изменения в сердечно-сосудистой системе из-за рака можно разделить на две подгруппы, структурные или числовые аберрации, но оба они могут быть одновременно обнаружены в опухоли.

Структурные аберрации

Обычно они появляются из-за неконтролируемой экспрессии компонентов центросомы или из-за посттрансляционных модификаций (таких как фосфорилирования), которые не подходят для этих компонентов. Эти модификации могут приводить к изменениям размера. Кроме того, поскольку центросомальные белки имеют тенденцию образовывать агрегаты, часто центры, связанные с центросомой, наблюдаются в эктопических местах.

Увеличенные центры, похожи на центросомальные структуры, наблюдаемые в опухолях. Более того, эти структуры могут индуцироваться в клетках культуры специфических центросомальных белков. Эти структуры могут выглядеть очень похожими, однако, подробные исследования показывают, что они могут представлять очень разные свойства в зависимости от их протеинового состава. Например, их способность включать тубулин может быть очень изменчивой, и поэтому их способность к зарождению микротрубочек, таким образом, влияет по-разному на форму, полярность и подвижность вовлечённых опухолевых клеток.

Числовые аберрации

Центриоли клеточного центраНаличие неадекватного числа центросом очень часто связано с появлением нестабильности генома и потерей дифференциации тканей. Однако метод подсчёта числа центров (каждый с 2 ​​центриолями) часто не очень точен, потому что его часто оценивают с помощью флуоресцентной микроскопии, оптическое разрешение которой недостаточно велико, чтобы увидеть центриоли, находящиеся близко друг к другу.

Тем не менее ясно, что наличие избытка является обычным явлением в опухолях человека. Было замечено, что потеря опухолевого супрессора р53 вызывает избыточные центросомы, а также дерегулирование других белков, вовлечённых в образование рака у людей.

Избыток может быть вызван очень разными механизмами:

  • специфическая редупликация центросомы;
  • отказ цитокинеза при делении клеток (генерация увеличения числа хромосом);
  • слияние клеток (например, из-за инфекции конкретными вирусами);
  • дезово- генерация центросом.

На данный момент недостаточно информации, чтобы знать, насколько часты эти механизмы, но, возможно, что увеличение числа центросом, из-за отказа при делении клеток может быть более частым, чем оценено, поскольку многие «первичные» дефекты в одной клетке:

  • дерегулирование клеточного цикла;
  • дефектный обмен ДНК или хроматином;
  • отказ в контрольном пункте шпинделя.

Приведёт к провалу деления клеток, увеличению плоидности и увеличению числа клеточных центров в качестве «вторичного» эффекта.

Эволюция

Из чего состоит клеточный центрЭволюционная история центросомы и центриоли прослеживается для некоторых сигнатурных генов, например, центральных. Центрины участвуют в сигнализации кальция и необходимы для дублирования центриолей. Существуют два основных подсемейства центринов, оба из которых присутствуют в раннем ветвящемся эукариоте. Таким образом, центрины присутствовали в общем предке эукариот. Напротив, у них нет узнаваемых гомологов в археи и бактериях, следовательно, они являются частью «генов эукариотической подписи».

Несмотря на исследования эволюции центринов и центриолей, не было опубликовано исследований эволюции перицентриолярного материала.

Очевидно, что некоторые части сильно расходятся в модельных видах некоторых мух. Очевидно, они потеряли одно из центральных подсемейств, которые обычно связаны с дублированием центриолей. Мутанты, у которых отсутствуют центросомы, могут даже развиться в морфологически нормальных взрослых мух.

Отзывы и комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Adblock detector