Este dovedit că celulele organismelor eucariote sunt reprezentate de un sistem de membrane care formează organele de compoziție proteină-fosfolipide. Cu toate acestea, există o excepție importantă de la această regulă. Două organite (centrul celular și ribozomul), precum și organelele de mișcare (flagelele și cilii) au o structură nemembranară. Cum sunt ei educați? În această lucrare, vom încerca să găsim răspunsul la această întrebare și, de asemenea, să studiem structura centrului celular al celulei, adesea numit centrozom.
Toate celulele conțin un centru celular
Primul fapt de care sunt interesați oamenii de știință este prezența opțională a acestui organoid. Deci, la ciupercile inferioare - chitridiomicete - și la plantele superioare, este absent. După cum sa dovedit, în alge, în celulele umane și la majoritatea animalelor, prezența unui centru celular este necesară pentru implementarea proceselor de mitoză și meioză. Celulele somatice sunt împărțite în primul mod, iar celulele sexuale sunt împărțite în celăl alt mod. Un participant obligatoriu la ambele procese estecentrozom. Divergența centriolilor săi față de polii celulei care se divide și întinderea filamentelor fusului de fisiune între aceștia asigură o divergență suplimentară a cromozomilor atașați la aceste filamente și la polii celulei mamă.
Studiile microscopice au relevat caracteristici structurale ale centrului celular. Include de la unul la mai multe corpuri dense - centrioli, din care microtubulii ies în ventilație. Să studiem mai detaliat aspectul, precum și structura centrului celular.
Centrozom în celula de interfază
În ciclul de viață al unei celule, centrul celulei poate fi văzut într-o perioadă numită interfază. Doi microcilindri sunt de obicei localizați în apropierea membranei nucleare. Fiecare dintre ele este format din tuburi de proteine, colectate în trei bucăți (tripleți). Nouă astfel de structuri formează suprafața centriolului. Dacă există două dintre ele (ceea ce se întâmplă cel mai des), atunci sunt situate în unghi drept unul față de celăl alt. În timpul perioadei de viață dintre două diviziuni, structura centrului celular din celulă este aproape aceeași la toate eucariotele.
Ultrastructura centrozomului
A devenit posibil să se studieze în detaliu structura centrului celular ca urmare a utilizării unui microscop electronic. Oamenii de știință au descoperit că cilindrii centrozomici au următoarele dimensiuni: lungimea lor este de 0,3-0,5 microni, diametrul lor este de 0,2 microni. Numărul de centrioli se dublează înainte de începerea diviziunii. Acest lucru este necesar pentru ca celulele mamei și fiice, ca urmare a diviziunii, să primeascăcentrul celular, format din doi centrioli. Caracteristicile structurale ale centrului celular constau in faptul ca centriolii care il alcatuiesc nu sunt echivalenti: unul dintre ei, cel matur (matern), contine elemente suplimentare: satelitul pericentriolar si anexele acestuia. Centriolul imatur are un loc specific numit roată de căruță.
Comportarea centrozomului în mitoză
Este bine cunoscut faptul că creșterea unui organism, precum și reproducerea acestuia, au loc la nivelul unității elementare a naturii vii, care este celula. Structura celulei, localizarea și funcțiile celulei, precum și organelele sale, sunt luate în considerare de citologie. În ciuda faptului că oamenii de știință au făcut multe cercetări, centrul celular este încă insuficient studiat, deși rolul său în diviziunea celulară a fost pe deplin elucidat. În profaza mitozei și în profaza diviziunii de reducere a meiozei, centriolii diverg către polii celulei mamă, apoi se formează firul fusului de fisiune. Ele sunt atașate de centromerii constricției primare a cromozomilor. Pentru ce este?
Fusul diviziunii celulare anafazate
Experimentele lui G. Boveri, A. Neil și alți oameni de știință au făcut posibilă stabilirea faptului că structura centrului celular și funcțiile sale sunt interconectate. Prezența a doi centrioli localizați bipolar față de polii celulei și a filamentelor fusiforme între aceștia asigură o distribuție uniformă a cromozomilor conectați la microtubuli la fiecare dintre polii celulei mamă.
Astfel, numărul de cromozomi va fi același în celulele fiice, ca urmare a mitozei, sau la jumătate (în meioză) decât în celula mamă inițială. De un interes deosebit este faptul că structura centrului celular se modifică și este corelată cu etapele ciclului de viață celular.
Analiza chimică a organitelor
Pentru o mai bună înțelegere a funcțiilor și rolului centrozomului, să studiem ce compuși organici sunt incluși în compoziția sa. După cum era de așteptat, proteinele conduc. Este suficient să ne amintim că structura și funcțiile membranei celulare depind și de prezența moleculelor peptidice în ea. Rețineți că proteinele din centrozom au o capacitate contractilă. Ele fac parte din microtubuli și se numesc tubuline. Studiind structura externă și internă a centrului celular, am menționat elemente auxiliare: sateliți pericentriolari și anexe centriol. Acestea includ cenexină și miricitina.
Există și proteine care reglează metabolismul organoidului. Acestea sunt kinaze și fosfatază - peptide speciale responsabile de nuclearea microtubulilor, adică de formarea unei molecule active de semințe, de la care începe creșterea și sinteza microfilamentelor radiale.
Centrul celular ca organizator al proteinelor fibrilare
În citologie, ideea centrozomului ca principal organel responsabil de formarea microtubulilor a luat sfârșit în sfârșit. Datorită studiilor de generalizare ale lui K. Fulton, se poate susține că centrul celularoferă acest proces în patru moduri. De exemplu: polimerizarea filamentelor fusului de fisiune, formarea de centrioli, crearea unui sistem radial de microtubuli în celula de interfază și, în final, sinteza elementelor în cilia primară. Aceasta este o formațiune specială caracteristică centriolului matern. Studiind structura și funcțiile membranei celulare, oamenii de știință o detectează la microscop electronic în centrul celulei după diviziunea celulară mitotică sau în momentul declanșării mitozei. În stadiul G2 al interfazei, precum și în stadiile incipiente ale profazei, ciliul dispare. Conform compoziției sale chimice, este format din molecule de tubulină și este o etichetă prin care poate fi identificat un centriol matern matur. Deci, cum are loc maturarea centrozomului? Luați în considerare toate nuanțele acestui proces.
Etape ale formării centriolului
Citologii au stabilit că centriolii fiicei și materni care formează diplozomul nu au aceeași structură. Deci, structura matură este mărginită de un strat de substanță pericentriolară - un halou mitotic. Maturarea completă a centriolului fiice durează mai mult de un ciclu de viață celular. La sfârșitul etapei G1 a celui de-al doilea ciclu celular, noul centriol acționează deja ca un organizator al microtubulilor și este capabil să formeze filamente fuse de fisiune, precum și să formeze organele speciale de mișcare. Pot fi cili și flageli, întâlniți în protozoare unicelulare (de exemplu, euglena verde, ciliați-pantofi), precum și în multe alge, cum ar fi chlamydomonas. Flagelele formate din cauza microtubulilor din centrul celulei sunt alimentate cu multespori din alge, precum și celule germinale ale animalelor și ale oamenilor.
Rolul centrozomului în viața celulară
Așadar, am văzut că una dintre cele mai mici organele celulare (ocupă mai puțin de 1% din volumul celular) joacă un rol principal în reglarea metabolismului atât a celulelor vegetale, cât și a celor animale. Încălcarea formării fusului de diviziune implică formarea de celule fiice defecte genetic. Seturile lor de cromozomi diferă de numărul normal, ceea ce duce la aberații cromozomiale. Ca urmare, dezvoltarea unor indivizi anormali sau moartea acestora. În medicină a fost stabilit faptul relației dintre numărul de centrioli și riscul de a dezvolta cancer. De exemplu, dacă celulele normale ale pielii conțin 2 centrioli, atunci o biopsie tisulară în caz de cancer de piele relevă o creștere a numărului lor la 4-6. Aceste rezultate oferă dovezi pentru rolul cheie al centrozomului în controlul diviziunii celulare. Datele experimentale recente indică rolul important al acestui organel în procesele de transport intracelular. Structura unică a centrului celular îi permite să regleze atât forma celulei, cât și schimbarea acesteia. Într-o unitate în dezvoltare normală, centrozomul este situat lângă aparatul Golgi, în apropierea nucleului, și împreună cu acestea asigură funcții integrative și de semnalizare în implementarea mitozei, meiozei, precum și a morții celulare programate - apoptoză. De aceea, citologii moderni consideră centrozomul un organel unificator important al celulei, responsabil atât de diviziunea acesteia, cât și de întreg.metabolismul general.
