Centrosom: Definition, struktur og funktion (med diagram)

Også under interfase er alle en cells grundlæggende komponenter replikeres, inklusive centrosomet og dets par centrioler. Oprindeligt forbliver de to centrosomer, eller par centrioler, i tæt fysisk nærhed. Når mitose er helt i gang, vandrer de to centrioler mod modsatte ender af cellen, som forbereder sig på at opdeles i to datterceller.

Centrosom vs. Centromere: Hverken "centrosom" eller "centriole" skal forveksles med centromere
, som er det fysiske kryds mellem søsterkromatiderne i et kromosom, der forbereder at opdele som en del af mitose.)

Mikrotubulier har som nævnt en række forskellige funktioner i celler, men deres hovedformål i celledeling er at tjene som spindelfibrene, der hjælper med at kontrollere og udføre adskillelsen af cellulære komponenter under opdelingsprocessen.
Centrosomet som en del af cytoskelettet |

Ud over at deltage i mitose spiller centrosomet en vital strukturel rolle i cellen ved at generere mikrotubulier, der danner cytoskelettet. , hvilket er, hvad der giver celler deres form og integritet.

Selvom det måske er fristende at forestille sig celler som skrøbelige, gelatinøse kloder, der er lidt mere end runde beholdere, er hver celle ekstremt dynamisk, inklusive dens membran, der omhyggeligt styrer hvad su bstanser passerer måske ikke ind i og uden for cellen.

Læs mere om hovedfunktionen af mikrotubulusceller.

Deres formål ligner det, som dit eget krops skelet har, hvilket giver resten af dig din generelle fysiske form og fungerer som et slags sortiment, der indeholder dine andre vigtige fysiske komponenter - dine organer, muskler og væv.

Cytoskelet Arrangement og sammensætning: Mikrotubulerne, der danner cytoskelettet, er gevindet over cytoplasmaen i celleens indre, og danner en række seler mellem cellens grænse og dens kerne tæt på midten. Disse tubulier består igen af monomere enheder lavet af et protein kaldet tubulin.

Dette tubulin, ligesom mange proteiner i naturen, kommer i en række forskellige undertyper; de mest almindelige findes i mikrotubuli er:

Kun i nærvær af et centrosom dannes disse monomerer spontant sig selv i mikrotubuli, på meget samme måde, måske da æg, sukker og chokolade kun danner sig til cookies i nærværelse af et menneskebemandet køkken.

Derudover deltager proteiner kaldet dyneiner og kinesiner i mitose; disse hjælper med at orientere enderne af mikrotubulerne til deres rigtige placeringer langs eller i nærheden af de snart-opdelte kromosomer, som stiller op langs metafasepladen.

Centrosomers betydning: Det vides endnu ikke, præcist duplikationen af centrosomer under interfase forekommer. Det er også bemærkelsesværdigt, at selvom centrosomer og centrioler forekommer i de fleste planteceller, kan mitose forekomme i planter i fravær af disse strukturer. I nogle dyreceller kan mitose faktisk fungere, selv når centriolerne er blevet ødelagt målrettet, men dette resulterer generelt i et usædvanligt stort antal replikationsfejl.

Det antages derfor, at centrosomer hjælper med at give en grad af kontrol over hele processen, og biokemikere bestræber sig på at belyse mekanismerne hertil, fordi de sandsynligvis er vigtige i tilblivelsen og udviklingen af kræftformer og andre lidelser, der er afhængige af celle replikation og opdeling. • •• Dana Chen |

 Scencing af centrosomets rolle i celdivision

Celdeling er en vigtig komponent i cellebiologien. Centrosomer spiller en vigtig rolle i denne proces.

Husk, at de to centrioler i et enkelt centrosom er orienteret vinkelret på hinanden, hvilket betyder, at mikrotubulerne i disse centrioler bliver opstillet i en af to gensidigt lodrette retninger. Husk også, at de to centrosomer i en endnu-ikke-helt-opdelende celle ligger i modsatte ender af interfase-cellen.

En implikation af denne geometri er, at når spindelfibre af mitose begynder at dannes, de strækker sig fra hver side
( eller "pol
") af cellen mod dens centrum, hvor celledeling i sidste ende er mest tydelig, og de strækker sig også eller "fan" udad Gå i en række retninger fra hver centrosom selv.

Prøv at holde dine lukkede næve holdt lidt fra hinanden, og åbn derefter langsomt dem, mens du strækker dine nyligt synlige fingre mod hinanden; dette giver et generelt billede af, hvad der udspiller sig ved centrosomerne, når mitosen forløber.

Mitose i sig selv inkluderer fire faser (undertiden opført som fem). I rækkefølge er disse:

1. Prophase
   
2. Metafase
   
3. Anafase
   
4. Telofase
   
   

   Nogle kilder inkluderer også prometafase mellem profase og metafase. Efterhånden som mitose kommer i gang, bevæger mikrotubulerne, der vokser fra den begynnende mitotiske spindel ved hver pol mod midten af cellen, hvor de replikerede kromosomer arrangeret parvis ligger langs den såkaldte metafaseplade
   (en usynlig linje, langs hvilken spaltningen af kernen forekommer).
   

   Disse spidsfibers ender spænder op på et af tre steder: på kinetokoren i hvert kromosompar, som er strukturen, hvorpå kromosomer faktisk adskiller sig; på kromosomernes arme; og i selve cytoplasmaet godt på den anden side af cellen, tættere på det modsatte centrosom end disse fibers oprindelsessted.
   

   Spindelfibre i drift: Området for ankerpunkter i spindelenderne fibre attesterer elegansen og kompleksiteten i den mitotiske proces. Det er en slags "trækkraft", men en, der skal være ekstremt godt koordineret, så division "løber gennem" nøjagtigt midten af hvert kromosompar for at sikre, at hver dattercelle modtager nøjagtigt et kromosom fra hvert par.
   
   

   Spindelfibrene udfører derfor nogle "skubning" såvel som en hel del "trækning" for at sikre, at celledeling ikke kun er kraftig, men nøjagtig. Mikrotubulerne deltager alene i opdelingen af kernen, men deltager også i opdelingen af hele cellen (dvs. cytokinesis) og genindkapslingen af hver nye dattercelle i sin egen cellemembran.
   

   En måde at forestille sig alt dette på: celler har ikke muskler, men mikrotubulerne er omtrent lige så tæt som cellekomponenterne kommer.
   Centriole-replikation -

   Som nævnt replikerer cellernes centrosomer under interfasen, det forholdsvis lang del af cellecyklussen mellem mitotiske opdelinger. Replikeringen af centrioler i centrosomer er ikke helt konservativ, hvilket betyder, at de to dannede dattercentrioler ikke er helt identiske, som det ville forekomme i en konservativ proces. I stedet for er centriole-replikation semikonservativ
   .
   

   Mens den nøjagtige mekanisme for centrosomreplikation under S-fasen (syntesefase) af celleinterfase stadig er klar til at forstå, har videnskabsmænd indset, at når en centriole deler sig, en af de resulterende centrioler bevarer egenskaberne ved "mor"
   og kan generere operationelle mikrotubuli.
   

   Denne centriole har "stamcelle-lignende" egenskaber, mens den anden, den "Datter" bliver fuldstændigt differentieret. Hver opdelende celle har et moder-datter-centriolepar ved hver pol, så hver nye dattercelle indeholder, som du måske kunne forvente, en moder-centriole og en datter-centriole i hvert par. I løbet af den næste fase, der snart følger, vil denne centriole opdele for igen at skabe to moder centriole-datter centriolepar.
   

   Centrioler i differentierede strukturer: De subtile forskelle i funktion mellem de retvinklede centrioler i hvert par bliver tydelige, når for eksempel bliver modercentriolen fastgjort til det indre af cellens plasmamembran for at danne en struktur kaldet en basallegeme
   . Denne krop er normalt en del af en cilium eller en hårlignende multi-mikrotubulusudvidelse, der ikke er bevægelig; det vil sige, det bevæger sig ikke.
   

   Nogle cilia (flertallet af "cilium") danner flagella (ental "flagellum"), der bevæger sig, og ofte fremkalder hele celler sammen, mens de i andre tilfælde tjener som miniatyrkost af en slags, der klart affald fra flagellumets region.
   

   Mens biologer har meget at lære om den nøjagtige dynamik af centrosomer, giver kræft et vindue til, hvad der går galt med centrosomer i tilfælde af unormal celledeling. Forskere har f.eks. Observeret, at kræftceller ofte indeholder usædvanlige antal centrosomer i stedet for den forventede en eller to, og at visse anticancermedicinske stoffer (for eksempel Taxol og vincristine) udøver deres virkninger ved at forstyrre mikrotubulesamlingen.
   Rolle i dannelse af cilia -

   Et flagellum er et sortiment af mikrotubuli, der muliggør bevægelse, som i tilfælde af en sædcelle. Et flagellum stammer fra et enkelt basallegeme på den indre overflade af plasmamembranen. Således indeholder en sædcelle et enkelt centriolepar.
   

   Fordi en sædcelle's endelige skæbne er at smelte sammen med en ægcelle, og en ægcelle mangler en basallegeme, er det sædcellen, der sikrer, at en nyligt dannet zygote (produktet af æg-sædforbindelse og det første trin i genereringen af en ny organisme i reproduktion) vil være i stand til at dele sig, da centriolen indeholder instruktioner og komponenter, der er nødvendige til opdelingsprocessen.
   

   Nogle organismer har cilia på visse celler. Dette inkluderer nogle af cellerne i din egen luftvej. Epitelet (overfladeceller; din hud er en slags epitel), der linjer dine lunger danner et antal forbundne basallegemer, hvilket er, hvad en cilium faktisk er. De rørformede udvidelser af disse cilierede celler fungerer til at bevæge sig langs slim og partikler og beskytter derfor det indre af lungerne.