Det er bevist at cellene til eukaryote organismer er representert av et system av membraner som danner organeller med protein-fosfolipidsammensetning. Det er imidlertid et viktig unntak fra denne regelen. To organeller (cellesenter og ribosom), samt bevegelsesorganeller (flagella og flimmerhår) har en ikke-membranstruktur. Hvordan er de utdannet? I dette arbeidet skal vi prøve å finne svaret på dette spørsmålet, og også studere strukturen til cellesenteret i cellen, ofte k alt sentrosomet.
Inneholder alle celler et cellesenter
Det første faktum som forskere er interessert i, er den valgfrie tilstedeværelsen av denne organoiden. Så i lavere sopp - chytridiomycetes - og i høyere planter er det fraværende. Som det viste seg, i alger, i menneskeceller og i de fleste dyr, er tilstedeværelsen av et cellesenter nødvendig for implementering av prosessene med mitose og meiose. Somatiske celler deles på den første måten, og kjønnsceller deles på den andre måten. En obligatorisk deltaker i begge prosessene ersentrosom. Divergensen av sentriolene til polene til den delende cellen og strekkingen av fisjonsspindelfilamentene mellom dem sikrer ytterligere divergens av kromosomene festet til disse filamentene og til polene til modercellen.
Mikroskopiske studier avslørte strukturelle trekk ved cellesenteret. Den inkluderer fra en til flere tette kropper - sentrioler, hvorfra mikrotubuli vifter ut. La oss studere mer detaljert utseendet, samt strukturen til cellesenteret.
Sentrosom i interfasecelle
I livssyklusen til en celle kan cellesenteret sees i en periode som kalles interfase. To mikrosylindere er vanligvis plassert nær kjernemembranen. Hver av dem består av proteinrør, samlet i tre stykker (tripletter). Ni slike strukturer danner overflaten av sentriolen. Hvis det er to av dem (noe som skjer oftest), så er de plassert i rette vinkler på hverandre. I løpet av livet mellom to delinger er strukturen til cellesenteret i cellen nesten lik i alle eukaryoter.
Ultrastrukturen til sentrosomet
Det ble mulig å studere strukturen til cellesenteret i detalj som følge av bruk av et elektronmikroskop. Forskere har funnet ut at sentrosomsylindre har følgende dimensjoner: lengden er 0,3-0,5 mikron, diameteren er 0,2 mikron. Antall sentrioler dobles før deling begynner. Dette er nødvendig slik at mor- og dattercellene selv, som et resultat av deling, mottarcellesenter, bestående av to sentrioler. De strukturelle trekkene til cellesenteret ligger i det faktum at sentriolene som utgjør det ikke er ekvivalente: en av dem, den modne (mors) inneholder tilleggselementer: den perisentriolære satellitten og dens vedheng. Den umodne sentriolen har et spesifikt sted som kalles et vognhjul.
Atferden til sentrosomet i mitose
Det er velkjent at veksten av en organisme, så vel som dens reproduksjon, skjer på nivået til den elementære enheten av levende natur, som er cellen. Cellens struktur, lokalisering og funksjoner til cellen, så vel som dens organeller, vurderes av cytologi. Til tross for at forskere har forsket mye, er cellesenteret fortsatt utilstrekkelig studert, selv om dets rolle i celledeling er fullt ut belyst. I mitoseprofasen og i profasen om reduksjonsdeling av meiose divergerer sentriolene mot polene til modercellen, og deretter dannes fisjonsspindeltråden. De er festet til sentromerene til den primære innsnevringen av kromosomer. Hva er det for?
Spindel av anafasecelledeling
Eksperimentene til G. Boveri, A. Neil og andre forskere gjorde det mulig å fastslå at strukturen til cellesenteret og dets funksjoner henger sammen. Tilstedeværelsen av to sentrioler plassert bipolært i forhold til cellens poler, og spindelfilamenter mellom dem, sikrer en jevn fordeling av kromosomer koblet til mikrotubuli til hver av polene i modercellen.
Dermed vil antallet kromosomer være det samme i datterceller som følge av mitose, eller halvparten så mye (i meiose) som i den opprinnelige modercellen. Av spesiell interesse er det faktum at strukturen til cellesenteret endres og er korrelert med stadiene i cellelivssyklusen.
Kjemisk analyse av organellen
For en bedre forståelse av funksjonene og rollen til sentrosomet, la oss studere hvilke organiske forbindelser som er inkludert i sammensetningen. Som man kan forvente, er proteiner ledende. Det er nok å huske at strukturen og funksjonene til cellemembranen også avhenger av tilstedeværelsen av peptidmolekyler i den. Merk at proteiner i sentrosomet har en kontraktil evne. De er en del av mikrotubuli og kalles tubuliner. Ved å studere den ytre og indre strukturen til cellesenteret, nevnte vi hjelpeelementer: perisentriolære satellitter og sentriolvedheng. De inkluderer cenexin og myricitin.
Det finnes også proteiner som regulerer stoffskiftet i organoidet. Dette er kinase og fosfatase - spesielle peptider som er ansvarlige for kjernedannelse av mikrotubuli, det vil si for dannelsen av et aktivt frømolekyl, hvorfra veksten og syntesen av radielle mikrofilamenter starter.
Cellesenter som arrangør av fibrillære proteiner
I cytologi har ideen om sentrosomet som hovedorganellen som er ansvarlig for dannelsen av mikrotubuli endelig tatt tak. Takket være de generaliserende studiene til K. Fulton, kan det hevdes at cellesenteretgir denne prosessen på fire måter. For eksempel: polymerisering av fisjonsspindelfilamenter, dannelse av sentrioler, dannelse av et radi alt system av mikrotubuli i interfasecellen, og til slutt syntese av elementer i det primære cilium. Dette er en spesiell formasjonskarakteristisk for mors sentriol. Ved å studere strukturen og funksjonene til cellemembranen, oppdager forskerne den under et elektronmikroskop i cellesenteret etter mitotisk celledeling eller på tidspunktet for utbruddet av mitose. I G2-stadiet av interfase, så vel som i de tidlige stadiene av profase, forsvinner cilium. I henhold til dens kjemiske sammensetning består den av tubulinmolekyler og er en etikett som en moden maternal sentriol kan identifiseres med. Så hvordan oppstår sentrosommodning? Vurder alle nyansene i denne prosessen.
stadier av sentrioldannelse
Cytologer har slått fast at datter- og morsentriolene som danner diplosomet ikke har samme struktur. Så den modne strukturen er avgrenset av et lag med perisentriolært stoff - en mitotisk halo. Full modning av dattersentriolen tar lengre tid enn én celles livssyklus. På slutten av G1-stadiet av den andre cellesyklusen fungerer den nye sentriolen allerede som en organisator av mikrotubuli og er i stand til å danne fisjonsspindelfilamenter, så vel som dannelsen av spesielle bevegelsesorganeller. De kan være flimmerhår og flageller, som finnes i encellede protozoer (for eksempel grønne euglena, ciliates-sko), så vel som i mange alger, som chlamydomonas. Flagella dannet på grunn av mikrotubuli i cellesenteret leveres med mangesporer i alger, samt kjønnsceller fra dyr og mennesker.
Sentrosomets rolle i cellelivet
Så, vi har sett at en av de minste celleorganellene (opptar mindre enn 1 % av cellevolumet) spiller en ledende rolle i å regulere metabolismen til både plante- og dyreceller. Brudd på dannelsen av delingsspindelen innebærer dannelse av genetisk defekte datterceller. Deres sett med kromosomer skiller seg fra det normale antallet, noe som fører til kromosomavvik. Som et resultat av utviklingen av unormale individer eller deres død. I medisin er forholdet mellom antall sentrioler og risikoen for å utvikle kreft blitt fastslått. For eksempel, hvis normale hudceller inneholder 2 sentrioler, avslører en vevsbiopsi i tilfelle hudkreft en økning i antallet til 4-6. Disse resultatene gir bevis for nøkkelrollen til sentrosomet i kontrollen av celledeling. Nyere eksperimentelle data peker på den viktige rollen til denne organellen i prosessene for intracellulær transport. Den unike strukturen til cellesenteret gjør at den kan regulere både formen på cellen og dens endring. I en norm alt utviklende enhet er sentrosomet plassert ved siden av Golgi-apparatet, nær kjernen, og gir sammen med dem integrerende og signalerende funksjoner i implementeringen av mitose, meiose, samt programmert celledød - apoptose. Det er derfor moderne cytologer anser sentrosomet som en viktig samlende organell i cellen, ansvarlig både for dens deling og for hele cellen.generell metabolisme.
