De structuur van het cellencentrum. Kenmerken van de structuur van het midden van de cel

Er werd aangetoond dat cellen van eukaryotische organismenworden weergegeven door een systeem van membranen die organoïden van de proteïne-fosfolipidesamenstelling vormen. Er is echter een belangrijke uitzondering op deze regel. Twee organellen (celcentrum en ribosoom), evenals organellen van beweging (flagella en cilia) hebben een niet-membraanstructuur. Wat zijn ze opgeleid? In dit artikel zullen we proberen het antwoord op deze vraag te vinden, en we zullen ook de structuur van het cellulaire centrum van de cel bestuderen, ook wel het centrosoom genoemd.

Bevatten alle cellen een celcentrum

Het eerste feit dat geïnteresseerde wetenschappers zijnoptionele aanwezigheid van deze organoïde. Zo is het in de lagere schimmels - chitridiomycetes - en in hogere planten afwezig. Zoals later bleek, in algen, in menselijke cellen en in de meeste dieren, is de aanwezigheid van een celcentrum noodzakelijk voor de realisatie van processen van mitose en meiose. De eerste manier om somatische cellen te delen, en anderen - seks. Een centrosome is een verplichte deelnemer in beide processen. De divergentie van zijn centriolen aan de polen van de delende cel en de spanning tussen de spiraaldraden van de filamentspindels zorgt ook voor een verdere divergentie van de chromosomen die aan deze filamenten en de polen van de moedercel zijn bevestigd.

Microscopisch onderzoek onthulde kenmerkenstructuur van het midden van de cel. Het bevat één tot meerdere dichte bloedlichaampjes - centriolen, waaruit de microtubuli divergeren. We zullen het uiterlijk en de structuur van het celcentrum gedetailleerder bestuderen.

Centrosome in een interfase cel

In de levenscyclus van cellen kan het celcentrum zijnZie in een periode genaamd interfase. Dichtbij het kernmembraan bevinden zich meestal twee microcilinders. Elk van hen bestaat uit eiwitbuizen, verzameld in drie stukken (tripletten). Negen van dergelijke structuren vormen het oppervlak van een centriol. Als er twee zijn (wat meestal gebeurt), staan ​​ze haaks op elkaar. In de periode van leven tussen twee afdelingen is de structuur van het celcentrum in de cel bijna hetzelfde voor alle eukaryoten.

Ultrastructuur van het centrosome

Om de structuur van het celcentrum te bestuderenmogelijk als gevolg van het gebruik van een elektronenmicroscoop. Wetenschappers hebben vastgesteld dat cilinders van centrosomen de volgende afmetingen hebben: hun lengte is 0,3 - 0,5 micron, de diameter is 0,2 micron. Het aantal centriolen voordat de divisie begint, verdubbelt noodzakelijkerwijs. Dit is noodzakelijk zodat de moeder- en dochtercellen zelf, als resultaat van de deling, een celcentrum ontvangen dat bestaat uit twee centriolen. Kenmerken van de structuur van het midden van de cel zijn dat de centriolen waaruit het bestaat niet gelijkwaardig zijn: een ervan - volwassen (moederlijk) - bevat aanvullende elementen: de pericentriolaire satelliet en de aanhangsels ervan. De onrijpe centriole heeft een specifiek gebied dat het wiel van een wiel wordt genoemd.

Het gedrag van het centrosoom bij mitose

Het is bekend dat de groei van het lichaam, evenals zijnreproductie vindt plaats op het niveau van een elementaire eenheid van levende natuur, die een cel is. De structuur van de cel, de lokalisatie en functies van de cel, evenals de organoïden ervan, worden onderzocht door cytologie. Ondanks het feit dat de wetenschappers behoorlijk wat onderzoek hebben verricht, wordt het celcentrum nog steeds niet volledig begrepen, hoewel de rol ervan bij celdeling volledig is opgehelderd. In de profase van mitose en in de profase van de reductieve verdeling van meiose, divergeren de centriolen naar de polen van de moederlijke cel, en dan wordt de gloeidraad van de splijtingsas gevormd. Ze zijn gehecht aan de centromeren van de primaire vernauwing van chromosomen. Waarom is het nodig?

Spindel van anafase celdeling

Experimenten G. Boveri, A. Neil en andere wetenschappers hebben het mogelijk gemaakt om vast te stellen dat de structuur van het celcentrum en zijn functies met elkaar samenhangen. De aanwezigheid van twee centriolen, bipolair ten opzichte van de polen van de cel, en de spilas daartussen, zorgt voor een uniforme verdeling van chromosomen verbonden met microtubuli met elk van de polen van de moedercel.

Zo zal het aantal chromosomen zijnhetzelfde in de dochtercellen als gevolg van mitose of half zo veel (in meiose) dan in de oorspronkelijke moedercel. Bijzonder interessant is het feit dat de structuur van het celcentrum verandert en gecorreleerd is met de stadia van de levenscyclus van de cel.

Chemische analyse van organellen

Om de functies en de rol van het centrosome beter te begrijpenwe zullen bestuderen welke organische verbindingen zijn opgenomen in de samenstelling ervan. Zoals je zou verwachten, zijn eiwitten de leidende. Het volstaat eraan te herinneren dat de structuur en functies van het celmembraan ook afhankelijk zijn van de aanwezigheid van peptidemoleculen erin. Merk op dat proteïnen in het centrosoom een ​​samentrekkend vermogen hebben. Ze maken deel uit van microtubules en worden tubulines genoemd. Terwijl we de externe en interne structuur van het celcentrum bestudeerden, noemden we hulpelementen: pericentriolaire satellieten en aanhangsels van centriolen. Ze omvatten vesicine en mycithine.

Er zijn ook eiwitten die het metabolisme regulerenorganel. Dit kinase en fosfatase zijn speciale peptiden die verantwoordelijk zijn voor de nucleatie van microtubuli, dat wil zeggen voor de vorming van een actief zaadmolecuul, waarmee groei en synthese van radiale microfilamenten begint.

Cellulair centrum als een organisator van fibrillaire eiwitten

In de cytologie was eindelijk opgelostweergave van het centrosoom als de belangrijkste organel die verantwoordelijk is voor de vorming van microtubuli. Dankzij de generalisatie van onderzoek kan Fulton beweren dat het celcentrum dit proces op vier manieren biedt. Bijvoorbeeld: polymerisatie van filament spindelvezels, de vorming van percentoryles, de creatie van een radiaal microtubule systeem van de interfase cel en, tenslotte, de synthese van elementen in de primaire cilium. Dit is een speciale opleiding, karakteristiek voor de maternale centriol. Door de structuur en functies van het celmembraan te bestuderen, detecteren wetenschappers het onder een elektronenmicroscoop in het midden van de cel na mitotische verdeling van de cel of op het moment van het begin van mitose. In de G2-fase van de interfase, evenals in de vroege stadia van de profase, verdwijnt de cilium. Volgens de chemische samenstelling bestaat het uit hun tubuline moleculen en is het een label waarop het mogelijk is om een ​​volwassen moeder centriol te identificeren. Dus hoe komt de rijping van het centrosoom tot stand? Overweeg alle nuances van dit proces.

Stadia van centriolevorming

Cytologen hebben vastgesteld dat de dochter en de moedercentriolen, die een diplosoom vormen, zijn niet identiek in hun structuur. Dus, de volwassen structuur wordt begrensd door een laag pericentriolaire substantie, de mitotische halo. De volledige rijping van de dochter centriole duurt langer dan de levenscyclus van één cel. Aan het einde van stadium G1 van de tweede celcyclus, functioneert het nieuwe centriol al als de organisator van microtubuli en is het in staat filamentspildraden te vormen, evenals de vorming van speciale organellen van beweging. Het kunnen trilhaartjes en flagella zijn die worden aangetroffen in eencellige protozoa (bijv. Euglenae van groen, infusoria-schoen), maar ook in veel algen, bijvoorbeeld chlamydomonades. De flagellen gevormd door de microtubuli van het midden van de cel zijn uitgerust met vele sporen in algen, evenals geslachtscellen van dieren en mensen.

De rol van het centrosoom in het leven van de cel

Dus we waren ervan overtuigd dat dit een van de meesten waskleine celorganellen (duurt minder dan 1% van de cellen) speelt een hoofdrol in de metabolische regulatie van de plantaardige en dierlijke cellen. Verstoringen van de spil houdt de vorming van dochtercellen zijn genetisch defect. Hun sets van chromosomen verschillen van het normale aantal, wat leidt tot chromosomale aberraties. Dientengevolge - de ontwikkeling van abnormale individuen of hun dood. In de geneeskunde, vastgesteld dat de verhouding van het aantal centrioles risico op het ontwikkelen van kanker. Bijvoorbeeld, wanneer de normale huidcellen bevatten twee centriolen, de biopsie weefsel op huidkanker onthult een verhoging van hun aantal tot 4,6. Deze resultaten dienen als bewijs van de sleutelrol van het centrosoom bij het beheersen van celdeling. De nieuwste experimentele gegevens wijzen op de belangrijke rol van dit organel in de processen van intracellulair transport. De unieke structuur van het celcentrum maakt het mogelijk om zowel de vorm van de cel als de verandering ervan te regelen. Normaal ontwikkelende centrosome eenheden dicht bij het Golgi-apparaat, in de buurt van de kern, en daarmee zorgt voor een integratieve en signalering functies bij de uitvoering van mitose, meiose en geprogrammeerde celdood - apuptoza. Dat is de reden waarom de moderne cytologisch beschouwd als een belangrijke verbindende centrosome organel cellen, is verantwoordelijk voor zowel de divisie, en de hele stofwisseling in het algemeen.