Bebizonyosodott, hogy az eukarióta szervezetek sejtjeit membránrendszer képviseli, amely fehérje-foszfolipid összetételű organellumokat alkot. Van azonban egy fontos kivétel e szabály alól. Két organellum (sejtközpont és riboszóma), valamint mozgásszervek (flagella és csillók) nem membrán szerkezetűek. Hogyan nevelnek? Ebben a munkában erre a kérdésre igyekszünk választ találni, és tanulmányozzuk a sejt sejtközéppontjának, gyakran centroszómának nevezett szerkezetét is.
Minden cella tartalmaz cellaközpontot
Az első tény, amely a tudósokat érdekli, ennek az organoidnak az opcionális jelenléte. Tehát az alacsonyabb gombákban - chytridiomycetes - és a magasabb növényekben hiányzik. Mint kiderült, az algákban, az emberi sejtekben és a legtöbb állatban a sejtközpont jelenléte szükséges a mitózis és a meiózis folyamatainak megvalósításához. Az első módon a szomatikus sejtek, a másik módon a nemi sejtek osztódnak. Mindkét folyamatban kötelező résztvevő azcentroszóma. Centrioljainak az osztódó sejt pólusaihoz való divergenciája és a közöttük lévő hasadási orsószálak megnyúlása biztosítja az ezekhez a filamentekhez és az anyasejt pólusaihoz kapcsolódó kromoszómák további divergenciáját.
Mikroszkópos vizsgálatok a sejtközpont szerkezeti jellemzőit tárták fel. Egytől több sűrű testet tartalmaz - centriolokat, amelyekből mikrotubulusok szellőznek ki. Tanulmányozzuk részletesebben a sejtközpont megjelenését és szerkezetét.
Centroszóma az interfázisú cellában
Egy sejt életciklusában a sejtközpont az interfázisnak nevezett időszakban látható. Általában két mikrohenger található a magmembrán közelében. Mindegyik fehérjecsövekből áll, amelyeket három darabra (hármasra) gyűjtünk össze. Kilenc ilyen szerkezet alkotja a centriol felületét. Ha kettő van belőlük (ami leggyakrabban előfordul), akkor egymáshoz képest derékszögben helyezkednek el. A két osztódás közötti életszakaszban a sejtben lévő sejtközpont szerkezete szinte minden eukarióta esetében azonos.
A centroszóma ultrastruktúrája
Lehetővé vált a sejtközpont szerkezetének részletes tanulmányozása elektronmikroszkóp használatával. A tudósok azt találták, hogy a centroszóma hengerek méretei a következők: hosszuk 0,3-0,5 mikron, átmérőjük 0,2 mikron. A centriolák száma megduplázódik az osztódás megkezdése előtt. Erre azért van szükség, hogy az osztódás eredményeként maguk az anya- és leánysejtek kapjanaksejtközpont, amely két centriolból áll. A sejtközpont szerkezeti sajátosságai abban rejlenek, hogy az azt alkotó centriolák nem egyenértékűek: az egyik, az érett (anyai) további elemeket tartalmaz: a pericentrioláris műholdat és függelékeit. Az éretlen centriolának van egy speciális helye, amelyet szekérkeréknek neveznek.
A centroszóma viselkedése mitózisban
Köztudott, hogy egy szervezet növekedése, valamint szaporodása az élő természet elemi egységének, a sejtnek a szintjén megy végbe. A sejt szerkezetét, lokalizációját és funkcióit, valamint sejtszervecskéit a citológia veszi figyelembe. Annak ellenére, hogy a tudósok sok kutatást végeztek, a sejtközpontot még mindig nem vizsgálták kellőképpen, bár a sejtosztódásban betöltött szerepe teljesen tisztázott. A mitózis profázisában és a meiózis redukciós osztódásának profázisában a centriolák az anyasejt pólusai felé eltérnek, majd kialakul a hasadó orsószál. A kromoszómák elsődleges szűkületének centromerjeihez kapcsolódnak. Mire való?
Az anafázisos sejtosztódás orsója
G. Boveri, A. Neil és más tudósok kísérletei lehetővé tették annak megállapítását, hogy a sejtközpont szerkezete és funkciói összefüggenek egymással. A sejt pólusaihoz képest bipolárisan elhelyezkedő két centriol és a köztük lévő orsószálak jelenléte biztosítja a mikrotubulusokhoz kapcsolódó kromoszómák egyenletes eloszlását az anyasejt pólusaihoz képest.
Így a kromoszómák száma a leánysejtekben a mitózis következtében ugyanannyi lesz, vagy fele annyi (meiózisban), mint az eredeti anyasejtben. Különösen érdekes az a tény, hogy a sejtközpont szerkezete megváltozik, és korrelál a sejt életciklusának szakaszaival.
Az organellum kémiai elemzése
A centroszóma funkcióinak és szerepének jobb megértése érdekében vizsgáljuk meg, milyen szerves vegyületeket tartalmaz az összetétele. Ahogy az várható is, a fehérjék vezetnek. Elég csak felidézni, hogy a sejtmembrán szerkezete és funkciói a peptidmolekulák jelenlététől is függenek. Vegye figyelembe, hogy a centroszómában lévő fehérjék kontraktilis képességgel rendelkeznek. A mikrotubulusok részét képezik, és tubulinoknak nevezik. A sejtközpont külső és belső felépítését vizsgálva segédelemeket említettünk: pericentrioláris műholdakat és centrioles függelékeket. Ide tartozik a cenexin és a myricitin.
Vannak olyan fehérjék is, amelyek szabályozzák az organoid anyagcseréjét. Ezek a kináz és a foszfatáz - speciális peptidek, amelyek a mikrotubulusok magképződéséért, azaz egy aktív magmolekula kialakulásáért felelősek, amelyekből a radiális mikrofilamentumok növekedése és szintézise kezdődik.
Sejtközpont, mint a fibrilláris fehérjék szervezője
A citológiában végre érvényesült az az elképzelés, hogy a centroszóma a mikrotubulusok kialakulásáért felelős fő organellum. K. Fulton általánosító vizsgálatainak köszönhetően kijelenthető, hogy a sejtközpontnégyféleképpen biztosítja ezt a folyamatot. Például: hasadási orsószálak polimerizációja, centriolák kialakítása, radiális mikrotubulusrendszer létrehozása az interfázisos sejtben, végül elemek szintézise a primer csillóban. Ez az anyai centriolára jellemző speciális képződmény. A sejtmembrán szerkezetének és funkcióinak tanulmányozásával a tudósok elektronmikroszkóp alatt észlelik azt a sejtközpontban, mitotikus sejtosztódás után vagy a mitózis kezdetekor. Az interfázis G2 szakaszában, valamint a profázis korai szakaszában a csilló eltűnik. Kémiai összetétele szerint tubulin molekulákból áll, és egy olyan címke, amely alapján az érett anyai centriol azonosítható. Tehát hogyan történik a centroszóma érése? Fontolja meg ennek a folyamatnak az összes árnyalatát.
A centriolák kialakulásának szakaszai
Citológusok megállapították, hogy a diploszómát alkotó lány- és anyai centriolák szerkezete nem azonos. Tehát az érett szerkezetet pericentrioláris anyag - mitotikus halo - réteg határolja. A leánycentriol teljes érése tovább tart, mint egy sejt életciklusa. A második sejtciklus G1 szakaszának végén az új centriól már mikrotubulusok szervezőjeként működik, és képes hasadási orsószálak kialakítására, valamint speciális mozgásszervecskék kialakítására. Lehetnek csillók és flagellák, amelyek megtalálhatók az egysejtű protozoákban (például zöld euglena, csillós cipők), valamint számos algában, mint például a chlamydomonas. A sejtközpont mikrotubulusai miatt képződött flagellák sokakkal vannak ellátvaspórák algákban, valamint állatok és emberek csírasejtjeiben.
A centroszóma szerepe a sejtéletben
Tehát láttuk, hogy az egyik legkisebb sejtszervecske (a sejttérfogat kevesebb mint 1%-át foglalja el) vezető szerepet játszik a növényi és állati sejtek anyagcseréjének szabályozásában. Az osztódási orsó kialakulásának megsértése genetikailag hibás leánysejtek képződését vonja maga után. Kromoszómakészleteik eltérnek a normál számtól, ami kromoszóma-rendellenességekhez vezet. Ennek eredményeként kóros egyedek kialakulása vagy halála. Az orvostudományban a centriolák száma és a rák kialakulásának kockázata közötti összefüggés tényét megállapították. Például, ha a normál bőrsejtek 2 centriolát tartalmaznak, akkor bőrrák esetén a szövetbiopszia a számuk 4-6-ra történő növekedését mutatja. Ezek az eredmények bizonyítékot szolgáltatnak a centroszóma kulcsszerepére a sejtosztódás szabályozásában. A legújabb kísérleti adatok rámutatnak ennek az organellumnak az intracelluláris transzport folyamatokban betöltött fontos szerepére. A sejtközpont egyedi szerkezete lehetővé teszi a sejt alakjának és változásának szabályozását egyaránt. Normálisan fejlődő egységben a centroszóma a Golgi-apparátus mellett, a sejtmag közelében helyezkedik el, és velük együtt integratív és jelző funkciókat lát el a mitózis, a meiózis, valamint a programozott sejthalál - apoptózis megvalósításában. Ezért tartják a modern citológusok a centroszómát a sejt fontos egyesítő organellumának, amely felelős mind az osztódásért, mind az egész sejtért.általános anyagcsere.
