Објави:
Функције и карактеристике Центриолос-а
Тхе центриолес су цилиндричне ћелијске структуре састављене од кластера микротубула. Формирају их протеин тубулин, који се налази у већини еукариотских ћелија.
Повезани пар центриола, окружен безобличном масом густог материјала званог перицентриолар материјал (ПЦМ), чини структуру звану центросом.
Функција центриола је усмјеравање скупљања микротубула, судјеловање у станичној организацији (положај нуклеуса и просторног распореда ћелије), формирање и функција флагела и цилија (цилиогенеза) и диобе станица (митоза и мејоза).
Центриоле се налазе у ћелијским структурама познатим као центросоми животињских ћелија и не постоје у биљним ћелијама.
Дефекти у структури или броју центриола у свакој ћелији могу имати значајне последице за физиологију организма, изазивајући промене у одговору на стрес током упале, мушке неплодности, неуродегенеративних болести и формирања тумора, између осталих..
Центриоле је цилиндрична структура. Пар повезаних центриола, окружен безобличном масом густог материјала (назван "перицентриолар материјал", или ПЦМ), формира композитну структуру звану "центросом".
Они су сматрани неважнима све до прије неколико година, када је закључено да су они главне органеле у провођењу станичне диобе и дуплицирања (митоза) у еукариотским ћелијама (углавном код људи и других животиња)..
Ћелија
Последњи заједнички предак живота на Земљи био је једна ћелија, а последњи заједнички предак свих еукариота био је ћелија за косу са центриолима.
Сваки организам је састављен од групе ћелија које су у интеракцији. Организми садрже органе, органе чине ткива, ткива су сачињена од ћелија, а станице се састоје од молекула.
Све ћелије користе исте молекуларне "грађевне блокове", сличне методе за чување, одржавање и изражавање генетских информација, и сличне процесе енергетског метаболизма, молекуларног транспорта, сигнализације, развоја и структуре..
Микротубуле
У раним данима електронске микроскопије, биолози у ћелијама су уочили дуге тубуле у цитоплазми које су назвали микротубуле..
Уочени су морфолошки слични микротубули који формирају влакна митотског вретена, као компоненте аксона неурона, и као структурни елементи у цилијарама и флагелама.
Пажљивим испитивањем појединачних микротубула указано је да су све оне формиране од стране 13 лонгитудиналних јединица (сада названих протофиламенти) које чине главни протеин (који се састоји од подјединице α-тубулина и једног од блиско сродног β-тубулина) и неколико протеина повезаних са микротубуле (МАП).
Поред њихових функција у остатку ћелија, микротубуле су битне за раст, морфологију, миграцију и поларитет неурона, као и за развој, одржавање и преживљавање ефикасног нервног система..
Важност деликатне интеракције између компоненти цитоскелета (микротубула, актинских филамената, средњих филамената и септина) огледа се у неколико људских неуродегенеративних поремећаја повезаних са абнормалном динамиком микротубула, укључујући Паркинсонову болест и Алцхајмерову болест..
Цилиос и флагелла
Цилиа и флагелла су органеле који се налазе на површини већине еукариотских ћелија. Они се углавном састоје од микротубула и мембране.
Мотилитет спермија је последица покретних цитоскелетних елемената присутних у репу, названих аксонеми. Структура аксонема састоји се од 9 група од по 2 микротубуле, молекуларних мотора (динеинс) и њихових регулаторних структура..
Центриоле играју централну улогу у цилиогенези и прогресији ћелијског циклуса. Сазревање центриола доводи до промене функције, која води од поделе ћелије до формирања цилијума..
Дефекти у структури или функцији аксонеме или цилија узрокују вишеструке поремећаје код људи који се називају цилиопатије. Ове болести утичу на различита ткива, укључујући очи, бубреге, мозак, плућа и покретљивост сперме (што често доводи до мушке неплодности).
Центриоле
Девет тројки микротубула распоређених око обима (формирајући кратки шупљи цилиндар), су "грађевни блокови" и главна структура центриола.
Дуги низ година структура и функција центриола су игнорисане, иако је 1880-их година центросом био визуелизован свјетлосном микроскопијом.
Тхеодор Бовери објавио је рад 1888. године, описујући поријекло центросома од сперме након оплодње. У својој краткој комуникацији из 1887. године, Бовери је написао:
Центросом представља динамички центар ћелије; Његова подела ствара центре формираних ћелија кћери, око којих су све остале ћелијске компоненте организоване симетрично ... Центрозом је прави орган за раздвајање ћелије, посредује нуклеарну и ћелијску поделу "(Сцхеер, 2014: 1) . [Ауторски превод].
Убрзо након средине двадесетог века, са развојем електронске микроскопије, понашање центриола је проучавано и објашњено од стране Паула Сцхафера..
Нажалост, овај рад је игнорисан због великог интересовања истраживача који су почели да се фокусирају на Ватсон и Крицкове налазе на ДНК..
Тхе центросоме
Пар центриола, који се налазе у близини језгра и окомити један на други, су "центросом". Један од центриола је познат као "отац" (или мајка). Други је познат као "син" (или кћер, нешто је краћи, а база је причвршћена за базу мајке).
Проксимални крајеви (у вези два центриола) су уроњени у "облак" протеина (можда до 300 или више), познат као центар за микротубуле (МТОЦ), јер обезбеђује протеин потребан за изградњу микротубула.
МТОЦ је такође познат као "перицентриолар материјал" и има негативан набој. Насупрот томе, дистални крајеви (далеко од везе два центриола) су позитивно наелектрисани.
Пар центриола, заједно са околним МТОЦ, познати су као "центросом".
Умножавање центросома
Када се центриоли почну дуплицирати, отац и син се незнатно раздвајају и онда сваки центриол почиње да формира нови центриол у основи: отац са новим сином, и син са новим сином ("унуче").
Док се јавља дупликација центриола, ДНК језгра се такође дуплира и раздваја. То јест, тренутно истраживање показује да је дуплицирање центриола и одвајање ДНК на неки начин повезано.
Умножавање и дељење ћелија (митоза)
Митотички процес се често описује у смислу почетне фазе, познате као "сучеље", након чега слиједе четири фазе развоја.
Центриоле се дуплирају и раздвајају у два пара (један од ових парова почиње да се креће према супротној страни језгра) и ДНК се дели..
Након дуплицирања центриола, микротубуле центриола се прошире и поравнају дуж главне оси језгра, формирајући "митотичко вретено".
У првој од четири фазе развоја (Фаза И или "Профаза"), кромосоми се кондензују и приближавају, а нуклеарна мембрана почиње слабити и растапати. Истовремено се формира митотско вретено са паровима центриола који се сада налазе на крајевима вретена.
У другој фази (фаза ИИ или "метафаза"), ланци хромозома су поравнати са оси митотског вретена.
У трећој фази (Фаза ИИИ или "Анафаза"), хромозомски ланци се деле и крећу према супротним крајевима митотског вретена, који је сада издужен.
Коначно, у четвртој фази (Фаза ИВ или "Телофаза"), нове нуклеарне мембране се формирају око одвојених хромозома, митотско вретено се раствара и раздвајање ћелија почиње да се завршава са половином цитоплазме која иде са сваким новим нуклеусом..
На сваком крају митотског вретена, парови центриола врше значајан утицај (очигледно у вези са силама које делују електромагнетска поља генерисана негативним и позитивним набојем њихових проксималних и дисталних крајева) током целог процеса ћелијске деобе..
Центрозом и имуни одговор
Изложеност стресу утиче на функцију, квалитет и трајање живота организма. Стрес створен, на примјер, инфекцијом, може довести до упале инфицираних ткива, активирајући имуни одговор у тијелу. Овај одговор штити погођени организам, елиминишући патоген.
Многи аспекти функционалности имуног система су добро познати. Међутим, молекуларни, структурни и физиолошки догађаји у којима је центросом укључен остају енигма.
Недавне студије су откриле неочекиване динамичке промене у структури, локацији и функцији центросома у различитим стањима везаним за стрес. На пример, након имитације стања инфекције, нађено је повећање производње ПЦМ и микротубула у интерфазним ћелијама..
Центросоми у имунолошкој синапси
Центросом игра веома важну улогу у структури и функцији имунолошке синапсе (СИ). Ова структура се формира специјализованим интеракцијама између Т ћелија и ћелије која представља антиген (АПЦ). Ова интеракција ћелија-ћелија иницира миграцију центросома у СИ и његово накнадно повезивање са плазма мембраном.
Повезивање центросома у СИ је слично оном који је примећен током цилиогенезе. Међутим, у овом случају, он не иницира скупљање цилија, већ учествује у организацији СИ и лучењу цитотоксичних везикула за лизирање циљних ћелија, што представља кључни орган у активацији Т ћелија..
Центросом и топлотни стрес
Центросом је мета "молекуларних цхаперона" (скуп протеина чија је функција да помогну склапање, монтажу и транспорт ћелија других протеина) који пружају заштиту од излагања топлотном шоку и стресу.
Стресни фактори који утичу на центрозом укључују оштећење ДНК и топлоте (као што је то случај код ћелија фебрилних пацијената). Оштећење ДНК иницира путеве поправљања ДНК, што може утицати на функцију центросома и састав протеина.
Напон изазван топлотом изазива модификацију структуре центриола, поремећај центросома и потпуну инактивацију његове способности да формира микротубуле, мењајући формирање митотског вретена и спречавајући митозу.
Поремећај функције центросома током грознице може бити адаптивна реакција за инактивирање полова вретена и спречавање абнормалне деобе ДНК током митозе, посебно с обзиром на потенцијалну дисфункцију вишеструких протеина након денатурације изазване топлотом..
Такође, може обезбедити ћелији додатно време да обнови свој базен функционалних протеина пре поновног почетка дељења ћелија.
Још једна последица инактивације центросома током грознице је њена неспособност да се пресели у СИ да организује и учествује у секрецији цитотоксичних везикула..
Ненормалан развој центриола
Развој центриола је веома сложен процес и, иако укључује низ регулаторних протеина, могу се појавити различити типови кварова..
Ако постоји неравнотежа у проценту протеина, центриола детета може бити неисправна, њена геометрија може бити изобличена, оси пара могу одступати од окомитости, може се развити више центриола за дете, центриола детета може да достигне пуну дужину пре време, или раздвајање вршњака може бити одложено.
Када постоји погрешна или погрешна дупликација центриола (са геометријским дефектима и / или вишеструким дуплицирањем), репликација ДНК се мења, јавља се хромозомска нестабилност (ЦИН).
Исто тако, дефекти центросома (на пример, увећани или повећани центросоми) доводе до ЦИН-а и промовишу развој вишеструких центриола деце..
Ове развојне грешке узрокују оштећење станица које могу довести до малигности.
Абнормални центриолос и малигне ћелије
Захваљујући интервенцији регулаторних протеина, када се открију аномалије у развоју центриола и / или центросома, ћелије могу спровести самокорекцију аномалија.
Међутим, неуспех да се исправи аномалија, абнормални центриоли или вишеструка деца ("прекобројне центриоле") може довести до стварања тумора ("туморогенеза") или смрти ћелије.
Прекомерне центриоле имају тенденцију да се споје, доводећи до центросомског кластера ("центросомско појачање", карактеристичног за ћелије рака), мењајући поларност ћелија и нормалан развој митозе, што резултира појавом тумора.
Ћелије са прекобројним центриолима карактерише вишак перикентриоларног материјала, прекид цилиндричне структуре или превелика дужина центриола и центриола који нису окомити или слабо постављени..
Предложено је да кластери центриола или центросома у ћелијама рака могу да послуже као "биомаркер" у употреби терапеутских и сликовних агенаса, као што су суперпарамагнетне наночестице..
Референце
- Бориси, Г., Хеалд, Р., Ховард, Ј., Јанке, Ц., Мусаццхио, А., & Ногалес, Е. (2016). Микротубуле: 50 година након открића тубулина. Натуре Ревиевс Молекуларна ћелијска биологија, 17 (5), 322-328.
- Буцхвалтер, Р.А., Цхен, Ј.В., Зхенг, И., & Меграв, Т.Л. Центросоме у ћелијској подели, развоју и болести. еЛС.
- Гамбаротто, Д., & Басто, Р. (2016). Последице нумеричких дефеката центросома у развоју и обољењу. Ин Тхе Мицротубуле Цитоскелетон (стр. 117-149). Спрингер Виенна.
- Хустон, Р. Л. (2016). Преглед центриоле активности и незаконите активности, током ћелијске дивизије. Напредак у биознаности и биотехнологији, 7 (03), 169.
- Инаба, К., & Мизуно, К. (2016). Дисфункција сперме и цилиопатија. Репродуктивна медицина и биологија, 15 (2), 77-94.
- Кеелинг, Ј., Тсиокас, Л., & Маскеи, Д. (2016). Ћелијски механизми контроле дужине цилијара. Ћелије, 5 (1), 6.
- Лодисх, Х., Берк, А., Каисер, Ц.А., Криегер, М., Бретсцхер, А., Плоегх, Х., Амон, А., Мартин, К.Ц. (2016). Молецулар Целл Биологи. Нев Иорк: В. Х. Фрееман анд Цомпани.
- Матаморос, А.Ј., & Баас, П.В. (2016). Микротубуле у здрављу и дегенеративним болестима нервног система. Браин Ресеарцх Буллетин, 126, 217-225.
- Пеллегрини, Л., Ветзел, А., Гранно, С., Хеатон, Г., & Харвеи, К. (2016). Повратак на тубуле: динамика микротубула у Паркинсоновој болести. Целлулар анд Молецулар Лифе Сциенцес, 1-26.
- Сцхеер, У. (2014). Историјски корени истраживања центросома: откриће Боверијевих микроскопских препарата у Вурзбургу. Пхил. Транс. Соц. Б, 369 (1650), 20130469.
- Северсон, А. Ф., вон Дассов, Г., & Боверман, Б. (2016). Поглавље Пето оиотски склоп и функција мејтичког вретена. Актуелне теме у развојној биологији, 116, 65-98.
- Солеи, Ј. Т. (2016). Компаративни преглед комплекса сперматозоида код сисара и птица: Варијације на тему. Наука о репродукцији животиња, 169, 14-23.
- Вертии, А., & Доксеи, С. (2016). Центросом: Пхоеник органеле имунског одговора. Сингле Целл Биологи, 2016.
- Вертии, А., Хехнли, Х., & Доксеи, С. (2016). Центросоме, мултиталентна ренесансна органеле. Перспективе Цолд Спринг Харбоур у биологији, 8 (12), а025049.
- Активација Т лимфоцита Оригинални рад америчке савезне владе - јавни домен. Превео БКмУБ2012110.
- Алејандро Порто - Изведен из фајла: Ауфбау еинер Тиерисцхен Зелле.јпг из Петр94. Основни приказ животињске еукариотске ћелије.
- Келвинсонг - Центросоме Цицле (едиторс версион) .свг. Превео на шпански језик Алејандро Порто.
- Келвинсонг - Овн ворк. Дијаграм центросома, без жутог оквира.
- Келвинсонг, Центриоле-ен, ЦЦ БИ 3.0.
- НИАИД / НИХ - НИАИД Флицкр'с пхотостреам. Микрограф људског Т лимфоцита (који се такође назива Т-ћелија) имуног система здравог донора.
- Силвиа Маркуез и Андреа Лассалле, Тубулина, ЦЦ БИ 3.0
- Симплифиед сперматозоон диаграм.свг: Мариана Руиз - продукциа: Мигуелфериг.