Клеточный центр строение и функции кратко таблица

Обновлено: 05.07.2024

Растительные и животные клетки, обладая общностью строения, сходны и по химическому составу. Это свидетельствует о материальном единстве и общности происхождения растительного и животного мира. В клетках…

Изучение химического состава клеток показывает, что в живых организмах нет никаких особых химических элементов, свойственных только им: именно в этом проявляется единство химического состава живой и…

Клетки, образующие ткани животных и растений, значительно различаются по форме, размерам и внутреннему строению. Однако все они обнаруживают сходство в главных чертах процессов жизнедеятельности, обмена…

ТАБЛИЦА (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991) Вещество Поступление в клетку Состав Функции Белки У растений синтезируются на рибосомах…

Центросома была открыта и кратко описана только в конце XIX века. Биологи выяснили, что эта небольшая клеточная структура играет главную роль в процессе деления клетки. Изучая рисунок органеллы, можно выявить опасные наследственные заболевания и онкологию на ранних стадиях. По этой причине строение и функции клеточного центра представляют особый интерес не только для научных сотрудников, но и для медиков.

Строение органеллы

Центросома присутствует только в клетках животных и низших растений. До конца XIX века учёные не знали, где находится эта органелла, и какую функцию она выполняет. В биологии этот фрагмент клетки часто называют центросомой.

Размеры и расположение

Изображение центросомы можно разглядеть только при помощи оптического микроскопа. В длину органелла не превышает 0,5 мкм, а в ширину — 0,2. Центросома располагается ближе к геометрическому центру клетки. Благодаря этому органелла и получила такое название. Рядом со структурой располагается ядро и аппарат Гольджи.

На картинке центросома напоминает два цилиндра, которые расположены перпендикулярно друг другу. Эти полые трубочки называются центриолями. Они характеризуются разными пространственными направленностями: материнской и дочерней.

В животной клетке имеется только один клеточный центр. Увеличение количества структур часто свидетельствует об онкологическом заболевании. Большее число центриолей характерно для некоторых простейших.

Структура центриоли

Главные элементы клеточного центра имеют цилиндрическую форму. Стенки центриоли состоят из 27 тончайших микротрубочек, соединённых в 9 триплетов. Каждая структура в составе центриоли обладает своими особенностями. Одни триплеты имеют вид сложного полипептида, другие выглядят как полусферы. При рассмотрении поперечного среза центриоль напоминает цветок с лепестками, направленными в одну сторону.

Каждая центриоль имеет собственную белковую ось, от которой тянутся тонкие нити, соединяющие триплеты. Внутри цилиндра есть полость, заполненная вязкой однородной массой. Два связанных цилиндра клеточного центра называют диплосомой.

Дополнительные компоненты

В состав клеточного центра входят и другие важные элементы. С их помощью осуществляется образование цитоскелета и веретена деления. К дополнительным компонентам органеллы можно отнести:

сателлиты;
микротрубочки;
матрикс.

Сателлиты характерны только для центриоли материнской направленности. Они имеют вид коротких и плотных придатков, прикреплённых к поверхности цилиндра. Их количество постоянно меняется.

Микротрубочки состоят из белка тубулина. На картинках они схематично изображаются в виде тонких нитей. Один конец крепится к центриоли, а другой выходит во внутриклеточное пространство. Матриксом называют белковую субстанцию, обволакивающую клеточный центр. В микроскопе это выглядит более светлым пятном на цитоплазме. Матрикс нужен для формирования белковых элементов.

Основные функции

Главная функция клеточного центра — формирование веретена деления. Это важнейшая структура, которая возникает во время митотического деления клетки. Процесс происходит в несколько этапов:

Самоудвоение центросомы.
Расхождение центриолей к разным полюсам клетки.
Формирование цепи из микротрубочек. Один конец нити прикрепляется к хромосомам.
Равномерное распределение наследственного материала по дочерним клеткам.
Одиночная центриоль делает восстановление второй части.

Кроме того, центросома принимает участие в образовании нескольких важных элементов: микротрубочек, ресничек и жгутиков. Белковые структуры формируют цитоскелет клетки. Жгутики — это мембранные отростки, которые характерны как для растительных, так и для животных клеток. Они необходимы для самостоятельного перемещения специализированных структур в жидкой среде. Реснички выполняют рецепторную функцию. Структура органеллы и функции клеточного центра перечислены в таблице.

Элемент	Строение	Значение
Центриоль	Полый цилиндр, состоящий из 9 триплетов	Образование микротрубочек, равномерное распределение генетического материала между новыми клетками
Сателлиты	Придатки, прикреплённые к центриоли материнской направленности	Сборка веретена деления
Микротрубочки	Белковые нити, расходящиеся по периферии клетки	Формирование веретена деления и расхождение хромосом к разным полюсам
Матрикс	Субстанция без выраженной структуры вокруг центросомы	Сборка микротрубочек

Деление клеток характерно для всех сложных организмов. Но центросома участвует в митозе только в организмах животных и простейших растений. У остальных живых существ эта органелла отвечает за формирование внутриклеточных структур.

Немембранная органелла, состоящая из двух цилиндрических структур, называется клеточным центром или центросомой. Строение и функции клеточного центра связаны с делением клетки.

Строение

Органелла была обнаружена в 1875 году немецким биологом Вальтером Флеммингом. Центросома чаще всего располагается рядом с ядром или комплексом Гольджи. Размер органеллы не превышает 0,5 мкм в длину и 0,2 мкм в диаметре. Клеточный центр присутствует только в животной клетке. В клетках растений, грибов, некоторых простейших центросома не наблюдается.

Рис. 1. Строение центриолей.

Клеточный центр состоит из двух центриолей, расположенных друг к другу под прямым углом. Каждая центриоль – белковая структура, образованная девятью триплетами микротрубочек. Триплет означает три трубочки в ряд, т.е. всего в центриоли 27 микротрубочек. Триплеты соединены белковыми нитями по кругу, образуя цилиндр. В центре цилиндра располагается белковый стержень, к которому прикреплены все триплеты. На поперечном сечении центриоль напоминает цветок, лепестки которого направлены в одну сторону.

Рис. 2. Центросома с микротрубочками.

Компоненты

Особенности строения

Функции

– белковый стержень (ось)

Производят микротрубочки с помощью белков, т.е. являются ЦОМТ – центром организации микротрубочек. В S-фазе интерфазы удваиваются путём самосборки, расходятся к полюсам клетки и выстраивают веретено деления

Сателлиты – придатки материнской центриоли

– Ножки, соединённые с центриолью;

– головка или фокус схождения микротрубочек (ФСМТ)

Производят микротрубочки, собирают и разбирают веретено деления

Белок тубулин. Имеют минус-концы, связанные с центриолью и плюс-концы, расходящиеся к периферии клетки

Прикрепляются с двух сторон (от каждой пары центриолей) во время митоза к центромерам хромосом, формируя веретено деления. Удерживая части хромосом, микротрубочки начинают разбираться от центриолей, тем самым оттягивая хромосомы к полюсам и способствуя делению клетки

Матрикс или центросомное гало

Окружает центросому. В микроскопе выглядит как более светлое пятно цитоплазмы, окружающее клеточный центр. Принимает участие в сборке микротрубочек. Вместе с сателлитами и отходящими от них микротрубочками образуется центросферу, окружающую центриоли

Рис. 3. Формирование веретена деления.

Конструкция, которую образуют две центриоли, называется диплосомой. В ней различают материнскую и дочернюю центриоли. Только материнская центриоль производит микротрубочки. Дочерняя располагается перпендикулярно к материнской.

Функции

Помимо образования веретена деления и участия в митозе органоид выполняет другие функции:

формирует цитоскелет, состоящий из микротрубочек, пронизывающих цитоплазму;
участвует в образовании жгутиков и ресничек, формируя остевую нить – аксонему;

Цитоскелет необходим для движения цитоплазмы, что способствует метаболизму. В некоторых организмах центриоли присутствуют только в клетках, несущих жгутики или реснички.

Несмотря на способность к самоудвоению, центросома не имеет ДНК. Однако в составе присутствует РНК, но её назначение в клеточном центре остаётся неясным.

Что мы узнали?

Узнали кратко о строении и функциях клеточного центра в клетке. Это важная органелла животной клетки, которая производит микротрубочки, выстраивает веретено деления и цитоскелет, участвует в образовании подвижных органелл – жгутиков и ресничек. Центросома состоит из двух белковых структур – центриолей. От материнской центриоли отходят сателлиты, которые выстраивают микротрубочки. Две центриоли образуют диплосому, окружённую матриксом.

Клеточный центр (или центросома) — не мембранная органелла, которая находится в центре клетки, рядом с ядром. Отсюда и пошло название органоида. Присутствует только у низших растений и животных; высшие растения, грибы и некоторые простейшие лишены его.

Открытие в науке

Описание центросом на полюсах веретена деления, которые находятся в клетках во время митоза, сделали почти одновременно ученые-биологи Флеминг В. и Гертвиг О. Открытие сделано в 70-х годах XIX ст.

Ученые еще тогда установили, что после завершения митоза, центросомы не исчезают, а остаются в интерфазном периоде. Подробное строение удалось определить после появления электронной микроскопии в середине XX ст.

Функции и строение

Клеточный центр — органоид, видимый в оптический микроскоп в клетках животных и низших растений. Он находится обычно около ядра или в геометрическом центре клетки и состоит из двух палочковидных телец центриолей, размером около 0,3-1 мкм.

Под электронным микроскопом установлено, что центриоль представляет собой цилиндр, стенки которого построены девятью триплетами очень тонких трубочек. Каждый триплет включает 2 неполных набора — 11 протофибрил и 1 полный — 13 протофибрил.

Все центриоли имеют белковую ось, от которой к триплетам направляются тонкие нити из белка. Центриоли находятся в окружении бесструктурного вещества — центриолярного матрикса. Здесь происходит формирование микротрубочек, благодаря белку гамма-тубулину.

В клеточный центр входят две центриоли: дочерняя и материнская, которые взаимно перпендикулярны друг к другу и вместе формируют диплосому. Материнская центриоль в составе имеет дополнительные структурные элементы — сатиллиты, их количество постоянно меняется, и располагаются они на всем протяжении центриоли.

Строение клеточного центра

В середине цилиндра находится полость, заполненная однородной массой. Пара центриолей, окружена более светлой зоной, называется центросферой.

Центросфера состоит из фибриллярных белков (основной — коллаген). Здесь располагаются микротрубочки, много микрофибрилл и скелетных фибрилл, которые обеспечивают фиксацию клеточного центра возле ядерной оболочки. Только в эукариотических клетках центриоли находятся под прямым углом относительно друг друга. Простейшим, нематодам не характерно такое строение.

Цитологическая характеристика
Структурные элементы	Строение	Функции
Центриолярный матрикс	Немембранное образование, состоящее из белка гамма-тубулина	Принимает участие в создании микротрубочек
Центросома	Представлена парой сформированных центриолей, в составе которых имеется девять триплетов микротрубочек. Построены из белка коллагена и располагаются перпендикулярно относительно друг друга.	Отвечает за образование веретена деления, формирует цитоскелет

Механизм распределения генетической информации

Перед митозом клеточный центр удваивается, при этом материнские центриоли рассоединяются и расходятся к противоположным полюсам.

Так в клетке появляется два клеточных центра. От них по направлению к центру, к хроматидам, идет сборка микротрубочек. Микротрубочки крепятся к центромерам пар хроматид и обеспечивают их равномерное распределение по дочерним клеткам.

Во время расхождения идет разборка микротрубочек с минус-конца, который расположен в центросоме. Микротрубочка укорачивается и, таким образом, тянет хромосому к определенному полюсу клетки. Каждая новообразованная клетка получает диплоидный набор хромосом и по одной центросоме.

Значение

Клеточный центр — главная структура, отвечающая за создание и управление микротрубочками клетки.

Выполняет такие функции:

Формирование органоидов движения простейших организмов (жгутики), которые дают возможность перемещаться в водной среде.
Образует реснички на поверхности эукариотических клеток, которые необходимы для восприятия внешних раздражителей (кожная рецепция).
Формирует нити веретена деления во время непрямого, митотического деления клетки. Обеспечивает равное распределение генетической информации между дочерними клетками.
Принимает участие в формировании микротрубочек, которые уходят или в цитоплазму, или становятся компонентом опорно-сократительного аппарата.
Увеличение количества центросом характерно для опухолевых клеток.

Клеточный центр играет важную роль в процессе перемещения хромосом при митозе. С ним связана способность некоторых клеток к активному движению. Это доказывается тем, что в основании жгутиков или ресничек подвижных клеток (простейшие, сперматозооны) находятся образования такой же структуры, как и клеточный центр.

Читайте также: