Центросома это кратко и понятно
Обновлено: 30.06.2024
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.
центросома клеточная органелла без мембран, которая участвует в процессах клеточного деления, подвижности клеток, клеточной полярности, внутриклеточного транспорта, организации сети микротрубочек и в производстве ресничек и жгутиков.
В клетках животных центросомы образованы двумя центриолами, погруженными в перицентриолярный матрикс, богатый различными типами белков. Центриоли отвечают за организацию микротрубочек веретена.
Однако эти структуры не являются необходимыми для процессов деления клеток. Действительно, у большинства растений и других эукариот центросомы лишены центриолей.
Все центросомы имеют родительское происхождение, так как во время оплодотворения центросома яйцеклетки становится неактивной. Следовательно, центросома, которая направляет процессы деления клеток после оплодотворения, поступает только из сперматозоидов. В отличие от митохондрий, например, материнского происхождения.
Установлена довольно тесная связь между изменениями в центросомах и развитием раковых клеток..
- 1 Основные функции центросомы
- 1.1 Вторичные функции
- 2.1 Centriolos
- 2.2 Перицентриолярная матрица
Основные функции центросомы
В разных эукариотических линиях центросомы считаются многофункциональными органеллами, которые выполняют значительное количество клеточных задач.
Центросомы являются частью митотического аппарата. В дополнение к центросомам этот аппарат включает митотический веретено, образованный микротрубочками, которые рождаются в каждой центросоме и соединяют хромосомы с полюсами клеток..
В клеточном делении равная сегрегация хромосом дочерним клеткам существенно зависит от этого процесса.
Когда клетка имеет неравный или ненормальный набор хромосом, организм может быть неосуществимым или могут быть благоприятны опухоли.
Вторичные функции
Центросомы участвуют в поддержании клеточной формы, а также участвуют в движениях мембран, поскольку они напрямую связаны с микротрубочками и другими элементами цитоскелета..
Недавние исследования предложили новую функцию центросом, связанную со стабильностью генома. Это имеет решающее значение для нормального развития клеток и, если оно выходит из строя, может привести к развитию различных патологий.
Может ли клетки животных развиваться или не развиваться правильно в отсутствие центриолей - горячо обсуждаемая тема в литературе.
Некоторые эксперты поддерживают идею о том, что, хотя определенные клетки животных могут размножаться и выживать в отсутствие центриолей, они демонстрируют аберрантное развитие. С другой стороны, есть также доказательства, подтверждающие противоположную позицию.
структура
Центросомы состоят из двух центриолей (пары, также называемых диплосомами), окруженных перицентриолярной матрицей.
центриоли
![]()
Центриоли имеют форму цилиндров и напоминают бочку. У позвоночных они имеют ширину 0,2 мкм и длину от 0,3 до 0,5 мкм..
В свою очередь, эти цилиндрические структуры организованы в девять триплетов микротрубочек в форме кольца. Это посвящение обычно обозначается как 9 + 0.
Число 9 указывает на девять микротрубочек, а ноль указывает на их отсутствие в центральной части. Микротрубочки функционируют как своего рода системы лучей, которые противостоят сжатию цитоскелета.
В центросомах есть три типа микротрубочек, каждый с определенной функцией и распределением:
-Астральные микротрубочки, которые прикрепляют центросому к клеточной мембране с помощью коротких удлинений.
-Микротрубочки кинетохоры (кинетохора представляет собой структуру хромосомы, расположенной в ее центромерах), которые прикрепляются к кинетохоре, связанной с хромосомой с центросомами.
-Наконец, полярные микротрубочки, расположенные в обоих полюсах использования.
Кроме того, центриоли дают начало базальным телам. Оба элемента являются взаимно конвертируемыми. Это структуры, из которых происходят реснички и жгутики, элементы, которые позволяют передвижение в некоторых организмах.
Перицентриолярная матрица
Матричный или перицентриолярный материал представляет собой зону зернистой и довольно плотной цитоплазмы. Он состоит из разнообразного набора белков.
Основными белками этого аморфного матрикса являются тубулин и перицентрин. Оба обладают способностью взаимодействовать с микротрубочками для объединения хромосом.
В частности, именно ɣ-тубулиновые кольца служат зонами нуклеации для развития микротрубочек, которые затем излучаются из центросомы..
Центросомы и клеточный цикл
Размер и состав белков в центросомах существенно различаются на разных стадиях клеточного цикла. Для репликации центросомы делают это из уже существующего.
Интерфазные клетки содержат только одну центросому. Это дублируется только один раз во время клеточного цикла и дает две центросомы.
В фазе G1 цикла две центриоли ориентированы ортогонально (образуя угол 90 градусов), что является их характерным положением.
Когда клетка проходит фазу G1, важную контрольную точку клеточного цикла, ДНК реплицируется и происходит деление клетки. В то же время он инициирует репликацию центросом.
В этот момент две центриоли разделены небольшим расстоянием, и каждая оригинальная центриоль дает новую. По-видимому, эта синхронизация событий происходит под действием ферментов, называемых киназами..
На этапе G2/ M дупликация центросом завершена, и каждая новая центросома состоит из нового центриоля и старого. Этот процесс известен как цикл центросомы.
Эти две центриоли, также известные как "материнская" центриоль и "сынная" центриоль, не полностью идентичны.
Материнские центриоли имеют удлинения или придатки, которые могут служить для закрепления микротрубочек. Эти структуры отсутствуют у детей центриолей.
![]()
Телофаза митоза (электронная микрофотография). Стрелка указывает на центросому. Четко видны две центриоли, расположенные под прямым углом друг к другу: одна перерезана поперек, другая вдоль.
У многих живых организмов (животных и ряда простейших) центросома содержит пару центриолей, цилиндрических структур, расположенных под прямым углом друг к другу. Каждая центриоль образована девятью триплетами микротрубочек, расположенными по кругу, а также ряда структур, образованных центрином, ценексином и тектином.
В интерфазе клеточного цикла центросомы ассоциированы с ядерной мембраной. В профазе митоза ядерная мембрана разрушается, центросома делится, и продукты ее деления (дочерние центросомы) мигрируют к полюсам делящегося ядра. Микротрубочки, растущие из дочерних центросом, крепятся другим концом к так называемым кинетохорам на центромерах хромосом, формируя веретено деления. По завершении деления в каждой из дочерних клеток оказывается только по одной центросоме.
Помимо участия в делении ядра, центросома играет важную роль в формировании жгутиков и ресничек. Центриоли, расположенные в ней, выполняют функцию центров организации для микротрубочек аксонем жгутиков. У организмов, лишенных центриолей (например, у сумчатых и базидиевых грибов, покрытосеменных растений), жгутики не развиваются.
Центросомы впервые заметили на веретенах деления во время митоза соматической клетки. Одновременно это увидели ученые-биологи В. Флеминг и О. Гертвиг и другие. Открытие произошло в 1870-х годах. Биологи обнаружили, что после деления центриоли не исчезают бесследно, а остаются в клетке.
![Клеточный центр - схема]()
Рис. 1. Клеточный центр
Строение
Плавающий в цитоплазме недалеко от ядра клеточный центр построен из двух центриолей или цилиндров (материнской и дочерней), находящихся под прямым углом по отношению друг к другу. Вместе центросомы образуют диплосому.
Центросома представляет собой трубочки длиной 0,1-3 мкм, которые найдены в клетках животных и низших растений. Строение отличает ряд особенностей:
- стенки построены из 9 комплексов микротрубочек;
- каждый комплекс – это триплет, состоящий из 3 микротрубочек;
- триплеты соединены между собой белковыми нитями;
- центриоли образованы белком – тубулином;
- каждая трубочка содержит внутри белковую ось и полость, заполненную однородной массой;
- центриоли окружены бесструктурным веществом – центриолярным матриксом, который участвует в создании микротрубочек.
Различают участок центриолей, находящихся в светлой зоне. Это центросфера, которая строится из фибриллярных белков. В светлой зоне расположены микротрубочки и микрофибриллы, которые соединяют клеточный центр с ядерной оболочкой.
На заметку: В клетках эукариот (ядерных) материнская и дочерняя центриоли расположены перпендикулярно. Для клеток простейших и нематод подобное строение не характерно. У высших растений и грибов центриолей нет.
![Строение центриоли]()
Рис. 2. Центриоль: строение
Функции
Роль клеточного центра в деятельности клетки важна. Это органоид, который
- Образует органы движения простейших (жгутики), за счет которых одноклеточные простейшие перемещаются в водной среде.
- Формирует реснички на поверхности клеток эукариот, чтобы повысить чувствительность к внешним раздражителям (например, рецепция на поверхности кожи).
- Участвует в синтезе микротрубочек, расположенных в цитоплазме или являющихся компонентом опорно-двигательного аппарата.
- Создает нити веретена деления в ходе непрямого, митотического деления клеток. При этом материнская и дочерняя хромосомы удваиваются и расходятся к полюсам клетки. Это дает возможность равномерно распределять генетическую информацию между дочерними клетками.
- Относится к структурам, которые отвечают за создание и распределение микротрубочек в клетке.
![Создание нитей веретена деления в процессе митоза]()
Рис. 3. Создание нитей веретена деления в процессе митоза
На заметку: Нити веретена деления обеспечивают расхождение гаплоидного (одинарного) набора хромосом к полюсам клетки. В аномальных, видоизмененных (раковых) клетках аномальное количество центриолей. Это говорит о том, что количество делений неограниченно. Идет разрастание клеток, претерпевших мутации.
Назначение клеточного центра, это создание микротрубочек, которые прикрепляются к центромерам (перетяжкам хромосом) и способность при сокращении оттягивать к полюсам хроматиды. В дальнейшем хроматиды удваиваются, и новая клетка получает такой же набор хромосом, как материнская. Для клеток человека – это 46 хромосом.
Центросомы – это органеллы, которые служат основным микротрубочек организующие центры для клеток животных.
Эти белки позволяют центросомам начинать и останавливать образование белков микротрубочек. Это позволяет им контролировать образование митотических волокна шпинделя и другие структуры, которые играют важную роль в клеточном развитии.
Центросомы помогают выполнять несколько важных функций, в том числе:
В клетках животных центросомы обрабатываются почти так же, как ДНК.
Каждая дочерняя клетка получает одну центросому от родительской клетки во время деления клетки. Центросома затем копируется во время клеточный цикл, так что ячейка может дать один каждой дочерней ячейке, когда она делится.
Во время клеточного деления, когда хромосомы выстраиваются в линию и затем тянутся к противоположным концам клетки, это – центросомы, которые ответственны.
![]()
В отсутствие центросом некоторые клетки животных могут все еще завершать этот ассортимент ДНК, но процесс менее надежен. Несколько животных вид может нормально развиваться без центросом, но у большинства видов клетки могут начать делиться неправильно или вообще перестать делиться, если центросомы разрушены.
Мутации, которые вредят функции центросом, связаны с частотой возникновения рака у некоторых видов, что согласуется с ошибками в правильной сортировке ДНК. Биологи считают, что некоторые случаи рака вызваны ошибками при копировании и распространении хромосом.
Функция центросом
Они служат для направления движений микротрубочек и других цитоскелетных структур и белков, что в конечном итоге позволяет большие изменения в форме клетка животного Мембраны.
Животные клетки являются уникальными среди типов клеток, потому что они очень гибки, давая животным их мягкие ткани и очень универсальные тела. Но они также обладают способностью иметь структуру и изменять свою форму, что позволяет двигаться и выполнять множество других функций.
Наибольшие изменения в форме мембраны клетки происходят во время митоза, когда вся клетка расщепляется на две части, образуя дочерние клетки.
Митоз также имеет место, когда центросомы играют главную роль в качестве организаторов микротрубочек, которые разделяют сестринские хроматиды, гарантируя, что каждая дочерняя клетка получает полный комплемент ДНК родительских клеток.
Центросомы могут также управлять большими изменениями формы клеточной мембраны при других обстоятельствах, таких как фагоцитоз.
Спор о необходимости
В течение многих лет считалось, что клетки животных не могли бы успешно делиться без центросом, координирующих разделение сестринских хроматид, изменений в цитоскелете и т. Д. Отстаивая эту теорию, наблюдали, что некоторые клетки в лаборатории вообще перестали делиться или делить неправильно, когда их центросомы были уничтожены.
Но в последние годы было обнаружено, что некоторые виды животных могут нормально развиваться, даже если они являются генетическими мутантами, у которых вообще нет центросом. Плодовые мухи и плоские черви относятся к числу тех, которые добиваются успешного деления клеток без центросом.
Требуется больше данных, прежде чем ученые смогут точно сказать, необходимы ли центросомы для деления клеток и что они могут сделать, чтобы у клеток не было других способов достичь. Но в то же время лучше предположить, что они важны, чем не важны!
викторина
Ответ на вопрос № 1
С верно. Центросомы не участвуют в репликации ДНК – хотя они сами копируются, как и ДНК, во время клеточного цикла.
2. Какую из следующих клеток вы ожидаете иметь центросомы?A. Клетки из ромашкиB. Клетки из гриба.C. Клетки из утки.D. Все вышеперечисленное.
Ответ на вопрос № 2
С верно. Только клетки животных используют центросомы. Растительные и грибковые клетки имеют жесткие стенки, которые предотвращают серьезные изменения формы их клеточных мембран, поэтому они используют другую систему для деления клеток.
Ответ на вопрос № 3
D верно. Все вышеперечисленное – это функции, которым может помочь центросома.
Читайте также:
