Η δομή του κελί κέντρο. Χαρακτηριστικά της δομής του κελί κέντρο

Αποδείχθηκε ότι τα κύτταρα των ευκαρυωτικών οργανισμώναντιπροσωπεύονται από ένα σύστημα μεμβρανών που σχηματίζουν οργανοειδή της συνθέσεως πρωτεΐνης-φωσφολιπιδίου. Ωστόσο, υπάρχει μια σημαντική εξαίρεση σε αυτόν τον κανόνα. Δύο οργανίδια (κέντρο κυττάρων και ριβόσωμα), καθώς και οργανίδια κίνησης (μαστίγια και κρόσια) έχουν δομή χωρίς μεμβράνη. Τι είναι το μορφωμένο; Σε αυτή την εργασία θα προσπαθήσουμε να βρούμε την απάντηση σε αυτή την ερώτηση, και επίσης θα μελετήσουμε τη δομή του κυτταρικού κέντρου του κυττάρου, συχνά αποκαλούμενου κεντροσωμίου.

Όλα τα κελιά περιέχουν ένα κέντρο κελιών

Το πρώτο γεγονός ότι ενδιαφέρονται επιστήμονες είναιπροαιρετική παρουσία αυτού του οργανοειδούς. Έτσι, οι κατώτεροι μύκητες - Chytridiomycota - και σε ανώτερα φυτά δεν είναι. Όπως αποδεικνύεται, φύκια, σε ανθρώπινα κύτταρα και στα περισσότερα ζώα η παρουσία του κέντρου κυττάρου είναι απαραίτητη για επιτέλεση των διαδικασιών μίτωσης και της μείωσης. Ο πρώτος τρόπος για να διαιρέσετε σωματικά κύτταρα, και άλλοι - σεξ. Ένα κεντρόσωμα είναι ένας υποχρεωτικός συμμετέχων και στις δύο διαδικασίες. Απόκλιση κεντριόλια της προς τους πόλους του διαχωριστικού κυττάρου και του τάνυσης ατράκτου μεταξύ αυτών και περαιτέρω παρέχει νημάτια χρωμοσώματος συνδέονται με αυτά τα νήματα και τους πόλους του μητρικό κύτταρο.

Μικροσκοπικές μελέτες αποκάλυψαν χαρακτηριστικάδομή του κέντρου κελιών. Περιλαμβάνει από ένα έως αρκετά πυκνά σωμάτια - centrioles, από τα οποία οι μικροσωληνίσκοι αποκλίνουν διαδοχικά. Θα μελετήσουμε λεπτομερέστερα την εμφάνιση, καθώς και τη δομή του κέντρου κυττάρων.

Centrosome σε ένα ενδιάμεσο κύτταρο

Στον κύκλο ζωής των κυττάρων, το κέντρο κυττάρων μπορεί να είναιΔείτε σε μια περίοδο που ονομάζεται ενδιάμεση φάση. Κοντά στην κεντρική μεμβράνη υπάρχουν συνήθως δύο μικροκύλινδροι. Κάθε ένα από αυτά αποτελείται από πρωτεϊνικούς σωλήνες, που συλλέγονται σε τρία κομμάτια (τριπλέτες). Εννέα τέτοιες δομές σχηματίζουν την επιφάνεια ενός centriole. Εάν υπάρχουν δύο από αυτές (που συμβαίνουν συχνότερα), βρίσκονται σε ορθή γωνία μεταξύ τους. Στην περίοδο ζωής μεταξύ δύο διαχωρισμών, η δομή του κυτταρικού κέντρου στο κύτταρο είναι σχεδόν η ίδια για όλους τους ευκαρυώτες.

Υπερδομή του κεντροσωματίου

Να μελετήσει τη δομή του κέντρου κυττάρωνπιθανή ως αποτέλεσμα της χρήσης ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου. Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι οι κύλινδροι των κεντροσωμάτων έχουν τις ακόλουθες διαστάσεις: το μήκος τους είναι 0,3-0,5 microns, η διάμετρος είναι 0,2 microns. Ο αριθμός των centrioles πριν από την κατανομή ξεκινά απαραίτητα διπλασιάζεται. Αυτό είναι απαραίτητο ώστε τα ίδια τα μητρικά και θυγατρικά κύτταρα, ως αποτέλεσμα της διαίρεσης, να λαμβάνουν ένα κέντρο κυττάρων που αποτελείται από δύο centrioles. Χαρακτηριστικά της δομής του κυτταρικού κέντρου είναι ότι τα κεντρώλια που το συνθέτουν δεν είναι ισοδύναμα: ένα από αυτά - ώριμο (μητρικό) - περιέχει επιπλέον στοιχεία: τον περιμετρικά δορυφόρο και τα εξαρτήματά του. Το ανώριμο κεντρώο έχει μια συγκεκριμένη περιοχή που ονομάζεται τροχός ενός τροχού.

Η συμπεριφορά του κεντροσωμίου στη μίτωση

Είναι γνωστό ότι η ανάπτυξη του σώματος, καθώς και τουη αναπαραγωγή λαμβάνει χώρα στο επίπεδο μιας στοιχειώδους μονάδας ζωντανής φύσης, η οποία είναι μια κυψέλη. Η δομή του κυττάρου, ο εντοπισμός και οι λειτουργίες του κυττάρου, καθώς και τα οργανοειδή του, εξετάζονται με κυτταρολογία. Παρά το γεγονός ότι οι επιστήμονες έχουν πραγματοποιήσει αρκετή έρευνα, το κέντρο κυττάρων δεν έχει ακόμη κατανοηθεί πλήρως, μολονότι ο ρόλος του στην κυτταρική διαίρεση έχει αποσαφηνιστεί πλήρως. Στην πρόφαση της μίτωσης και στην προφασή του αναγωγικού διαχωρισμού της μείωσης, τα κεντρίλια αποκλίνουν στους πόλους του μητρικού κυττάρου και στη συνέχεια σχηματίζεται το νήμα της ατράκτου σχάσης. Συνδέονται με τα κεντρομερή της πρωταρχικής συστολής των χρωμοσωμάτων. Γιατί είναι απαραίτητο;

Άξονας της διαίρεσης κυττάρων αναφάσεων

Πειράματα G. Boveri, A. Neil και άλλοι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι η δομή του κέντρου των κυττάρων και οι λειτουργίες του είναι αλληλένδετα. Η παρουσία των δύο κεντριόλια, διπολική τοποθετημένο σε σχέση με τους πόλους των κυττάρων, και τα θέματα που ατράκτου μεταξύ αυτών εξασφαλίζει μια ομοιόμορφη κατανομή των χρωμοσωμάτων που συνδέονται με μικροσωληνίσκους, κάθε ένα από τους πόλους μητρικών κυττάρων.

Έτσι, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων θα είναιτο ίδιο στα θυγατρικά κύτταρα ως αποτέλεσμα της μίτωσης ή κατά το ήμισυ (στην μείωση) από ό, τι στο αρχικό μητρικό κύτταρο. Ιδιαίτερα ενδιαφέρον είναι το γεγονός ότι η δομή του κυτταρικού κέντρου αλλάζει και συσχετίζεται με τα στάδια του κύκλου ζωής του κυττάρου.

Χημική ανάλυση οργανιδίων

Για καλύτερη κατανόηση των λειτουργιών και του ρόλου του κεντροσωματίουθα μελετήσουμε ποιες οργανικές ενώσεις περιλαμβάνονται στη σύνθεσή του. Όπως θα περίμενε κανείς, οι πρωτεΐνες είναι οι κορυφαίες. Αρκεί να υπενθυμίσουμε ότι η δομή και οι λειτουργίες της κυτταρικής μεμβράνης εξαρτώνται επίσης από την παρουσία πεπτιδικών μορίων σε αυτήν. Σημειώστε ότι στο κεντρόσωμα, οι πρωτεΐνες έχουν συσταλτική ικανότητα. Είναι μέρος μικροσωληνίσκων και ονομάζονται σωληνώσεις. Μελετώντας την εξωτερική και την εσωτερική δομή του κελλικού κέντρου, αναφέραμε βοηθητικά στοιχεία: περιμετρικοί δορυφόροι και εξαρτήματα κεντροδίων. Περιλαμβάνουν κυστίνη και μυκηθίνη.

Υπάρχουν επίσης πρωτεΐνες που ρυθμίζουν το μεταβολισμόοργανοειδές. Αυτή η κινάση και η φωσφατάση είναι ειδικά πεπτίδια που είναι υπεύθυνα για την πυρήνωση των μικροσωληναρίων, δηλαδή για το σχηματισμό ενός ενεργού μορίου σπόρου, με το οποίο ξεκινά η ανάπτυξη και η σύνθεση των ακτινικών μικροϊνών.

Κυτταρικό κέντρο ως διοργανωτής ινιδιακών πρωτεϊνών

Στην κυτταρολογία τελικά σταθεροποιήθηκετην απεικόνιση του κεντροσωματίου ως το κύριο οργανίδιο που είναι υπεύθυνο για το σχηματισμό μικροσωληναρίων. Χάρη στη γενίκευση της έρευνας, η Fulton μπορεί να ισχυριστεί ότι το κελί κέντρο παρέχει αυτή τη διαδικασία με τέσσερις τρόπους. Για παράδειγμα: πολυμερισμού νηματίων άξονα, σχηματίζοντας protsentrioley, δημιουργώντας ένα ακτινικό σύστημα των μικροσωληνίσκων των κυττάρων μεσόφαση, και, τέλος, η σύνθεση των στοιχείων στην πρωτογενή cilium. Πρόκειται για μια ειδική εκπαίδευση, χαρακτηριστική της μητρικού centriole. Μελετώντας τη δομή και τις λειτουργίες της κυτταρικής μεμβράνης, οι επιστήμονες την ανιχνεύουν κάτω από μικροσκόπιο ηλεκτρονίων στο κέντρο των κυττάρων μετά από μιτωτική διαίρεση του κυττάρου ή κατά τη στιγμή της εμφάνισης της μίτωσης. Στη φάση G2 της ενδιάμεσης φάσης, καθώς και στα πρώιμα στάδια της προφανούς φάσης, ο πυρήνας εξαφανίζεται. Σύμφωνα με τη χημική σύνθεση, αποτελείται από τα μόρια τουμπουλίνης τους και είναι μια ετικέτα στην οποία είναι δυνατόν να αναγνωριστεί μια ώριμη μητρική centriole. Πώς λοιπόν συμβαίνει η ωρίμανση του κεντροσωμίου; Εξετάστε όλες τις αποχρώσεις αυτής της διαδικασίας.

Στάδια σχηματισμού centriole

Οι κυτταρολόγοι έχουν διαπιστώσει ότι η κόρη και η μητέρατα κεντρώια, που σχηματίζουν ένα δίπλωμα, δεν είναι πανομοιότυπα στη δομή τους. Έτσι, η ώριμη δομή συνορεύει με ένα στρώμα περικεντριωτικής ουσίας, το μιτωτικό φωτοστέφανο. Η πλήρης ωρίμανση του θυγατρικού centriole διαρκεί περισσότερο από έναν κυτταρικό κύκλο ζωής. Στο τέλος του σταδίου G1 του δεύτερου κυτταρικού κύκλου, το νέο centriole ενεργεί ήδη ως ο οργανωτής των μικροσωληνίσκων και είναι ικανό να σχηματίζει νήματα ατράκτου νήματος, καθώς και το σχηματισμό ειδικών οργάνων κίνησης. Μπορούν να είναι βλεφαρίδες και μαστίγια που εντοπίζονται σε μονοκύτταρα πρωτόζωα (π.χ. euglenae πράσινου, infusoria-shoe), καθώς και σε πολλά φύκια, για παράδειγμα χλαμύδια. Οι μαστίγες που σχηματίζονται από τους μικροσωληνίσκους του κελλικού κέντρου είναι εφοδιασμένες με πολλά σπόρια σε φύκια, καθώς και σε σεξουαλικά κύτταρα ζώων και ανθρώπων.

Ο ρόλος του centrosome στη ζωή του κελιού

Έτσι, είμαστε πεπεισμένοι ότι ένα από τα πιομικροοργανισμοί μικροκυττάρων (που καταλαμβάνουν λιγότερο από 1% του κυτταρικού όγκου) παίζει πρωταρχικό ρόλο στη ρύθμιση του μεταβολισμού τόσο των φυτικών όσο και των ζωικών κυττάρων. Η παραβίαση του σχηματισμού του άξονα σχάσης συνεπάγεται το σχηματισμό γενετικά ελαττωματικών θυγατρικών κυττάρων. Τα σύνολα χρωμοσωμάτων τους διαφέρουν από τον κανονικό αριθμό, γεγονός που οδηγεί σε χρωμοσωμικές ανωμαλίες. Ως αποτέλεσμα - την ανάπτυξη μη φυσιολογικών ατόμων ή το θάνατό τους. Στην ιατρική έχει διαπιστωθεί η σχέση μεταξύ του αριθμού των centrioles και του κινδύνου ογκολογικών ασθενειών. Για παράδειγμα, αν τα φυσιολογικά κύτταρα του δέρματος περιέχουν 2 centrioles, τότε βιοψία ιστού σε περίπτωση καρκίνου του δέρματος αποκαλύπτει αύξηση του αριθμού τους σε 4-6. Αυτά τα αποτελέσματα χρησιμεύουν ως απόδειξη του βασικού ρόλου του κεντροσωματιδίου στον έλεγχο της κυτταρικής διαίρεσης. Τα τελευταία πειραματικά δεδομένα υποδεικνύουν τον σημαντικό ρόλο αυτού του οργανιδίου στις διεργασίες της ενδοκυτταρικής μεταφοράς. Η μοναδική δομή του κελί κέντρο του επιτρέπει να ρυθμίζει τόσο το σχήμα του κυττάρου και την αλλοίωση του. Σε μια φυσιολογικά αναπτυσσόμενη μονάδα, το κεντρόσωμα βρίσκεται δίπλα στη συσκευή Golgi, κοντά στον πυρήνα και μαζί με αυτά παρέχει συναρτήσεις και σηματοδοτικές λειτουργίες στην εφαρμογή της μίτωσης, της μείωσης και του προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου, της απόπτωσης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι σύγχρονοι κυτταρολόγοι θεωρούν ότι το κεντρόσωμα αποτελεί ένα σημαντικό οργανοειδές που ενώνει το κύτταρο, υπεύθυνο τόσο για τη διαίρεσή του όσο και για ολόκληρο το μεταβολισμό.