Centrosome
n., množné číslo: centrosomes
cytoplazmatické struktury se nachází v blízkosti jádra; skládá se ze dvou ortogonálně uspořádané centriol obklopen amorphos hmotnost pericentriolar materiál
Foto: elektronová mikrofotografie centrosome v dělení buněk (viz černá šipka).
Obsah
Centrosome Definice
Co je centrosome?, Centrosom je považován za hlavní centrum organizující mikrotubule (MTOC), které proto reguluje adhezi buněk, motilitu a polaritu. Podporuje také organizaci vřetena v živočišné buňce během mitotické replikace. Vady funkce organizace vřetena jsou přítomny v mnoha rakovinách a mohou být přičítány genomické nestabilitě. Irrregulární nebo extra centrosomy mohou přispět k abnormálnímu dělení buněk.
Co dělá centriole?, V centriole je hlavní složkou centrosome; má důležitou funkci jako bazální subjekty, které přispívají k rozvoji a tvorbu bičíků a řasinek, které mají důležité vývojové, fyziologické a nemoci funkce. Přísná regulace počtu centrosomů a centriolů je proto nezbytná pro udržení zdravého organismu.,
na konci devatenáctého století, Theodor Boveri uvědomili význam centrosome, zvyšování mnohé klíčové otázky, které fascinují nás teď o kontrolu centrosomal číslo a funkce centrosome v rozvoji mnoha typů rakoviny.
již více než 30 let je známo, že centrosom se replikuje během fáze s buněčného cyklu. Ačkoli je licencování DNA dobře pochopeno, mechanismus replikace nebo regulace centrosomu není plně pochopen., Kromě toho mohou centrioly v živočišných buňkách reformovat de novo, pokud byly přirozeně nebo uměle odstraněny nebo poškozeny.
jaký je centrosom v buňce? A centrosome s dvou centriol je organela podílí několik procesů v buňce, včetně embryogeneze, pocit, a lokomoce.
V minulosti, centrosomes byly věřil být zděděné po centrosome replikace z existujícího centrosome od centrosome je předán během oplodnění se zygota, navíc, to je důležité organely pro spermatogenezi., Nicméně, nedávné studie ukázaly, že centrosomes jsou většinou odvozené de novo bez použití existující centrosome jako vzor; navíc, v průběhu oplodnění, centrosome obvykle degraduje před oplodněním v oocytu, takže potomci nemají spoléhat na rodiče, centrosome během embryogeneze.
jsou centriole a centrosom stejné? Ne, centriole je součástí centrosomu. Centrosome obvykle obsahuje dvě centriol uspořádány kolmo k sobě navzájem; centriol se skládá z mikrotubulů, které jsou nezbytné pro buněčné dělení.,
Proto se v průběhu buněčného dělení, dvou centriol pohybovat na obě strany jádra zahájit mitotické dělení. Centrioly uvolňují mitotické vřetena, která táhnou chromozom z obou stran, aby zahájily mitotickou replikaci.
kde je centrosom? Centrosom je oblast, kde jsou obvykle přítomny centrioly. Když buňka není prochází mitotické dělení, dvou centriol uveďte pozici jádra na vyšetření od centriol jsou normálně přítomny vedle jádra.
Centrosomy jsou jedním ze základních nukleačních Center mikrotubulů., Mají schopnost organizovat pole mikrotubulů v živočišných buňkách tím, že řídí jejich ukotvení a jejich uvolňování. Centrosom živočišných buněk je pružnější a složitější než u houbových buněk, i když molekulární mechanismy se běžně podílejí na houbových a živočišných buňkách.
Centrosomové chování se liší podle buněčné fáze buněčného cyklu a zda se jedná o klidovou buňku nebo rostoucí buňku. Centrosomové chování se navíc liší ve fázi G1 než fáze S.
mají rostlinné buňky centrosomy?, Organizace mikrotubulů je nezbytná pro správné dělení buněk. Centrosomy jsou hlavními organely odpovědnými za organizaci mikrotubulů v dělící buňce. Většina rostlinných buněk však neobsahuje centrosomy. Alternativně rostlinné buňky obsahují další centra organizující mikrotubule, která fungují jako alternativa centrosomů.
nedávné studie ukázaly, že mikrotubuly se mohou organizovat do polí, pokud jsou přítomny některé typy motorických proteinů., Centrosom nalezený v buňkách mnohobuněčných organismů pochází z bazálního těla nalezeného v jednobuněčných organismech. Centrosom organizuje buněčný cytoskelet, stejně jako různé buněčné funkce, jako je mobilita, adheze, polarita a intracelulární obchodování.
během proliferace se centrosomy replikují ve fázi s buněčného cyklu, takže dva centrosomy mohou přispět k buněčnému dělení pomocí mitotických vřeten., Navíc, centrosome zprostředkovává uspořádání a montáž mitotické vřeténko při mitóze, která je nezbytná pro správnou segregaci chromozomů, i když centrosome není nutné pro tento proces, nicméně, centriole replikace je organizována s buněčného cyklu.
Centrosome Strukturu
Jaké jsou centrosomes?, V živočišné buňky, vědci obvykle definovat centrosome jako hlavní mikrotubulové-organizační centrum, které je zodpovědné za organizaci a nukleace mikrotubulů. Mikrotubuly pomáhají při podpoře jejich cytoskeletem; navíc ovlivňují polaritu buněk uvázáním jejich konců k centrosomu.
hlavní centrosome je obvykle přítomen blízko jádra, aby jiné konkrétní místa v buňce, které mají být obsazena jinými mikroskopický související organely., Centrosom se skládá ze dvou centriolů, které jsou obklopeny a propojeny vlákny a pericentriolárním materiálem.
každý centriol se skládá z devíti trojčat mikrotubulů tvořících strukturu ve tvaru hlavně. Obě centrioly jsou navzájem kolmé. Jsou strukturálně odlišné od sebe navzájem. Matka centriole je charakterizován tím, distální a subdistal přídavky, které slouží jako bazální těla ukotvení centriol k buněčné membráně.,
Když se buňky dělí, mikrotubuly vznikají z centrosome vést váčky a organely provozu během mitotického a meiotického dělení buněk. Dvojice centriolů je spojena velkým proteinem v proximální oblasti.
protože centrioly jsou vyvinuty z bazálních těl, jsou strukturně podobné. Centrosom může být detekován pomocí světelného mikroskopu v eukaryotických buňkách, je obklopen proteinovou membránou nazývanou pericentriolární materiál.,
centrosome hraje hlavní roli v několika funkcemi, jako je organizace buňky mikrotubuly, proto kotvení, uvolnění, a nukleační z centrosome mikrotubuly vyžadují účast několika proteinů.
dvou centriol v centrosome, matka centriole a dcera centriole, jsou funkčně a strukturálně odlišný. Nicméně oba centrioly mají mikrotubuly, které přispívají k procesu buněčného dělení. Matka centriole je charakterizována přítomností devíti příloh uspořádaných ve dvou sadách v distální části., Tyto přídavky jsou nezbytné například v kotvení mikrotubulů a také v dokování mateřské centrioly během ciliogeneze na plazmatické membráně v Vložené buňce.
délka dceřiné centrioly je asi 80% délky mateřské centrioly. Dcera centriole nemůže během ciliogeneze ukotvit centrioly na plazmatické membráně, protože postrádá devět distálních příměsí. Centrosom je navíc soustředěn pouze mateřským centriolem.,
vlastnosti centriolu určují jeho vlastnosti, jako je reprodukce, polarita, stabilita a dynamika centrosomu. Centrioly jsou vysoce stabilní, proto jsou jejich mikrotubuly odolné vůči detergentům a chladu. Tato stabilita je zajištěna složkami centriolů, jako jsou ribbonové proteiny a tektiny, takže centrioly přežívají po několik generací buňky.,
Centrosomové funkce
hlavní funkce centrosomů jsou popsány níže. Jejich funkce zahrnují funkci organizace MTOC, flagella a cilia a regulaci buněčného cyklu.,
Centrosomes jako MTOC
Centrosomes mají různé funkce v buňce, nicméně, hlavní funkce centrosome je, jak to působí jako MTOC. Centrosom uspořádá mikrotubulová pole podle své schopnosti kotvit, uvolňovat nebo nukleovat mikrotubuly., Pericentriolární materiál a některé proteinové kinázy se podílejí na nukleaci mikrotubulů během centrosomové mitózy.
během mitózy je pericentriolární materiál, který nukleuje a ukotvuje cytoplazmatické mikrotubuly. Když buňka se připravuje na rozdělení, perinukleární materiál je zahuštěný ve mechanismus nazývá centrosome zrání. Mikroskopický kotvení závisí na různých molekul, zatímco ostatní mikrotubulové-slouží proteiny hrají roli v mikrotubulové přestavby, stejně jako diferenciace některých typů buněk, jako jsou epitelové buňky.,
změny v centrosome je mikroskopický nukleační potenciál v průběhu buněčného cyklu se zdá být motivována rovnováhu mezi faktory, které mohou buď usnadnit, nebo omezit nábor během mitózy a interfáze z mikrotubulové-uspořádání molekuly. Proteinová fosforylace je důležitá pro tento proces, kdy kinázy, stejně jako Aurora-A, podporují nukleaci mikrotubulů.
Aurora-a může také podpořit vývoj mikrotubulů z centrosomu pomocí fosforylace centrosomového proteinu.,
organizace bičíků a řas
bičíky a řasinky pocházejí z mikrotubulů. Jsou to projekce, které umožňují buňce pohybovat se nebo podporují pohyb látek, které obklopují buňku. Během různých vývojových a buněčných procesů mají bičíky a řasinky velkou roli v embryonálním vývoji, pocitu, šíření signálů a motilitě.
počáteční stadia vývoje řas nejsou jasně pochopeny, jako je tvorba bazálního těla z centriolu., In contrast, centrioles as well as centrosomes can also be formed from cilia and flagella in vertebrate ciliated cells.
Cell cycle regulation of cell cycle
Centrosomes act as a platform of signaling because it includes regulatory complexes such as checkpoint proteins and tumor suppressors., Jak bylo navrženo pro kontrolu přechodu G1-S a cytokineze, centrosom může regulovat buněčný cyklus.
Centrosome Evoluce
vývoj centrosomes u eukaryot odráží variace v eukaryotické buňky mezi různými organismy, pokud jde o smyslové recepci, pohyb nebo dělení s ohledem na přirozený evoluční proces a adaptaci organismu.
centrosom byl znám jako „polární korpus“ buňky. Předpokládá se, že mají roli v udržování polarity buněk, stejně jako symetrické buněčné lámání., Centrosom byl studován jako organela, která koordinovala cytokinezi a karyokinezi.
aby se zabránilo partenogenetický vývoj, centrosome byl nepřítomen z neoplozené vejce. Izolace centrosomu od mouchy a člověka v posledním desetiletí odhalila mnoho bílkovin v eukaryotech.
malé množství konzervovaných proteinů bylo identifikováno funkční genomikou. Tyto proteiny mají roli při iniciaci bazálních těl a centrosomového shromáždění a při reprodukci centrosomu., Biochemické složení centrosomu odráží jeho složitost struktury. Buď centrosomal matrix nebo centriol obsahují více než 100 proteinů a tyto proteiny mohou obsahovat onemocnění genových produktů, např. geny, které přispívají k mikrocefalie syndrom.,
kromě obnovení diploidy, bazální tělesné/centrosome je zodpovědný za určení polarity embrya během oplodnění, kde oplodnění vajíčka u zvířat zahrnuje převod na bazální tělo spojené s hlavou spermií směrem k centrosome spojena buď samčí pronucleus.
pro reprodukci centrosomu jsou vyžadovány dva cykly buněčného dělení. To vede k přítomnosti obecné asymetrie umožňující přítomnost dcery a matky centriole v centrosomu., Polarita buněk je řízena centrosomem během růstu tkání, migrace a homeostázy.
Biologický Význam
centrosome je biologicky důležité organely. Řídí polaritu buňky i jaderné umístění. Proto ovlivňuje asymetrickou distribuci organel v buňce.,
centrosom organizuje mikrotubuly v eukaryotách, mohl by být replikován nebo syntetizován de novo, proto centrosomy mohou být resyntetizovány po jejich zničení.
centrosom je zodpovědný za nukleaci mikrotubulů. To má zásadní úlohu v mnoha procesech v buňce jako je udržování buněčné polarity, poloze, rozložení organel v buňce, chemotaxe, buněčné migraci, a směrové váček dopravy, kromě montáž vřeten během meiotické a mitotické dělení v několika typech buněk.,
centrosom řídí polaritu a polohu mikrotubulů v buňce. V důsledku toho má nepřímý vliv na buněčné organely, které mohou interagovat s mikrotubuly, jako jsou vlákna cytoskeletu. Proto je centrosom znám jako „dynamické centrum buňky“.
morfologie, počet a distribuce centrosomů se liší ve stejné buňce. Navíc se jejich funkce v nukleačních mikrotubulích může také lišit., Přestože typická eukaryotická buňka obsahuje jeden chromozom, počet centrosomů se duplikuje během mitotického dělení buňky.
dva vytvořené centrosomy směřují bipolární sestavu vřetena pro správnou chromozomální segregaci. Kromě toho, pro správný průběh buněčného cyklu, proteiny spojené s centrosome zprostředkovává interakce mezi enzymu a jeho substrátu pro koordinaci buněčných funkcí a centrosome kontrolu.,
Diskuse Nad Nezbytná
I když centrosome je věřil být základní organela pro rozdělení procesu zvířecích buněk, nicméně, nedávné studie prokázaly, že centrosomes nejsou nezbytné pro přechod G1-S fáze. Toto zjištění bylo založeno na studii, kde lidská buňka postupovala ve fázi G1, i když centrosom byl odstraněn laserem nebo mikrochirurgií., Nicméně, centrosome je nezbytný pro přechod z G1-S fáze, kde studie prokázaly, že ztráta centrosome led G1 zatčení, když centriole byl ablaci následuje silné světlo expozice, která vyrábí velký důraz na centriol v G1 fázi.
navzdory existenci centrosomů na pólech vřetena ve většině buněk nejsou obvykle přítomny během meiotického dělení ženského oocytu. Navíc v buňkách vyšších rostlin nejsou přítomny žádné centrozomy., U některých druhů centriole přispívá k orientaci vřeten i k zajištění mitotické věrnosti. Kromě toho jsou centrioly důležité pro tvorbu bičíků a řas.
Centrosome a Nemoci
centrosome je výrazně zapojen do buněčného cyklu nařízení; proto, že se očekává, že mají roli v tumorigenezi., Téměř ve všech lidských nádorových forem, včetně jater, prsu, kostní dřeně, střeva, prostaty a děložního čípku abnormality byly nalezeny v počtu, struktuře, velikosti a centrosome.
Centrosome zesílení dochází z důvodu vyčerpání tumor-supresorový protein (Rb) u savců, stejně jako BRCA1 gen rakoviny prsu nedostatek, centrosome zesílení může také dojít, protože aurora Je zvýšená exprese kromě jiných kináz, které se podílejí na progresi rakoviny.,
amplifikace centrosomu může nastat v důsledku defektů cytokineze nebo dysregulace v replikačním mechanismu, což může vést k nestabilitě chromozomu buňky.
centrosomal zesílení rakoviny vede k poruchám v řasinek signalizace, změnil fungování mikrotubuly, zaostává chromozomů, a asymetrické dělení buněk, což vede k overproliferation.