Centrosome
n., plural: centrosomes
En cytoplasmatisk struktur, der ligger nær den kerne, der består af to ortogonalt-arrangeret centrioles omgivet af en amorphos masse af pericentriolar materiale
Foto: electron micrograph af centrosome i en delende celle (se sort pil).
Indholdsfortegnelse
Centrosome Definition
Hvad er en centrosome?, Centrosomet anses for at være det vigtigste mikrotubule-organiserende center (MTOC), der derfor regulerer celleadhæsion, motilitet og polaritet. Det fremmer også spindelpolorganisationen i en dyrecelle under mitotisk replikation. Defekter i funktionen af spindelorganisation er til stede i mange kræftformer og kan tilskrives genomisk ustabilitet. Irritabel eller ekstra centrosomer kan bidrage til unormal celledeling.
Hvad gør en centriole?, En centriole er den vigtigste komponent i den centrosome; det har en vigtig funktion som basal organer, der bidrager til udvikling og dannelse af flageller og cilia, som har vigtige udviklingsmæssige, fysiologiske og sygdom funktioner. Derfor er den strenge regulering af antallet af centrosomer og centrioler afgørende for at opretholde en sund organisme.,
i slutningen af det nittende århundrede indså Theodor Boveri betydningen af centrosomet og rejste mange af de centrale spørgsmål, der intriger os nu om kontrollen af centrosomalnummeret og centrosomets funktion i udviklingen af mange typer kræftformer.
i mere end 30 år har centrosomet været kendt for at replikere i S-fasen af cellecyklussen. Selvom DNA-licensering er godt forstået, forstås mekanismen for centrosomreplikation eller regulering imidlertid ikke fuldt ud., Derudover kan centrioler i dyreceller reformere de novo, hvis de naturligt eller kunstigt blev elimineret eller beskadiget.
Hvad er centrosomet i en celle? Et centrosom med to centrioler er en organelle involveret i flere processer i cellen, herunder embryogenese, sensation og bevægelse.
tidligere blev det antaget, at centrosomer blev arvet gennem centrosomreplikation fra et eksisterende centrosom, da centrosomet overføres under befrugtning til zygoten, derudover er det en vigtig organel til spermatogenese., Nylige undersøgelser har imidlertid vist, at centrosomer for det meste er afledt de novo uden at bruge et eksisterende centrosom som en skabelon; derudover nedbrydes centrosomet under befrugtning før befrugtning i oocytten, så afkomene ikke er afhængige af forældrenes centrosom under embryogenese.
er centriol og centrosom det samme? Nej, centriole er en del af centrosomet. Centrosom indeholder typisk to centrioler arrangeret vinkelret på hinanden; centrioler består af mikrotubuli, der er afgørende for cellulær opdeling.,
derfor flytter de to centrioler under celledeling til begge sider af kernen for at indlede mitotisk opdeling. Centrioler frigiver mitotiske spindler, der trækker kromosomet fra begge sider for at starte mitotisk replikation.
hvor er centrosomet? Centrosomet er det område, hvor centrioler normalt er til stede. Når cellen ikke gennemgår mitotisk opdeling, indikerer de to centrioler kernens position efter undersøgelse, da centriolerne normalt er til stede ved siden af kernen.
centrosomer er et af de grundlæggende mikrotubulekernercentre., De har evnen til at organisere arrays af mikrotubuli i dyreceller ved at kontrollere deres forankring og deres frigivelse. Dyrecellecentrosomet er mere fleksibelt og mere komplekst end svampeceller, selvom molekylære mekanismer ofte er involveret i svampe-og dyreceller.
Centrosomadfærd adskiller sig alt efter cellefasen i cellecyklussen, og om det er en hvilende celle eller en voksende celle. Desuden adskiller centrosomadfærd sig i G1-fase end S-fase.
har planteceller centrosomer?, Mikrotubuli organisation er afgørende for korrekt celledeling. Centrosomer er de vigtigste organeller, der er ansvarlige for organiseringen af mikrotubuli inden for delingscellen. Imidlertid indeholder de fleste planteceller ikke centrosomer. Alternativt indeholder planteceller andre mikrotubuleorganiserende centre, der fungerer som et alternativ til centrosomer. nylige undersøgelser har vist, at mikrotubuli kan organisere sig i arrays, hvis nogle typer motoriske proteiner er til stede., Centrosomet, der findes i cellerne i multicellulære organismer, stammer fra det basale legeme, der findes i de encellulære organismer. Centrosomet organiserer cellens cytoskelet såvel som forskellige cellulære funktioner såsom mobilitet, vedhæftning, polaritet og intracellulær handel.
under proliferation replikerer centrosomerne I S-fasen af cellecyklussen, så de to centrosomer kan bidrage til den cellulære opdeling ved hjælp af mitotiske spindler., Derudover medierer centrosomet arrangementet og samlingen af den mitotiske spindel under mitose, hvilket er nødvendigt for korrekt kromosomsegregation, selvom centrosomet ikke er nødvendigt for denne proces, men centriolreplikation er organiseret med cellecyklussen.
Centrosome Struktur
Hvad er centrosomes?, I dyreceller definerer forskere normalt centrosom som det vigtigste mikrotubule-organiserende center, der er ansvarlig for organisering og kernedannelse af mikrotubuli. Mikrotubuli hjælper med støtten ved deres cytoskelet; desuden påvirker de cellepolariteten ved at binde deres ender til centrosomet.
hovedcentrosomet er normalt til stede tæt på kernen for at tillade andre specifikke placeringer i cellen at blive besat af andre mikrotubule-associerede organeller., Centrosomet består af to centrioler, der er omgivet og forbundet med fibre og det pericentriolære materiale.
hvert centriol består af ni tripletter af mikrotubuli, der danner en tøndeformet struktur. De to centrioler er vinkelret på hinanden. De er strukturelt forskellige fra hinanden. Modercentriolen er kendetegnet ved distale og subdistale vedhæng, der tjener som basale Legemer ved at forankre centriolerne til cellemembranen.,
når celler deler sig, opstår mikrotubuli fra centrosomet for at lede vesikel-og organelletrafik under mitotisk og meiotisk celledeling. Paret af centrioler er forbundet sammen af et stort protein gennem den pro proximimale region.
fordi centriolerne er udviklet fra basallegemerne, ligner de strukturelt dem. Centrosomet kan detekteres ved hjælp af et lysmikroskop i eukaryote celler, det er omgivet af en proteinmembran kaldet det pericentriolære materiale.,
centrosomet spiller en vigtig rolle i flere funktioner, såsom organisering af cellemikrotubuli, derfor kræver forankringen, frigivelsen og kernen af centrosommikrotubuli deltagelse af flere proteiner.de to centrioler i centrosomet, moderen centriole og datteren centriole, er funktionelt og strukturelt forskellige. Imidlertid har begge centrioler mikrotubuli, der bidrager til processen med celledeling. Modercentriolen er karakteriseret ved tilstedeværelsen af ni appendages arrangeret i to sæt på sin distale del., Disse vedhæng er for eksempel væsentlige i mikrotubuli-forankringen såvel som modercentriol-dockingen under ciliogenese ved plasmamembranen i en indsatscelle.80% af længden af moder centriolen. Dattercentriolen kan ikke forankre centriolerne ved plasmamembranen under ciliogenese, da den mangler de ni distale vedhæng. Derudover er centrosomet kun centreret af moder centriolen.,
centriolens egenskaber bestemmer dets egenskaber, såsom reproduktion, polaritet, stabilitet og dynamicitet af centrosomet. Centrioler er meget stabile, derfor er deres mikrotubuli resistente over for vaskemidler og kulde. Denne stabilitet tilvejebringes af komponenterne i centriolerne, såsom båndproteiner og tektiner, så centriolerne overlever over flere generationer af cellen.,
Centrosomfunktioner
hovedfunktionerne af centrosomer diskuteres nedenfor. Deres funktioner omfatter tjener som mtoc, flagella og cilia organisation, og reguleringen af cellecyklussen.,
Centrosomes som MTOC
Centrosomes har forskellige funktioner i cellen, men den vigtigste funktion af centrosome er, hvordan det fungerer som MTOC. Centrosomet arrangerer mikrotubule arrays i henhold til dets evne til at forankre, frigive eller nucleate mikrotubuli., Det pericentriolære materiale såvel som nogle proteinkinaser er involveret i kernen af mikrotubuli under centrosom mitosen.
under mitose er det pericentriolære materiale, der kernen og forankrer de cytoplasmatiske mikrotubuli. Når cellen forbereder sig til opdeling, fortykkes det perinukleære materiale i en mekanisme kaldet centrosom modning. Microtubule forankring afhænger af forskellige molekyler, mens andre microtubule-servering proteiner spiller en rolle i mikrotubule remodeling samt differentiering af visse typer celler, såsom epitelceller.,
variationerne i centrosomets mikrotubulekernepotentiale under cellecyklussen ser ud til at være motiveret af en balance mellem faktorer, der enten kan lette eller begrænse rekrutteringen under mitose og interfasen af mikrotubuleorganiserende molekyler. Proteinphosphorylering er vigtig for denne proces, hvor kinaser såvel som Aurora-a fremmer kernen af mikrotubuli.
Aurora-A kan også fremme udviklingen af mikrotubuli fra centrosomet ved hjælp af centrosomproteinphosphorylering.,
Flagella og cilia organisation
Flagella og cilia stammer fra mikrotubuli. De er fremskrivninger, der gør det muligt for cellen at bevæge sig eller fremme bevægelsen af stoffer, der omgiver cellen. Under forskellige udviklingsmæssige og cellulære processer har flagella og cilia en stor rolle i embryonisk udvikling, sensation, signaludbredelse og bevægelighed.
tidlige stadier af cilia udvikling er ikke klart forstået, såsom dannelsen af basallegemet fra centriolen., 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., Som det er blevet foreslået at kontrollere G1-s-overgangen og cytokinesis, kan centrosomet regulere cellecyklussen.
Centrosome Evolution
udviklingen af centrosomes i eukaryoter afspejler variationen i eukaryote celler mellem forskellige organismer i form af sensorisk receptionen, bevægelse, eller opdeling med hensyn til den naturlige udviklingsproces og tilpasning af organismen.
centrosomet har været kendt for at være et “polært legeme” af cellen. Det antages at have en rolle i vedligeholdelse af cellepolaritet såvel som symmetrisk cellebrydning., Centrosomet blev undersøgt som organellen, der koordinerede cytokinesis og karyokinesis.
for at undgå parthenogenetisk udvikling var centrosomet fraværende fra det ubefrugtede æg. Isoleringen af centrosomet fra fluen og mennesket i det sidste årti har afsløret mange proteiner i eukaryoter.
en lille mængde konserverede proteiner er blevet identificeret ved funktionel genomik. Disse proteiner har en rolle i indledningen af basale legemer og centrosom-samling og til reproduktion af centrosomet., Centrosomets biokemiske sammensætning afspejler strukturens kompleksitet. Enten den centrosomale Matri.eller centriolerne indeholder mere end 100 proteiner, og disse proteiner kan indeholde sygdomsgenprodukter, f. eks. gener, der bidrager til mikrocefalisyndromet.,
ud over at genoprette diploidy, basal krop/centrosome er ansvarlig for fastsættelsen af polariteten af foster under befrugtning, hvor befrugtning af ægget i dyr, der omfatter overførsel af basal kroppen er forbundet med lederen af sædceller mod centrosome forbundet enten den mandlige prokerne.
to cyklusser af celledeling er nødvendige for reproduktion af centrosomet. Dette fører til tilstedeværelsen af en generel asymmetri, der muliggør tilstedeværelsen af en datter og en moder centriole i centrosomet., Cellepolariteten styres af centrosomet under dets vækst af væv, migration og homeostase.
den Biologiske Betydning
centrosome er en biologisk vigtige organel. Det styrer cellens polaritet såvel som den nukleare positionering. Derfor påvirker det den asymmetriske fordeling af organeller i cellen.,
centrosomet organiserer mikrotubuli i eukaryoter, det kan replikeres eller syntetiseres de novo, derfor kan centrosomer resyntetiseres efter deres ødelæggelse.
centrosomet er ansvarlig for kernen af mikrotubuli. Det er af afgørende betydning i mange processer i cellen, såsom vedligeholdelse af celle polaritet, position, distribution af organeller i cellen, chemotaxis, celle migration, og retningsbestemt vesikel transport, ud over forsamlingen af spindler i løbet af meiotisk og mitotiske division i flere typer af celler.,centrosomet styrer polariteten og placeringen af mikrotubuli i cellen. Følgelig har den en indirekte indflydelse på celleorganeller, der kan interagere med mikrotubuli, såsom filamenter i cytoskelettet. Derfor er centrosomet kendt for at være det”dynamiske centrum af cellen”.
morfologien, antallet og fordelingen af centrosomer varierer inden for den samme celle. Desuden kan deres funktion i nukleerende mikrotubuli også variere., Selvom en typisk eukaryotisk celle indeholder et kromosom, duplikeres antallet af centrosomer under den mitotiske opdeling af cellen.
de to dannede centrosomer leder den bipolære spindelenhed til den korrekte kromosomale adskillelse. For den korrekte progression af cellecyklussen medierer proteinerne, der er forbundet med centrosomet, interaktionen mellem et en .ym og dets substrat for at koordinere cellulære funktioner og centrosomkontrollen.,
kontrovers om nødvendigt
selvom centrosomet antages at være en væsentlig organel til opdelingsprocessen af en dyrecelle, viste nylige undersøgelser imidlertid, at centrosomer ikke er essentielle for overgangen af G1-S-fasen. Dette fund var baseret på en undersøgelse, hvor den humane celle skred frem over G1-fasen, selvom centrosomet blev fjernet ved laser eller mikrokirurgi., Imidlertid, centrosomet er vigtigt for overgangen af G1-S-fasen, hvor en undersøgelse viste, at tabet af centrosom førte til G1-arrestation, da centriolen blev ablateret efterfulgt af stærk lyseksponering, der frembragte stor stress for centriolerne i G1-fasen.
På trods af eksistensen af centrosomer ved spindelens poler i de fleste celler, er de normalt ikke til stede under den meiotiske opdeling af den kvindelige oocyt. Desuden er der ingen centrosomer til stede i cellerne i højere planter., I nogle arter bidrager centriolen til orienteringen af spindler såvel som forsikringen om mitotisk troskab. Derudover er centrioler vigtige for dannelsen af flagella og cilia.
Centrosome og Sygdomme
centrosome er i høj grad involveret i cellecyklus forordning; det forventes derfor, at have en rolle i tumorigenesis., I næsten alle humane tumorformer, herunder lever, bryst, knoglemarv, kolon, prostata og livmoderhalskræft abnormiteter blev fundet i antallet, struktur og størrelse af centrosomet.
Centrosome forstærkning opstår på grund af udtømning af tumor-suppressor protein (Rb) i pattedyr, samt BRCA1 brystkræft-genet mangel, centrosome forstærkning kan også opstå på grund af aurora En overexpression i tillæg til andre kinaser, der er involveret i udviklingen af kræft.,
amplificeringen af centrosomet kan forekomme på grund af defekter i cytokinesis eller fra dysregulering i replikationsmekanismen, hvilket kan føre til ustabilitet i cellens kromosom.
den centrosomale amplifikation i kræft fører til defekter i cilia-signalering, ændret funktion af mikrotubuli, hængende kromosomer og asymmetrisk celledeling, der fører til overproliferation.