CENTROSOM: FUNKTIONER OCH STRUKTUR - BIOLOGI - 2025

Den centrosom är ett membranfritt cellorganell som deltar i processer av celldelning, cellrörlighet, cell polaritet, intracellulär transport, organisationen av mikrotubulnätverket, och vid framställning av cilier och flagella.

På grund av dess huvudfunktion är det känt som ”organiseringscentrum för mikrotubuli”. I de flesta fall är denna struktur mycket nära cellkärnan och är starkt associerad med kärnhöljet.

I djurceller bildas centrosomer av två centrioler nedsänkta i en pericentriolar matris, rik på olika typer av proteiner. Centriolerna ansvarar för att organisera mikrotubulorna i spindeln.

Dessa strukturer är emellertid inte väsentliga för processerna för celldelning. I de flesta växter och andra eukaryoter saknar faktiskt centrosomerna centrioler.

Alla centrosomer är av föräldrars ursprung, eftersom ögonets centrosom inaktiveras i det ögonblick då befruktningen inträffar. Därför kommer centrosomen som styr cellfördelningsprocesser efter befruktning enbart från spermierna. Till skillnad från till exempel mitokondrierna, som är mödrarnas ursprung.

En ganska nära relation har upprättats mellan förändringar i centrosomerna och utvecklingen av cancerceller.

Centrosomens huvudfunktioner

I olika linjer av eukaryoter betraktas centrosomer som multifunktionella organeller som utför ett betydande antal cellulära uppgifter.

Centrosomernas huvudfunktion är att organisera mikrotubulerna och främja polymerisationen av underenheterna i ett protein som kallas ”tubulin”. Detta protein är huvudkomponenten i mikrotubuli.

Centrosomer är en del av den mitotiska apparaten. Förutom centrosomerna inkluderar denna apparat den mitotiska spindeln, bildad av mikrotubulerna, som föds i varje centrosom och förbinder kromosomerna med polerna i cellerna.

Vid celldelning beror den lika segregeringen av kromosomer till dotterceller väsentligen av denna process.

När cellen har en ojämn eller onormal uppsättning av kromosomer kan organismen vara oundviklig eller tillväxten av tumörer kan gynnas.

Sekundära funktioner

Centrosomer är involverade i att bibehålla cellform och är också involverade i membranrörelser, eftersom de är direkt relaterade till mikrotubuli och andra element i cytoskeletten.

Nyligen genomförda studier har föreslagit en ny funktion av centrosomerna, relaterade till genomets stabilitet. Detta är avgörande för normal utveckling av celler och, om den misslyckas, kan det leda till utveckling av olika patologier.

Huruvida djurceller kan utvecklas ordentligt i frånvaro av centrioler är ett hett diskuterat ämne i litteraturen.

Vissa experter stöder idén att även om vissa djurceller kan sprida sig och överleva i frånvaro av centrioler, visar de avvikande utveckling. Å andra sidan finns det också bevis som stöder motsatt ståndpunkt.

Strukturera

Centrosomer består av två centrioler (ett par, även kallad diplosomer) omgiven av pericentriolarmatrisen.

centrioler

Centriolerna är formade som cylindrar och liknar ett fat. I ryggradsdjur är de 0,2 um breda och 0,3 till 0,5 um långa.

I sin tur är dessa cylindriska strukturer organiserade i nio ringformade mikrotubulistripletter. Denna beställning benämns vanligtvis 9 + 0.

Siffran 9 indikerar de nio mikrotubulorna och noll avser deras frånvaro i den centrala delen. Mikrotubuli fungerar som ett slags bältesystem som motstår cytoskeletalkompression.

I centrosomerna finns det tre typer av mikrotubuli, var och en med en definierad funktion och distribution:

-Astrala mikrotubuli, som förankrar centrosomen till cellmembranet med korta förlängningar.

-Minrotubulerna i kinetokoren (kinetokoren är en struktur av kromosomen belägen i dess centromerer), som kopplar samman kinetokoren associerad med kromosomen med centrosomerna.

-Slutligen de polära mikrotubulorna, belägna vid båda polerna för användning.

Centriolerna ger dessutom upphov till baskropparna. Båda artiklarna är konvertibla. Dessa är strukturerna från vilka cilia och flagella kommer, element som tillåter rörelse i vissa organismer.

Pericentriolar matris

Matrisen eller det pericentriolära materialet är ett granulärt och ganska tätt område av cytoplasman. Det består av en varierad uppsättning proteiner.

Huvudproteinerna i denna amorfa matris är tubulin och pericentrin. Båda har förmågan att interagera med mikrotubulor för förening av kromosomer.

Specifikt är det ɣ tubulinringarna som fungerar som kärnbildningsställen för utveckling av mikrotubuli som sedan strålar ut från centrosomen.

Centrosomer och cellcykeln

Storleken och sammansättningen av proteiner i centrosomer varierar väsentligt under olika stadier av cellcykeln. För att replikera gör centrosomerna det från en redan existerande.

Interfasceller innehåller endast en centrosom. Detta dupliceras endast en gång under cellcykeln och ger upphov till två centrosomer.

I G1-fasen av cykeln är de två centriolerna orienterade ortogonalt (bildar en vinkel på 90 grader), vilket är deras karakteristiska position.

När cellen passerar G1-fasen inträffar en viktig kontrollpunkt för cellcykeln, DNA replikeras och celldelning sker. Samtidigt börjar replikationen av centrosomerna.

Vid denna punkt separeras de två centriolen med ett kort avstånd, och varje originalcentriole ger upphov till en ny. Uppenbarligen sker denna synkronisering av händelser genom verkan av enzymer som kallas kinaser.

I G ₂ / M fas, är dupliceringen av de centrosomer fullbordats och varje nytt centrosom är sammansatt av en ny och en gammal centriol. Denna process kallas centrosomcykeln.

Dessa två centrioler, även kända som "moder" centriole och "barn" centriole, är inte helt identiska.

Modercentriolerna har förlängningar eller tillägg som kan tjäna till att förankra mikrotubulor. Dessa strukturer är frånvarande i dottercentriolerna.

referenser

1. Alieva, IB, & Uzbekov, RE (2016). Var är gränserna för centrosomen? Bioarkitektur, 6 (3), 47-52.
2. Azimzadeh, J. (2014). Utforska centrosomernas evolutionshistoria. Filosofiska transaktioner från Royal Society of London. Serie B, 369 (1650), 20130453.
3. Azimzadeh, J., & Bornens, M. (2007). Struktur och duplikering av centrosomen. Journal of cell science, 120 (13), 2139-2142.
4. D'Assoro, AB, Lingle, WL, & Salisbury, JL (2002). Centrosomförstärkning och utveckling av cancer. Oncogen, 21 (40), 6146.
5. Kierszenbaum, A., & Tres, L. (2017). Histologi och cellbiologi. Introduktion till patologisk anatomi. Andra upplagan. Elsevier.
6. Lerit, DA, & Poulton, JS (2016). Centrosomer är multifunktionella regulatorer för genomstabilitet. Kromosomforskning, 24 (1), 5-17.
7. Lodish, H. (2005). Cellulär och molekylärbiologi. Redaktör Médica Panamericana.
8. Matorras, R., Hernández, J., & Molero, D. (2008). Avhandling om mänsklig reproduktion för ammande. Pan American.
9. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Introduktion till mikrobiologi. Redaktör Médica Panamericana.