Centrosome Funktionen und Struktur



Die Zentrosom ist eine membranfreie Zellorganelle, die an Prozessen der Zellteilung, Zellmotilität, Zellpolarität, intrazellulären Transport, Mikrotubuli-Netzwerkorganisation und an der Produktion von Zilien und Flagellen beteiligt ist.

Aufgrund seiner Hauptfunktion ist es als "Mikrotubule Organisationszentrum" bekannt. In den meisten Fällen befindet sich diese Struktur sehr nahe am Zellkern und ist eng mit der Kernhülle verbunden.

In Tierzellen werden Zentrosomen durch zwei Zentriolen gebildet, die in eine pericentriolare Matrix eingetaucht sind, die reich an verschiedenen Arten von Proteinen ist. Die Centriolen sind verantwortlich für die Organisation der Mikrotubuli der Spindel.

Diese Strukturen sind jedoch für Zellteilungsprozesse nicht wesentlich. Tatsächlich fehlt Zentrosomen in den meisten Pflanzen und anderen Eukaryoten Centriolen.

Alle Zentrosomen sind elterlichen Ursprungs, da zum Zeitpunkt der Befruchtung das Zentrosom der Eizelle inaktiv wird. Daher kommt das Zentrosom, das die Prozesse der Zellteilung nach der Befruchtung steuert, nur von den Spermien. Im Gegensatz zu den Mitochondrien zum Beispiel, die mütterlichen Ursprungs sind.

Zwischen Veränderungen der Zentrosomen und der Entwicklung von Krebszellen besteht eine recht enge Beziehung.

Index

  • 1 Hauptfunktionen des Zentrosoms
    • 1.1 Nebenfunktionen
  • 2 Struktur
    • 2.1 Centriolos
    • 2.2 Perikentriol-Matrix
  • 3 Zentrosomen und Zellzyklus
  • 4 Referenzen

Hauptfunktionen des Zentrosoms

In verschiedenen eukaryotischen Linien werden Zentrosomen als multifunktionale Organellen betrachtet, die eine signifikante Anzahl zellulärer Aufgaben erfüllen.

Die Hauptfunktion der Zentrosomen besteht darin, die Mikrotubuli zu organisieren und die Polymerisation der Untereinheiten eines Proteins namens "Tubulin" zu fördern. Dieses Protein ist der Hauptbestandteil von Mikrotubuli.

Die Zentrosomen sind Teil des mitotischen Apparates. Zusätzlich zu den Zentrosomen enthält diese Vorrichtung die mitotische Spindel, die durch die Mikrotubuli gebildet wird, die in jedem Zentrosom geboren werden und die Chromosomen mit den Polen der Zellen verbinden.

Bei der Zellteilung hängt die gleiche Trennung von Chromosomen zu Tochterzellen wesentlich von diesem Prozess ab.

Wenn die Zelle einen ungleichen oder abnormalen Satz von Chromosomen aufweist, ist der Organismus möglicherweise undurchführbar oder das Wachstum von Tumoren kann begünstigt sein.

Sekundäre Funktionen

Die Zentrosomen sind an der Aufrechterhaltung der Zellform beteiligt und nehmen auch an den Bewegungen der Membranen teil, da sie direkt mit den Mikrotubuli und anderen Elementen des Zytoskeletts verwandt sind.

Neuere Studien haben eine neue Funktion von Zentrosomen nahe gelegt, die mit der Stabilität des Genoms zusammenhängt. Dies ist entscheidend für die normale Entwicklung von Zellen und kann, wenn sie fehlschlägt, zur Entwicklung verschiedener Pathologien führen.

Ob sich Tierzellen in Abwesenheit von Zentriolen richtig entwickeln können oder nicht, ist ein heiß diskutiertes Thema in der Literatur.

Einige Experten unterstützen die Idee, dass, obwohl bestimmte Tierzellen sich in Abwesenheit von Zentriolen vermehren und überleben können, sie eine abweichende Entwicklung zeigen. Auf der anderen Seite gibt es auch Hinweise, die die gegenteilige Position unterstützen.

Struktur

Die Zentrosomen bestehen aus zwei Zentriolen (ein Paar, auch Diplosome genannt), die von der pericentriolaren Matrix umgeben sind.

Centriolos

Die Zentriolen haben die Form von Zylindern und ähneln einem Lauf. In Wirbeltieren messen sie 0,2 μm breit und 0,3 bis 0,5 μm lang.

Diese zylindrischen Strukturen wiederum sind in neun Drillinge von Mikrotubuli in Form eines Rings organisiert. Diese Art wird normalerweise als 9 + 0 bezeichnet.

Die Zahl 9 gibt die neun Mikrotubuli an und die Null bezieht sich auf deren Abwesenheit im zentralen Teil. Die Mikrotubuli fungieren als eine Art von Balkensystemen, die der Kompression des Zytoskeletts widerstehen.

In den Zentrosomen gibt es drei Arten von Mikrotubuli mit jeweils einer definierten Funktion und Verteilung:

- Die astralen Mikrotubuli, die das Zentrosom durch kurze Extensionen mit der Zellmembran verankern.

- Die Kinetochor-Mikrotubuli (Kinetochor ist eine Struktur des Chromosoms, die sich in deren Zentromeren befindet), die an den mit den Chromosom-Zentrosomen assoziierten Kinetochoren anhaften.

- Endlich polare Mikrotubuli, die sich in beiden Polen befinden.

Außerdem bilden die Zentriolen die Basalkörper. Beide Elemente sind untereinander konvertierbar. Dies sind die Strukturen, aus denen Cilien und Flagellen kommen, Elemente, die die Fortbewegung in bestimmten Organismen ermöglichen.

Pericentriolar Matrix

Die Matrix oder das pericentriolare Material ist eine Zone des granulären und ziemlich dichten Zytoplasmas. Es besteht aus einer Vielzahl von Proteinen.

Die Hauptproteine ​​dieser amorphen Matrix sind Tubulin und Pericentrin. Beide haben die Fähigkeit, mit Mikrotubuli für die Vereinigung von Chromosomen zu interagieren.

Insbesondere sind es Tubulinringe, die als Keimbildungszonen für die Entwicklung von Mikrotubuli dienen, die dann aus dem Zentrosom ausstrahlen.

Zentrosomen und Zellzyklus

Die Größe und Zusammensetzung von Proteinen in Zentrosomen variieren erheblich während der verschiedenen Stadien des Zellzyklus. Um es zu replizieren, machen Centrosomen es aus einem bereits bestehenden.

Interphase-Zellen enthalten nur ein Zentrosom. Dies wird nur einmal während des Zellzyklus dupliziert und führt zu zwei Zentrosomen.

In der Phase G1 des Zyklus sind die zwei Zentriolen orthogonal ausgerichtet (bilden einen Winkel von 90 Grad), was ihre charakteristische Position ist.

Wenn die Zelle die G1-Phase passiert, ein wichtiger Kontrollpunkt des Zellzyklus, repliziert die DNA und es kommt zur Zellteilung. Gleichzeitig initiiert es die Replikation von Zentrosomen.

An diesem Punkt sind die beiden Zentriolen um eine kurze Distanz getrennt, und jede ursprüngliche Zentriole ergibt eine neue. Offensichtlich geschieht diese Synchronisation von Ereignissen durch die Wirkung von Kinasen genannten Enzymen.

In Phase G2Die M-Duplizierung von Zentrosomen ist abgeschlossen und jedes neue Zentrosom besteht aus einer neuen Zentriole und einer alten. Dieser Prozess wird als Zentrosom-Zyklus bezeichnet.

Diese beiden Zentriolen, die auch als "Mutter" und "Sohn" Zentriol bezeichnet werden, sind nicht vollständig identisch.

Die Mutterzentriolen haben Erweiterungen oder Anhängsel, die zur Verankerung der Mikrotubuli dienen können. Diese Strukturen fehlen in den Kinderzentriolen.

Referenzen

  1. Alieva, I. B. & Usbekow, R. E. (2016). Wo sind die Grenzen des Zentrosoms? Bioarchitektur, 6(3), 47-52.
  2. Azimzadeh, J. (2014). Erforschung der Entwicklungsgeschichte von Zentrosomen. Philosophische Transaktionen der Royal Society of London. Serie B, 369(1650), 20130453.
  3. Azimzadeh, J. & Bornens, M. (2007). Struktur und Duplizierung des Zentrosoms. Zeitschrift für Zellwissenschaften, 120(13), 2139-2142.
  4. D'Assoro, A. B., Lingle, W. L., und Salisbury, J. L. (2002). Centrosom Verstärkung und die Entwicklung von Krebs. Onkogen, 21(40), 6146.
  5. Kierszenbaum, A., & Tres, L. (2017). Histologie und Zellbiologie. Einführung in die pathologische Anatomie. Zweite Ausgabe. Elsevier
  6. Lerit, D.A., und Poulton, J.S. (2016). Centrosomen sind multifunktionale Regulatoren der Genomstabilität. Chromosomenforschung, 24(1), 5-17.
  7. Lodish, H. (2005). Zell- und Molekularbiologie. Editorial Panamericana Medizin.
  8. Matorras, R., Hernández, J. & Molero, D. (2008). Vertrag der menschlichen Fortpflanzung für die Pflege. Panamerikanisch
  9. Tortora, G.J., Funke, B.R., und Case, C.L. (2007). Einführung in die Mikrobiologie. Editorial Panamericana Medizin.