Fungsi dan Ciri Centriolos

The Centriolos Mereka adalah struktur sel silinder yang terdiri daripada kumpulan microtubules. Mereka dibentuk oleh protein tubulin, yang terdapat di kebanyakan sel eukariotik.

Sepasang centril yang berkaitan, dikelilingi oleh laporan massa bahan padat yang dipanggil bahan pericentriolar (PCM) membentuk struktur yang dipanggil pusat.

Fungsi centrioles adalah untuk mengarahkan pemasangan microtubules, mengambil bahagian dalam organisasi selular (kedudukan nukleus dan pelupusan spatial sel), pembentukan dan fungsi flagella dan silia (silia) dan pembahagian sel (mitosis dan meiosis).

Centriolos ditemui dalam struktur selular yang dikenali sebagai sel haiwan dan tidak hadir dalam sel tumbuhan.

Kecacatan dalam struktur atau bilangan centrioles dalam setiap sel mungkin mempunyai akibat yang besar untuk fisiologi organisma, yang menghasilkan perubahan dalam tindak balas terhadap tekanan semasa keradangan, kemandulan lelaki, penyakit neurodegeneratif dan pembentukan tumor, antara lain.

Centriole adalah struktur silinder. Sepasang centrioles yang berkaitan, dikelilingi oleh laporan massa bahan padat (dipanggil "bahan pericentriolar", atau pcm), membentuk struktur kompaun yang disebut "pusat". 

Mereka menganggap diri mereka tidak penting sehingga beberapa tahun yang lalu, apabila organel utama disimpulkan dalam menjalankan pembahagian sel dan pertindihan (mitosis) dalam sel eukariotik (terutamanya pada manusia dan haiwan lain).

Centriol

Sembilan microtubules triplets yang disusun di sekitar lilitan (membentuk silinder berongga pendek), adalah "blok pembinaan" dan struktur utama centriole. 

Selama bertahun -tahun struktur dan fungsi centrioles diabaikan, walaupun untuk tahun 1880 -an, pusat -pusat telah divisualisasikan oleh mikroskopi optik.

Theodor Boveri menerbitkan karya seminal pada tahun 1888, menggambarkan asal -usul pusat dari sperma selepas persenyawaan. Dalam komunikasi ringkasnya pada tahun 1887, Boveri menulis bahawa:

"Pusat mewakili pusat dinamik sel; Bahagiannya mewujudkan pusat -pusat sel -sel anak perempuan yang terbentuk, di mana semua komponen sel lain dianjurkan secara simetri ... Pusat -pusat adalah organ pembahagi sebenar sel, dia separuh bahagian nuklear dan selular "(Scheer, 2014: 1). [Terjemahan pengarang].

Tidak lama selepas pertengahan abad ke -dua, dengan perkembangan mikroskopi elektronik, tingkah laku centrioles dikaji dan dijelaskan oleh Paul Schafer.

Malangnya, kerja ini diabaikan kerana sebahagian besarnya fakta bahawa kepentingan penyelidik mula memberi tumpuan kepada penemuan Watson dan Krick mengenai DNA. 

Pusat

Sepasang centrioles, yang terletak bersebelahan dengan nukleus dan tegak lurus antara satu sama lain, adalah "yang berpusat". Salah satu centrioles dikenali sebagai "bapa" (atau ibu). Yang lain dikenali sebagai "anak" (atau anak perempuan; ia sedikit lebih pendek, dan asasnya melekat pada pangkalan ibu).

Proksimal berakhir (dalam hubungan kedua -dua centrioles) ditenggelamkan dalam "awan" protein (mungkin sehingga 300 atau lebih) yang dikenali sebagai Pusat Pertubuhan Microtubules (MTOC), kerana ia menyediakan protein yang diperlukan untuk pembinaan pembinaan microtubules.

Boleh melayani anda: daya maju penyelidikan

MTOC juga dikenali sebagai "bahan pericentriolar", dan mempunyai beban negatif. Secara terbalik, hujung distal (jauh dari sambungan kedua -dua centrioles) dimuatkan secara positif.

Sepasang centrioles, bersama -sama dengan mtoc sekitarnya, dikenali sebagai "pusat". 

Pertindihan pusat

Ketika centrioles mula menduplikasi, bapa dan anak itu memisahkan sedikit dan kemudian setiap centriole mulai membentuk centriolo baru di pangkalannya: ayah dengan anak baru, dan anak lelaki dengan anak baru sendiri ("cucu" ).

Walaupun pertindihan centriole berlaku, DNA teras juga menduplikasi dan dipisahkan. Iaitu, penyelidikan semasa menunjukkan bahawa pertindihan centriole dan pemisahan DNA, entah bagaimana, dikaitkan. 

Duplikasi dan pembahagian sel (mitosis)

Proses mitosis sering diterangkan dari segi fasa inisiatif, yang dikenali sebagai "antara muka", diikuti oleh empat fasa pembangunan.

Semasa antara muka, centrioles berganda dan terpisah menjadi dua pasang (salah satu daripada rakan sebaya ini mula bergerak ke arah seberang nukleus) dan DNA dibahagikan.

Selepas pertindihan centrioles, microtubules centrioles meluas dan menyelaraskan sepanjang paksi utama nukleus, membentuk "spindle mitosis".

Pada yang pertama dari empat fasa pembangunan (Fasa I atau "Profas"), kromosom memeluk dan pendekatan, dan membran nuklear mula melemahkan dan membubarkan. Pada masa yang sama spindle mitotik dibentuk dengan pasangan centriol yang kini terletak di hujung gelendong.

Pada fasa kedua (fasa II atau "metaphase"), rantai kromosom sejajar dengan paksi spindle mitosis.

Pada fasa ketiga (fasa III atau "anaphase"), rantai kromosom dibahagikan dan bergerak ke arah ujung bertentangan spindle mitosis, kini memanjang.

Akhirnya, pada fasa keempat (fasa IV atau "telophase"), membran nuklear baru di sekitar kromosom yang berasingan dibentuk, spindle mitosis dibatalkan dan pemisahan sel mula selesai dengan separuh sitoplasma yang berlaku dengan setiap nukleus baru.

Pada setiap hujung spindle mitosis, pasangan centriole memberikan pengaruh penting (nampaknya berkaitan dengan daya yang dikenakan oleh medan elektromagnet yang dihasilkan oleh beban negatif dan positif dari hujung proksimal dan distal mereka) di seluruh sel pembahagian sel. 

Pusat dan tindak balas imun

Pendedahan tekanan mempengaruhi fungsi, kualiti dan tempoh kehidupan organisma. Tekanan yang dihasilkan, contohnya oleh jangkitan, boleh menyebabkan keradangan tisu yang dijangkiti, mengaktifkan tindak balas imun dalam badan. Tanggapan ini melindungi badan yang terjejas, menghapuskan patogen.

Banyak aspek fungsi sistem imun terkenal. Walau bagaimanapun, peristiwa molekul, struktur dan fisiologi di mana pusat -pusat terlibat masih menjadi teka -teki.

Boleh melayani anda: Laporan Eksperimen

Kajian terbaru telah menemui perubahan dinamik yang tidak dijangka dalam struktur, lokasi dan fungsi pusat dalam keadaan yang berbeza yang berkaitan dengan tekanan. Sebagai contoh, selepas meniru keadaan jangkitan, peningkatan pengeluaran PCM dan microtubules dalam sel antara muka telah dijumpai.

Pusat dalam sinapsis imun

Pusat ini mempunyai peranan yang sangat penting dalam struktur dan fungsi sinapsis imun (SI). Struktur ini dibentuk oleh interaksi khusus antara sel T dan sel penyampaian antigen (CPA). Interaksi sel sel ini memulakan penghijrahan yang berpusat ke arah SI dan gandingannya yang seterusnya ke membran plasma.

Gandingan pusat di SI adalah serupa dengan yang diperhatikan semasa silogenesis. Walau bagaimanapun, dalam kes ini, ia tidak memulakan perhimpunan silia, tetapi mengambil bahagian dalam organisasi SI dan rembesan vesikel sitotoksik kepada Lisar sel sasaran, menjadi organ utama dalam pengaktifan sel T.

Pusat dan tekanan haba

Pusat -pusat ini adalah sasaran "molekul chaperonas" (satu set protein yang fungsinya untuk membantu lipatan pemasangan dan pengangkutan sel protein lain) yang memberikan perlindungan terhadap pendedahan kepada kejutan dan tekanan haba.

Antara faktor tekanan yang mempengaruhi pusat, kerosakan kepada DNA dan haba dimasukkan (seperti yang dialami oleh sel pesakit demam). Kerosakan DNA memulakan laluan pembaikan DNA, yang boleh menjejaskan fungsi pusat dan komposisi protein.

Tekanan yang dihasilkan oleh haba menyebabkan pengubahsuaian struktur centriole, gangguan pusat dan pengaktifan sepenuhnya keupayaannya untuk membentuk microtubules, mengubah pembentukan spindle mitosis dan mencegah myitosis.

Gangguan fungsi pusat semasa demam boleh menjadi tindak balas adaptif untuk menyahaktifkan tiang gelendong dan menghalang pembahagian DNA yang tidak normal semasa mitosis, terutamanya memandangkan potensi disfungsi protein berganda selepas denaturasi yang diinduksi haba.

Juga, ia dapat memberikan sel untuk memulihkan kolam protein berfungsi sebelum memulakan semula bahagian sel.

Satu lagi akibat dari pengaktifan yang berpusat semasa demam adalah ketidakupayaan untuk bergerak ke IS untuk mengaturnya dan mengambil bahagian dalam rembesan vesikel sitotoksik.

Perkembangan abnormal centrioles

Perkembangan centriolo adalah proses yang agak rumit dan, walaupun satu siri protein pengawalseliaan mengambil bahagian dalamnya, pelbagai jenis kegagalan dapat terjadi.

Sekiranya terdapat ketidakseimbangan dalam perkadaran protein, kanak -kanak centriolo boleh rosak, geometrinya dapat diputarbelitkan, paksi pasangan dapat menyimpang dari keseragaman, beberapa anak dapat berkembang, anak sentriol dapat mencapai panjang penuh sebelum waktu, atau pasangan decoupling dapat ditangguhkan.

Ia dapat melayani anda: persekitaran semula jadi dan sosial dengan memuaskan keperluan manusia

Apabila terdapat pertindihan yang salah atau salah centrioles (dengan kecacatan geometri dan / atau pelbagai duplikasi), replikasi DNA diubah, ketidakstabilan kromosom dibentangkan (CIN).

Begitu juga, pusat -pusat pusat (contohnya, pusat yang diperbesar atau diperluas) membawa kepada CIN, dan mempromosikan pembangunan pelbagai centrioles kanak -kanak.

Kesalahan pembangunan ini menghasilkan kerosakan pada sel yang bahkan boleh menyebabkan malignan.

Centrioles yang tidak normal dan sel malignan

Terima kasih kepada campur tangan protein pengawalseliaan, apabila anomali dikesan dalam pembangunan centrioles dan/atau pusat, sel dapat melaksanakan pembetulan diri anomali.

Walau bagaimanapun, jika pembetulan diri terhadap anomali, centrioles yang tidak normal atau dengan pelbagai kanak-kanak ("sentriel supernumerary" boleh dicapai) boleh membawa kepada penjanaan tumor ("tumorigenesis") atau kematian sel.

Centrioles supernumerary cenderung berkumpul, yang membawa kepada pengumpulan pusat ("pusat penguatan", ciri -ciri sel kanser), mengubah polariti sel dan perkembangan mitosis normal, mengakibatkan penampilan tumor.

Sel -sel dengan centrioles supernumerary dicirikan dengan membentangkan bahan pericentriolar yang berlebihan, gangguan struktur silinder atau panjang yang berlebihan dari centrioles dan centrioles yang tidak berlebihan atau kurang diletakkan.

Telah dicadangkan bahawa kelompok centrioles atau pusat dalam sel-sel kanser boleh berfungsi sebagai "biomarker" dalam penggunaan agen terapeutik dan imaginologi, seperti nanopartikel super paramagnetik.

Rujukan

1. Borisy, g., Heald, r., Howard, J., JANKE, c., Musacchio, a., & Nogales, dan. (2016). Microtubules: 50 tahun dari penemuan tubulin. Ulasan Alam Biologi Sel Molekul, 17 (5), 322-328.
2. Buchwalter, r. Ke., Chen, j. V., Zheng, dan., & Megraw, t. L. Pusat di bahagian sel, pembangunan dan penyakit. els.
3. Gambarotto, d., & Basto, r. (2016). Kekecewaan Pusat Berangka Kecacatan dalam Pembangunan dan Penyakit. Dalam microtubule cystoskeleton (pp. 117-149). Springer Vienna.
4. Huston, r. L. (2016). Kajian semula aktiviti centriole, dan aktiviti yang salah, semasa pembahagian sel. Kemajuan dalam Biosains dan Bioteknologi, 7 (03), 169.
5. Inaba, k., & Mizuno, k. (2016). Disfungsi sperma dan ciliopati. Perubatan dan Biologi Reproduktif, 15 (2), 77-94.
6. Keeling, j., Tsiokas, l., & Maskey, D. (2016). Mekanisme sel kawalan panjang ciliary. Sel, 5 (1), 6.
7. Lodish, h., Berk, a., Kaiser, c. Ke., Krieger, m., Bretscher, a., Ploegh, h., Amon, a., Martin, k. C. (2016). Biologi sel molekul. New York: W. H. Freeman dan Syarikat.
8. Matamoros, a. J., & Baas, p. W. (2016). Microtubules dalam penyakit kesihatan dan degeneratif sistem saraf. Buletin Penyelidikan Otak, 126, 217-225.
9. Pellegrini, l., Wetzel, a., Grannó, s., Heaton, g., & Harvey, k. (2016). Kembali ke Tubule: Dinamika Microtubule dalam Penyakit Parkinson. Sains Hayat Selular dan Molekul, 1-26.
10. Scheer, u. (2014). Akar Sejarah Penyelidikan Pusat: Penemuan Slaid Mikroskop Boveri di Würzburg. Phil. Trans. R. SOC. B, 369 (1650), 20130469.