Napatunayan na ang mga selula ng mga eukaryotic na organismo ay kinakatawan ng isang sistema ng mga lamad na bumubuo ng mga organel ng komposisyon ng protina-phospholipid. Gayunpaman, mayroong isang mahalagang pagbubukod sa panuntunang ito. Dalawang organelles (cell center at ribosome), pati na rin ang mga organelles ng paggalaw (flagella at cilia) ay may non-membrane na istraktura. Paano sila pinag-aralan? Sa gawaing ito, susubukan naming hanapin ang sagot sa tanong na ito, at pag-aralan din ang istruktura ng cell center ng cell, na kadalasang tinatawag na centrosome.
Lahat ba ng cell ay naglalaman ng cell center
Ang unang katotohanan na interesado ang mga siyentipiko ay ang opsyonal na presensya ng organoid na ito. Kaya, sa mas mababang fungi - chytridiomycetes - at sa mas mataas na mga halaman, wala ito. Tulad ng nangyari, sa algae, sa mga cell ng tao at sa karamihan ng mga hayop, ang pagkakaroon ng isang cell center ay kinakailangan para sa pagpapatupad ng mga proseso ng mitosis at meiosis. Ang mga somatic cell ay nahahati sa unang paraan, at ang mga sex cell ay nahahati sa kabilang paraan. Ang isang obligadong kalahok sa parehong mga proseso aysentrosom. Ang divergence ng centrioles nito sa mga pole ng dividing cell at ang pag-stretch ng fission spindle filament sa pagitan ng mga ito ay nagsisiguro ng karagdagang divergence ng mga chromosome na nakakabit sa mga filament na ito at sa mga pole ng mother cell.
Ang mga microscopic na pag-aaral ay nagsiwalat ng mga tampok na istruktura ng cell center. Kabilang dito ang mula sa isa hanggang sa ilang siksik na katawan - mga centrioles, kung saan lumalabas ang mga microtubule. Pag-aralan natin nang mas detalyado ang hitsura, gayundin ang istraktura ng cell center.
Centrosome sa interphase cell
Sa life cycle ng isang cell, makikita ang cell center sa panahon na tinatawag na interphase. Ang dalawang microcylinder ay karaniwang matatagpuan malapit sa nuclear membrane. Ang bawat isa sa kanila ay binubuo ng mga tubo ng protina, na nakolekta sa tatlong piraso (triplets). Siyam na ganoong istruktura ang bumubuo sa ibabaw ng centriole. Kung mayroong dalawa sa kanila (na madalas na nangyayari), kung gayon ang mga ito ay matatagpuan sa tamang mga anggulo sa bawat isa. Sa panahon ng buhay sa pagitan ng dalawang dibisyon, ang istraktura ng cell center sa cell ay halos pareho sa lahat ng eukaryotes.
Ultrastructure ng centrosome
Naging posible na pag-aralan nang detalyado ang istruktura ng cell center bilang resulta ng paggamit ng electron microscope. Natuklasan ng mga siyentipiko na ang mga centrosome cylinder ay may mga sumusunod na sukat: ang kanilang haba ay 0.3-0.5 microns, ang kanilang diameter ay 0.2 microns. Ang bilang ng mga centriole ay dumoble bago magsimula ang paghahati. Ito ay kinakailangan upang ang mga selula ng ina at anak na babae mismo, bilang resulta ng paghahati, ay tumanggapcell center, na binubuo ng dalawang centrioles. Ang mga tampok na istruktura ng cell center ay nakasalalay sa katotohanan na ang mga centriole na bumubuo dito ay hindi katumbas: ang isa sa kanila, ang mature (maternal), ay naglalaman ng mga karagdagang elemento: ang pericentriolar satellite at ang mga appendage nito. Ang immature centriole ay may partikular na site na tinatawag na cartwheel.
Gawi ng centrosome sa mitosis
Kilala na ang paglaki ng isang organismo, gayundin ang pagpaparami nito, ay nangyayari sa antas ng elementarya na yunit ng buhay na kalikasan, na siyang selula. Ang istraktura ng cell, lokalisasyon at pag-andar ng cell, pati na rin ang mga organelles nito, ay isinasaalang-alang ng cytology. Sa kabila ng katotohanan na ang mga siyentipiko ay gumawa ng maraming pananaliksik, ang cell center ay hindi pa rin sapat na pinag-aralan, bagaman ang papel nito sa cell division ay ganap na napaliwanagan. Sa prophase ng mitosis at sa prophase ng pagbawas ng dibisyon ng meiosis, ang mga centriole ay naghihiwalay patungo sa mga pole ng mother cell, at pagkatapos ay nabuo ang fission spindle thread. Ang mga ito ay nakakabit sa mga sentromer ng pangunahing paghihigpit ng mga kromosom. Para saan ito?
Spindle ng anaphase cell division
Ang mga eksperimento nina G. Boveri, A. Neil at iba pang mga siyentipiko ay naging posible na matukoy na ang istraktura ng cell center at ang mga function nito ay magkakaugnay. Ang pagkakaroon ng dalawang centriole na matatagpuan bipolarly na may kinalaman sa mga pole ng cell, at mga spindle filament sa pagitan ng mga ito, ay nagsisiguro ng pantay na pamamahagi ng mga chromosome na konektado sa microtubule sa bawat isa sa mga pole ng mother cell.
Kaya, ang bilang ng mga chromosome ay magiging pareho sa mga anak na selula bilang resulta ng mitosis, o kalahati ng dami (sa meiosis) gaya ng sa orihinal na mother cell. Ang partikular na interes ay ang katotohanan na ang istraktura ng cell center ay nagbabago at nauugnay sa mga yugto ng ikot ng buhay ng cell.
Chemical analysis ng organelle
Para sa mas mahusay na pag-unawa sa mga function at papel ng centrosome, pag-aralan natin kung anong mga organic compound ang kasama sa komposisyon nito. Tulad ng inaasahan ng isa, nangunguna ang mga protina. Sapat na alalahanin na ang istraktura at mga pag-andar ng lamad ng cell ay nakasalalay din sa pagkakaroon ng mga molekula ng peptide sa loob nito. Tandaan na ang mga protina sa centrosome ay may kakayahang contractile. Ang mga ito ay bahagi ng microtubule at tinatawag na tubulin. Sa pag-aaral ng panlabas at panloob na istraktura ng cell center, binanggit namin ang mga pantulong na elemento: pericentriolar satellite at centriole appendages. Kasama sa mga ito ang cenexin at myricitin.
Mayroon ding mga protina na kumokontrol sa metabolismo ng organoid. Ang mga ito ay kinase at phosphatase - mga espesyal na peptide na responsable para sa nucleation ng microtubule, iyon ay, para sa pagbuo ng isang aktibong molekula ng binhi, kung saan nagsisimula ang paglaki at synthesis ng radial microfilament.
Cell center bilang organizer ng fibrillar protein
Sa cytology, ang ideya ng centrosome bilang pangunahing organelle na responsable para sa pagbuo ng mga microtubule ay naganap na sa wakas. Salamat sa pangkalahatang pag-aaral ng K. Fulton, maaari itong maitalo na ang cell centernagbibigay ng prosesong ito sa apat na paraan. Halimbawa: polymerization ng fission spindle filament, pagbuo ng centrioles, paglikha ng radial system ng microtubule sa interphase cell, at, sa wakas, synthesis ng mga elemento sa pangunahing cilium. Ito ay isang espesyal na katangian ng pagbuo ng maternal centriole. Sa pamamagitan ng pag-aaral ng istraktura at pag-andar ng lamad ng cell, nakita ito ng mga siyentipiko sa ilalim ng isang electron microscope sa cell center pagkatapos ng mitotic cell division o sa oras ng pagsisimula ng mitosis. Sa yugto ng G2 ng interphase, pati na rin sa mga unang yugto ng prophase, nawawala ang cilium. Ayon sa kemikal na komposisyon nito, binubuo ito ng mga molekula ng tubulin at isang label kung saan makikilala ang isang mature na maternal centriole. Kaya paano nangyayari ang centrosome maturation? Isaalang-alang ang lahat ng mga nuances ng prosesong ito.
Mga yugto ng pagbuo ng centriole
Napag-alaman ng mga cytologist na ang anak na babae at maternal centriole na bumubuo sa diplosome ay hindi magkapareho sa istraktura. Kaya, ang mature na istraktura ay hangganan ng isang layer ng pericentriolar substance - isang mitotic halo. Ang buong pagkahinog ng daughter centriole ay tumatagal ng mas mahaba kaysa sa isang cell life cycle. Sa pagtatapos ng yugto ng G1 ng pangalawang siklo ng cell, ang bagong centriole ay kumikilos na bilang isang organizer ng microtubule at may kakayahang bumuo ng fission spindle filament, pati na rin ang pagbuo ng mga espesyal na organelles ng paggalaw. Maaari silang maging cilia at flagella, na matatagpuan sa unicellular protozoa (halimbawa, green euglena, ciliates-shoes), gayundin sa maraming algae, tulad ng chlamydomonas. Ang flagella na nabuo dahil sa microtubule ng cell center ay ibinibigay ng maramispores sa algae, gayundin ang mga germ cell ng mga hayop at tao.
Ang papel ng centrosome sa buhay ng cell
Kaya, nakita namin na ang isa sa pinakamaliit na mga organelle ng cell (ang sumasakop sa mas mababa sa 1% ng dami ng cell) ay gumaganap ng isang nangungunang papel sa pag-regulate ng metabolismo ng parehong mga cell ng halaman at hayop. Ang paglabag sa pagbuo ng spindle of division ay nangangailangan ng pagbuo ng genetically defective daughter cells. Ang kanilang mga set ng chromosome ay naiiba sa normal na bilang, na humahantong sa chromosomal aberrations. Bilang resulta, ang pag-unlad ng mga abnormal na indibidwal o ang kanilang pagkamatay. Sa medisina, ang katotohanan ng kaugnayan sa pagitan ng bilang ng mga centriole at ang panganib na magkaroon ng kanser ay naitatag. Halimbawa, kung ang mga normal na selula ng balat ay naglalaman ng 2 centrioles, kung gayon ang isang tissue biopsy sa kaso ng kanser sa balat ay nagpapakita ng pagtaas sa kanilang bilang sa 4-6. Ang mga resulta na ito ay nagbibigay ng katibayan para sa pangunahing papel ng centrosome sa kontrol ng cell division. Itinuturo ng kamakailang pang-eksperimentong data ang mahalagang papel ng organelle na ito sa mga proseso ng intracellular transport. Ang natatanging istraktura ng cell center ay nagbibigay-daan sa ito upang ayusin ang parehong hugis ng cell at pagbabago nito. Sa isang normal na umuunlad na yunit, ang centrosome ay matatagpuan sa tabi ng Golgi apparatus, malapit sa nucleus, at kasama ng mga ito ay nagbibigay ng integrative at signaling function sa pagpapatupad ng mitosis, meiosis, pati na rin ang programmed cell death - apoptosis. Iyon ang dahilan kung bakit itinuturing ng mga modernong cytologist ang centrosome bilang isang mahalagang pinag-isang organelle ng cell, na responsable para sa paghahati nito at para sa buongpangkalahatang metabolismo.
