Està demostrat que les cèl·lules dels organismes eucariotes estan representades per un sistema de membranes que formen orgànuls de composició proteïna-fosfolípid. Tanmateix, hi ha una excepció important a aquesta regla. Dos orgànuls (centre cel·lular i ribosoma), així com els orgànuls de moviment (flagel·los i cilis) tenen una estructura no membranosa. Com s'educa? En aquest treball, intentarem trobar la resposta a aquesta pregunta i també estudiarem l'estructura del centre cel·lular de la cèl·lula, sovint anomenat centrosoma.
Totes les cel·les contenen un centre de cel·les
El primer fet que interessa als científics és la presència opcional d'aquest organoide. Per tant, en els fongs inferiors -quitridiomicets- i en les plantes superiors, està absent. Com va resultar, a les algues, a les cèl·lules humanes i a la majoria dels animals, la presència d'un centre cel·lular és necessària per a la implementació dels processos de mitosi i meiosi. Les cèl·lules somàtiques es divideixen de la primera manera, i les cèl·lules sexuals es divideixen de l' altra. Un participant obligatori en ambdós processos éscentrosoma. La divergència dels seus centríols als pols de la cèl·lula en divisió i l'estirament dels filaments del fus de fissió entre ells assegura una divergència addicional dels cromosomes units a aquests filaments i als pols de la cèl·lula mare.
Els estudis microscòpics van revelar característiques estructurals del centre cel·lular. Inclou d'un a diversos cossos densos: centríols, dels quals surten els microtúbuls. Estudiem amb més detall l'aspecte, així com l'estructura del centre cel·lular.
Centrosoma a la cèl·lula d'interfase
En el cicle de vida d'una cèl·lula, el centre cel·lular es pot veure durant un període anomenat interfase. Dos microcilindres solen estar situats prop de la membrana nuclear. Cadascun d'ells està format per tubs de proteïnes, recollits en tres peces (triplets). Nou d'aquestes estructures formen la superfície del centríol. Si n'hi ha dos (cosa que passa amb més freqüència), es troben en angle recte entre si. Durant el període de vida entre dues divisions, l'estructura del centre cel·lular de la cèl·lula és gairebé la mateixa en tots els eucariotes.
Ultraestructura del centrosoma
Va ser possible estudiar amb detall l'estructura del centre cel·lular com a resultat de l'ús d'un microscopi electrònic. Els científics han trobat que els cilindres del centrosoma tenen les següents dimensions: la seva longitud és de 0,3-0,5 micres, el seu diàmetre és de 0,2 micres. El nombre de centríols es duplica abans que comenci la divisió. Això és necessari perquè les mateixes cèl·lules mare i filles, com a resultat de la divisió, rebincentre cel·lular, format per dos centríols. Les característiques estructurals del centre cel·lular rauen en el fet que els centríols que el formen no són equivalents: un d'ells, el madur (matern), conté elements addicionals: el satèl·lit pericentriolar i els seus apèndixs. El centríol immadur té un lloc específic anomenat roda de carro.
Comportament del centrosoma en la mitosi
És ben sabut que el creixement d'un organisme, així com la seva reproducció, es produeix a nivell de la unitat elemental de la naturalesa viva, que és la cèl·lula. L'estructura de la cèl·lula, la localització i les funcions de la cèl·lula, així com els seus orgànuls, són considerades per la citologia. Malgrat que els científics han fet moltes investigacions, el centre cel·lular encara està poc estudiat, tot i que el seu paper en la divisió cel·lular ha quedat totalment dilucidat. En la profase de la mitosi i en la profase de la divisió de reducció de la meiosi, els centríols divergeixen cap als pols de la cèl·lula mare, i aleshores es forma el fil del fus de fissió. Estan units als centròmers de la constricció primària dels cromosomes. Per a què serveix?
Fus de la divisió cel·lular anafase
Els experiments de G. Boveri, A. Neil i altres científics van permetre establir que l'estructura del centre cel·lular i les seves funcions estan interconnectades. La presència de dos centríols situats bipolarment respecte als pols de la cèl·lula, i filaments fusos entre ells, assegura una distribució uniforme dels cromosomes connectats a microtúbuls a cadascun dels pols de la cèl·lula mare.
Així, el nombre de cromosomes serà el mateix a les cèl·lules filles com a resultat de la mitosi, o la meitat (en la meiosi) que a la cèl·lula mare original. De particular interès és el fet que l'estructura del centre cel·lular canvia i està correlacionada amb les etapes del cicle de vida cel·lular.
Anàlisi química dels orgànuls
Per a una millor comprensió de les funcions i el paper del centrosoma, estudiem quins compostos orgànics s'inclouen en la seva composició. Com era d'esperar, les proteïnes són líders. N'hi ha prou amb recordar que l'estructura i les funcions de la membrana cel·lular també depenen de la presència de molècules peptídiques en ella. Tingueu en compte que les proteïnes del centrosoma tenen una capacitat contràctil. Formen part dels microtúbuls i s'anomenen tubulines. Estudiant l'estructura externa i interna del centre cel·lular, hem esmentat elements auxiliars: satèl·lits pericentriolars i apèndixs centríols. Inclou cenexina i miricitina.
També hi ha proteïnes que regulen el metabolisme de l'organoide. Es tracta de cinasa i fosfatasa: pèptids especials responsables de la nucleació dels microtúbuls, és a dir, de la formació d'una molècula de llavors activa, a partir de la qual comença el creixement i la síntesi de microfilaments radials.
Cell centre com a organitzador de proteïnes fibril·lars
En citologia, finalment s'ha consolidat la idea del centrosoma com a principal orgànul responsable de la formació dels microtúbuls. Gràcies als estudis generalitzadors de K. Fulton, es pot argumentar que el centre cel·lularofereix aquest procés de quatre maneres. Per exemple: polimerització de filaments de fus de fissió, formació de centríols, creació d'un sistema radial de microtúbuls a la cèl·lula interfàsica i, finalment, síntesi d'elements al cili primari. Aquesta és una formació especial característica del centríol matern. En estudiar l'estructura i les funcions de la membrana cel·lular, els científics la detecten amb un microscopi electrònic al centre cel·lular després de la divisió cel·lular mitòtica o en el moment de l'inici de la mitosi. En l'etapa G2 de la interfase, així com en les primeres etapes de la profase, el cili desapareix. Segons la seva composició química, està format per molècules de tubulina i és una etiqueta mitjançant la qual es pot identificar un centríol matern madur. Llavors, com es produeix la maduració del centrosoma? Tingueu en compte tots els matisos d'aquest procés.
Etapes de formació de centríols
Els citòlegs han establert que els centríols filla i matern que formen el diplosoma no tenen la mateixa estructura. Per tant, l'estructura madura està vorejada per una capa de substància pericentriolar: un halo mitòtic. La maduració completa del centríol filla triga més d'un cicle de vida cel·lular. Al final de l'etapa G1 del segon cicle cel·lular, el nou centríol ja actua com a organitzador de microtúbuls i és capaç de formar filaments de fus de fissió, així com la formació d'orgànuls de moviment especials. Poden ser cilis i flagels, que es troben en protozous unicel·lulars (per exemple, euglena verda, ciliats-sabates), així com en moltes algues, com la clamidomona. Els flagels formats a causa dels microtúbuls del centre de la cèl·lula es subministren amb moltsespores en algues, així com en cèl·lules germinals d'animals i humans.
El paper del centrosoma en la vida cel·lular
Així, hem vist que un dels orgànuls cel·lulars més petits (ocupa menys de l'1% del volum cel·lular) té un paper destacat en la regulació del metabolisme de les cèl·lules vegetals i animals. La violació de la formació del fus de divisió comporta la formació de cèl·lules filles genèticament defectuoses. Els seus conjunts de cromosomes difereixen del nombre normal, el que provoca aberracions cromosòmiques. Com a resultat, el desenvolupament d'individus anormals o la seva mort. En medicina s'ha establert el fet de la relació entre el nombre de centríols i el risc de desenvolupar càncer. Per exemple, si les cèl·lules normals de la pell contenen 2 centríols, una biòpsia de teixit en cas de càncer de pell revela un augment del seu nombre a 4-6. Aquests resultats proporcionen evidència del paper clau del centrosoma en el control de la divisió cel·lular. Dades experimentals recents apunten al paper important d'aquest orgànul en els processos de transport intracel·lular. L'estructura única del centre cel·lular li permet regular tant la forma de la cèl·lula com el seu canvi. En una unitat de desenvolupament normal, el centrosoma es troba al costat de l'aparell de Golgi, prop del nucli, i juntament amb ells proporciona funcions integradores i de senyalització en la implementació de mitosi, meiosi, així com la mort cel·lular programada - apoptosi. És per això que els citòlegs moderns consideren el centrosoma un important orgànul unificador de la cèl·lula, responsable tant de la seva divisió com de la totalitat.metabolisme general.
