De sentrioler De er sylindriske mobilstrukturer sammensatt av klynger av mikrotubuli. De består av proteinet tubulin, som finnes i de fleste eukaryote celler.
Et assosiert par sentrioler, omgitt av en formløs masse av tett materiale kalt pericentriolar materiale (PCM), utgjør en struktur som kalles sentrosome..
Sentrioles funksjon er å lede samling av mikrotubuli, delta i celleorganisering (posisjon av kjernen og romlig plassering av cellen), dannelse og funksjon av flagella og cilia (ciliogenese) og celledeling (mitose og meiose).
Sentrioler finnes i cellulære strukturer kjent som sentrosomer i dyreceller og er fraværende i planteceller..
Mangler i strukturen eller antallet sentrioler i hver celle kan ha betydelige konsekvenser for fysiologien til en organisme, og produsere endringer i responsen på stress under betennelse, mannlig infertilitet, nevrodegenerative sykdommer og svulstdannelse, blant andre..
En sentriole er en sylindrisk struktur. Et par assosierte sentrioler, omgitt av en formløs masse av tett materiale (kalt "pericentriolar material" eller PCM), danner en sammensatt struktur kalt "sentrosome"..
De ble ansett som uviktige inntil for noen år siden, da det ble konkludert med at de var de viktigste organellene i ledningen av celledeling og duplisering (mitose) i eukaryote celler (hovedsakelig hos mennesker og andre dyr).
Den siste felles forfaren til alt liv på jorden var en enkelt celle og den siste felles forfaren til alle eukaryoter var en ciliated celle med sentrioler.
Hver organisme består av en gruppe samhandlende celler. Organismer inneholder organer, organer består av vev, vev består av celler, og celler består av molekyler.
Alle celler bruker de samme molekylære "byggesteinene", lignende metoder for å lagre, vedlikeholde og uttrykke genetisk informasjon, og lignende prosesser med energimetabolisme, molekylær transport, signalisering, utvikling og struktur..
I de tidlige dagene med elektronmikroskopi observerte cellebiologer lange tubuli i cytoplasmaet som de kalte mikrotubuli..
Morfologisk lignende mikrotubuli ble observert og dannet fibrene i den mitotiske spindelen, som komponenter i nevronens aksoner, og som strukturelle elementer i cilia og flagella..
Nøyaktig undersøkelse av de enkelte mikrotubuli indikerte at de alle var sammensatt av 13 langsgående enheter (nå kalt protofilamenter) bestående av et hovedprotein (bestående av en nært beslektet a-tubulin- og β-tubulin-underenhet) og flere proteiner assosiert med mikrotubuli (KART).
I tillegg til funksjonene i andre celler, er mikrotubuli essensielle i veksten, morfologien, migrasjonen og polariteten til nevronet, samt for utvikling, vedlikehold og overlevelse og av et effektivt nervesystem.
Viktigheten av en delikat interaksjon mellom komponenter i cytoskelettet (mikrotubuli, aktinfilamenter, mellomfilamenter og septiner) gjenspeiles i flere menneskelige nevrodegenerative lidelser relatert til unormal mikrotubuli-dynamikk, inkludert Parkinsons sykdom og Alzheimers sykdom..
Cilia og flagella er organeller som finnes på overflaten av de fleste eukaryote celler. De består hovedsakelig av mikrotubuli og membran.
Spermemotilitet skyldes mobile cytoskelettelementer som er tilstede i halen, kalt axonemer. Strukturen til aksonemer består av 9 grupper på 2 mikrotubuli hver, molekylære motorer (dyneiner) og deres regulatoriske strukturer.
Sentrioler spiller en sentral rolle i ciliogenese og cellesyklusprogresjon. Sentriole modning produserer en endring i funksjon, som fører fra celledeling til ciliumdannelse.
Mangler i strukturen eller funksjonen til axoneme eller cilia forårsaker flere lidelser hos mennesker som kalles ciliopatier. Disse sykdommene påvirker forskjellige vev, inkludert øyne, nyrer, hjerne, lunger og sædmotilitet (som ofte fører til mannlig infertilitet)..
Ni trillinger av mikrotubuli arrangert rundt en omkrets (som danner en kort hul sylinder), er "byggesteinene" og hovedstrukturen til en sentriole..
I mange år ble strukturen og funksjonen til sentriolene ignorert, til tross for at sentroomen i 1880-årene hadde blitt visualisert ved lysmikroskopi..
Theodor Boveri publiserte et banebrytende arbeid i 1888, som beskriver opprinnelsen til sentrosomet fra sæd etter befruktning. I sin korte kommunikasjon fra 1887 skrev Boveri at:
“Sentrosomet representerer cellens dynamiske sentrum; Inndelingen skaper sentrene til dattercellene som dannes, og som alle de andre cellulære komponentene er organisert symmetrisk rundt ... Sentrosomet er det sanne delingsorganet i cellen, det formidler kjernefysisk og celledeling "(Scheer, 2014: 1). [Forfatterens oversettelse].
Kort tid etter midten av 1900-tallet, med utviklingen av elektronmikroskopi, ble sentrioles oppførsel studert og forklart av Paul Schafer.
Dessverre ble dette arbeidet i stor grad ignorert fordi forskere begynte å fokusere på funnene til Watson og Krick på DNA..
Et par sentrioler, som ligger ved siden av kjernen og vinkelrett på hverandre, er "et sentrosom." En av sentriolene er kjent som "faren" (eller moren). Den andre er kjent som "sønnen" (eller datteren; den er litt kortere, og har basen festet til morens base).
De proksimale ender (ved forbindelsen av de to sentriolene) er nedsenket i en protein "sky" (kanskje opptil 300 eller mer) kjent som mikrotubuliorganiseringssenteret (MTOC), da det gir proteinet som er nødvendig for konstruksjon av mikrotubuli..
MTOC er også kjent som "pericentriolar material", og det er negativt ladet. Omvendt er de distale ender (vekk fra forbindelsen til de to sentriolene) positivt ladede.
Paret av sentrioler, sammen med den omkringliggende MTOC, er kjent som "sentrosome".
Når sentriolene begynner å duplisere seg, skiller far og sønn seg litt, og deretter begynner hver sentriole å danne en ny sentriole ved sin base: faren med en ny sønn, og sønnen med en ny sønn (et "barnebarn") ..
Mens sentriolduplisering oppstår, dupliserer og separerer også kjernen DNA. Det vil si at nåværende forskning viser at sentriolduplisering og DNA-separasjon på en eller annen måte er knyttet sammen..
Den mitotiske prosessen blir ofte beskrevet i form av en initiatorfase, kjent som "grensesnitt", etterfulgt av fire utviklingsfaser..
I løpet av mellomfasen dupliseres sentriolene og skilles i to par (ett av disse parene begynner å bevege seg mot motsatt side av kjernen) og DNA deles..
Etter duplisering av sentriolene strekker mikrotubuli av sentrioler seg og retter seg langs kjernens hovedakse og danner den "mitotiske spindelen".
I den første av de fire utviklingsfasene (fase I eller "Prophase") kondenserer kromosomene og beveger seg nærmere hverandre, og kjernemembranen begynner å svekkes og oppløses. Samtidig dannes den mitotiske spindelen med parene av sentrioler som nå ligger i endene av spindelen..
I den andre fasen (fase II eller "metafase") justeres kromosomkjedene med aksen til den mitotiske spindelen.
I den tredje fasen (fase III eller “anafase”) deler de kromosomale kjedene seg og beveger seg mot motsatte ender av den nå langstrakte mitotiske spindelen..
Til slutt, i den fjerde fasen (fase IV eller “telofase”), dannes nye kjernemembraner rundt de atskilte kromosomene, den mitotiske spindelen faller fra hverandre og celleseparasjonen begynner å fullføres med halvparten av cytoplasmaet som går med hver nye kjerne..
I hver ende av den mitotiske spindelen utøver parene av sentrioler en viktig innflytelse (tilsynelatende relatert til kreftene som utøves av de elektromagnetiske feltene som genereres av de negative og positive ladningene i dens proksimale og distale ender) under hele prosessen med celledeling..
Eksponering for stress påvirker funksjonen, kvaliteten og levetiden til en organisme. Stress generert, for eksempel av en infeksjon, kan føre til betennelse i det infiserte vevet, som aktiverer immunresponsen i kroppen. Denne responsen beskytter den berørte organismen og eliminerer patogenet.
Mange aspekter av immunsystemets funksjonalitet er velkjente. Imidlertid forblir de molekylære, strukturelle og fysiologiske hendelsene der sentrosomet er involvert, en gåte..
Nyere studier har oppdaget uventede dynamiske endringer i strukturen, plasseringen og funksjonen til sentrosomet under forskjellige stressrelaterte forhold. For eksempel, etter å ha etterlignet betingelsene for en infeksjon, har det blitt funnet en økning i PCM og mikrotubuli-produksjon i mellomfaseceller..
Sentrosomet spiller en veldig viktig rolle i strukturen og funksjonen til den immunologiske synapsen (SI). Denne strukturen dannes av spesialiserte interaksjoner mellom en T-celle og en antigenpresenterende celle (APC). Denne celle-celle-interaksjonen initierer sentrosom-migrasjon mot SI og dens påfølgende kobling til plasmamembranen..
Sentrosomkoblingen i SI er lik den som ble observert under ciliogenese. Imidlertid, i dette tilfellet, initierer det ikke samling av cilia, men deltar snarere i organisasjonen av SI og utskillelsen av cytotoksiske vesikler for å lysere målcellene, og blir et nøkkelorgan i aktivering av T-celler..
Sentrosomet er målet for "molekylære kaperoner" (sett med proteiner som har som funksjon å hjelpe folding, montering og cellulær transport av andre proteiner) som gir beskyttelse mot eksponering for varmesjokk og stress..
Stressfaktorer som påvirker sentrosomet inkluderer DNA-skade og varme (slik som celler fra feberpasienter opplever). DNA-skade initierer DNA-reparasjonsveier, som kan påvirke sentrosomfunksjonen og proteinsammensetningen.
Spenningen generert av varme forårsaker modifisering av sentriole strukturen, forstyrrelsen av sentrosomet og fullstendig inaktivering av dets evne til å danne mikrotubuli, og endrer dannelsen av den mitotiske spindelen og forhindrer mitose.
Forstyrrelse av sentrosomefunksjonen under feber kan være en adaptiv reaksjon for å inaktivere spindelstolpene og forhindre unormal DNA-deling under mitose, spesielt gitt den potensielle dysfunksjonen til flere proteiner etter varmeindusert denaturering..
Det kan også gi cellen ekstra tid til å gjenopprette bassenget av funksjonelle proteiner før celledeling startes på nytt..
En annen konsekvens av inaktivering av sentrosomet under feber er manglende evne til å overføre til SI for å organisere det og delta i utskillelsen av cytotoksiske vesikler..
Utviklingen av sentriolen er en ganske kompleks prosess, og selv om en serie regulatoriske proteiner deltar i den, kan forskjellige typer feil oppstå.
Hvis det er en ubalanse i forholdet mellom proteiner, kan dattersentriolen være defekt, dens geometri kan være forvrengt, aksene til et par kan avvike fra vinkelrett, flere dattersentrioler kan utvikles, dattersentriolen kan nå full lengde før tiden, eller frakoblingen av parene kan bli forsinket.
Når det er feil eller feil duplisering av sentrioler (med geometriske defekter og / eller multippel duplisering), endres DNA-replikasjon, kromosomal ustabilitet (CIN) oppstår.
På samme måte fører sentrosomfeil (for eksempel et forstørret eller forstørret sentrosom) til CIN, og fremmer utviklingen av flere dattersentrioler..
Disse utviklingsfeilene genererer skade på celler som til og med kan føre til ondartede celler..
Takket være intervensjonen av regulatoriske proteiner, når abnormiteter oppdages i utviklingen av sentriolene og / eller sentrosomet, kan cellene implementere selvkorreksjon av abnormitetene.
Imidlertid, hvis ikke selvkorreksjon av anomali oppnås, kan unormale sentrioler eller med flere barn ("supernumerære sentrioler") føre til generering av svulster ("tumorigenese") eller celledød..
Supernumerære sentrioler har en tendens til å smelte sammen, noe som fører til gruppering av sentrosomet ("sentrosomamplifisering", karakteristisk for kreftceller), og endrer cellepolariteten og normal utvikling av mitose, noe som resulterer i utseendet til svulster..
Celler med supernumerære sentrioler er preget av et overskudd av pericentriolar materiale, avbrudd av den sylindriske strukturen eller overdreven lengde på sentrioler og sentrioler som ikke er vinkelrett eller dårlig plassert..
Det er blitt antydet at klynger av sentrioler eller sentrosomer i kreftceller kan tjene som en "biomarkør" i bruken av terapeutiske og bildebehandlingsmidler, så som superparamagnetiske nanopartikler..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.