Es ist bewiesen, dass die Zellen eukaryotischer Organismen durch ein System von Membranen repräsentiert werden, die Organellen einer Protein-Phospholipid-Zusammensetzung bilden. Es gibt jedoch eine wichtige Ausnahme von dieser Regel. Zwei Organellen (Zellzentrum und Ribosom) sowie Bewegungsorganellen (Flagellen und Zilien) haben eine Nichtmembranstruktur. Wie werden sie erzogen? In dieser Arbeit werden wir versuchen, die Antwort auf diese Frage zu finden, und auch die Struktur des Zellzentrums der Zelle untersuchen, das oft als Zentrosom bezeichnet wird.
Enth alten alle Zellen einen Zellenmittelpunkt
Die erste Tatsache, die Wissenschaftler interessiert, ist das optionale Vorhandensein dieses Organoids. In niederen Pilzen - Chytridiomyceten - und in höheren Pflanzen fehlt es also. Wie sich herausstellte, ist in Algen, in menschlichen Zellen und in den meisten Tieren das Vorhandensein eines Zellzentrums für die Durchführung der Prozesse der Mitose und Meiose notwendig. Somatische Zellen werden auf die erste Art und Geschlechtszellen auf die andere Art geteilt. Verbindlicher Teilnehmer an beiden Verfahren istZentrosom. Die Divergenz ihrer Zentriolen zu den Polen der sich teilenden Zelle und die Dehnung der Sp altspindelfilamente zwischen ihnen sorgt für eine weitere Divergenz der Chromosomen, die an diesen Filamenten und an den Polen der Mutterzelle befestigt sind.
Mikroskopische Untersuchungen zeigten strukturelle Merkmale des Zellzentrums. Es umfasst einen bis mehrere dichte Körper - Zentriolen, aus denen Mikrotubuli auffächern. Lassen Sie uns das Aussehen sowie die Struktur des Zellzentrums genauer untersuchen.
Zentrosom in Interphasezelle
Im Lebenszyklus einer Zelle ist das Zellzentrum während einer sogenannten Interphase zu sehen. Zwei Mikrozylinder befinden sich normalerweise in der Nähe der Kernmembran. Jeder von ihnen besteht aus Proteinröhrchen, die in drei Teilen (Drillingen) gesammelt sind. Neun solcher Strukturen bilden die Oberfläche der Zentriole. Wenn es zwei davon gibt (was am häufigsten vorkommt), stehen sie im rechten Winkel zueinander. Während der Lebenszeit zwischen zwei Teilungen ist der Aufbau des Zellzentrums in der Zelle bei allen Eukaryoten nahezu gleich.
Ultrastruktur des Zentrosoms
Durch die Verwendung eines Elektronenmikroskops wurde es möglich, die Struktur des Zellzentrums im Detail zu untersuchen. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Zentrosomenzylinder die folgenden Abmessungen haben: Ihre Länge beträgt 0,3-0,5 Mikrometer, ihr Durchmesser beträgt 0,2 Mikrometer. Die Anzahl der Zentriolen verdoppelt sich, bevor die Teilung beginnt. Dies ist notwendig, damit die Mutter- und Tochterzellen selbst infolge der Teilung erh altenZellzentrum, bestehend aus zwei Zentriolen. Die strukturellen Merkmale des Zellzentrums liegen in der Tatsache, dass die Zentriolen, aus denen es besteht, nicht gleichwertig sind: Eine von ihnen, die reife (mütterliche), enthält zusätzliche Elemente: den perizentriolaren Satelliten und seine Anhänge. Die unreife Zentriole hat eine bestimmte Stelle, die als Radrad bezeichnet wird.
Verh alten des Zentrosoms bei der Mitose
Es ist allgemein bekannt, dass das Wachstum eines Organismus sowie seine Fortpflanzung auf der Ebene der elementaren Einheit der belebten Natur, der Zelle, stattfindet. Die Zellstruktur, Lokalisation und Funktionen der Zelle sowie ihrer Organellen werden von der Zytologie betrachtet. Trotz intensiver Forschungsarbeit ist das Zellzentrum immer noch unzureichend erforscht, obwohl seine Rolle bei der Zellteilung vollständig aufgeklärt ist. In der Prophase der Mitose und in der Prophase der Reduktionsteilung der Meiose divergieren die Zentriolen in Richtung der Pole der Mutterzelle, und dann wird der Sp altspindelfaden gebildet. Sie sind an den Zentromeren der primären Chromosomenverengung befestigt. Wozu dient es?
Spindel der Anaphase-Zellteilung
Die Experimente von G. Boveri, A. Neil und anderen Wissenschaftlern ermöglichten den Nachweis, dass die Struktur des Zellzentrums und seine Funktionen miteinander verbunden sind. Das Vorhandensein von zwei Zentriolen, die bipolar in Bezug auf die Pole der Zelle angeordnet sind, und Spindelfilamente zwischen ihnen, gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung von Chromosomen, die mit Mikrotubuli mit jedem der Pole der Mutterzelle verbunden sind.
Daher ist die Anzahl der Chromosomen in Tochterzellen als Ergebnis der Mitose gleich oder halb so hoch (bei Meiose) wie in der ursprünglichen Mutterzelle. Von besonderem Interesse ist die Tatsache, dass sich die Struktur des Zellzentrums verändert und mit den Stadien des Zelllebenszyklus korreliert.
Chemische Analyse der Organelle
Um die Funktionen und die Rolle des Zentrosoms besser zu verstehen, wollen wir untersuchen, welche organischen Verbindungen in seiner Zusammensetzung enth alten sind. Wie zu erwarten, sind Proteine führend. Es genügt, daran zu erinnern, dass die Struktur und Funktionen der Zellmembran auch von der Anwesenheit von Peptidmolekülen darin abhängen. Beachten Sie, dass Proteine im Zentrosom eine kontraktile Fähigkeit haben. Sie sind Teil der Mikrotubuli und werden Tubuline genannt. Bei der Untersuchung der äußeren und inneren Struktur des Zellzentrums erwähnten wir Hilfselemente: perizentrioläre Satelliten und Zentriolenanhänge. Dazu gehören Cenexin und Myricitin.
Es gibt auch Proteine, die den Stoffwechsel des Organoids regulieren. Dies sind Kinase und Phosphatase - spezielle Peptide, die für die Keimbildung von Mikrotubuli verantwortlich sind, dh für die Bildung eines aktiven Keimmoleküls, von dem aus das Wachstum und die Synthese radialer Mikrofilamente beginnen.
Zellzentrum als Organisator fibrillärer Proteine
In der Zytologie hat sich die Idee des Zentrosoms als Hauptorganelle, die für die Bildung von Mikrotubuli verantwortlich ist, endgültig durchgesetzt. Dank der verallgemeinernden Studien von K. Fulton kann argumentiert werden, dass das Zellzentrumstellt diesen Prozess auf vier Arten bereit. Zum Beispiel: Polymerisation von Sp altspindelfilamenten, Bildung von Zentriolen, Bildung eines radialen Systems von Mikrotubuli in der Interphasezelle und schließlich Synthese von Elementen im primären Cilium. Dies ist eine besondere Formationseigenschaft der mütterlichen Centriole. Indem sie den Aufbau und die Funktionen der Zellmembran untersuchen, können Wissenschaftler sie unter einem Elektronenmikroskop im Zellzentrum nach der mitotischen Zellteilung oder zum Zeitpunkt des Beginns der Mitose nachweisen. Im G2-Stadium der Interphase sowie in den frühen Stadien der Prophase verschwindet das Cilium. Es besteht seiner chemischen Zusammensetzung nach aus Tubulinmolekülen und ist eine Markierung, an der sich eine reife mütterliche Zentriole erkennen lässt. Wie kommt es also zur Reifung der Zentrosomen? Betrachten Sie alle Nuancen dieses Prozesses.
Stadien der Zentriolbildung
Zytologen haben festgestellt, dass die Zentriolen der Tochter und der Mutter, die das Diplosom bilden, nicht die gleiche Struktur haben. Die reife Struktur wird also von einer Schicht perizentriolarer Substanz begrenzt - einem mitotischen Halo. Die vollständige Reifung der Tochterzentriole dauert länger als ein Zelllebenszyklus. Am Ende des G1-Stadiums des zweiten Zellzyklus fungiert die neue Zentriole bereits als Organisator von Mikrotubuli und ist in der Lage, Sp altspindelfilamente sowie spezielle Bewegungsorganellen zu bilden. Sie können Zilien und Flagellen sein, die in einzelligen Protozoen (z. B. grüne Euglena, Ciliatenschuhe) sowie in vielen Algen wie Chlamydomonas vorkommen. Flagellen, die aufgrund von Mikrotubuli des Zellzentrums gebildet werden, werden mit vielen versorgtSporen in Algen sowie Keimzellen von Tieren und Menschen.
Die Rolle des Zentrosoms im Zellleben
Wir haben also gesehen, dass eine der kleinsten Zellorganellen (die weniger als 1% des Zellvolumens einnimmt) eine führende Rolle bei der Regulierung des Stoffwechsels von pflanzlichen und tierischen Zellen spielt. Eine Verletzung der Bildung der Teilungsspindel führt zur Bildung genetisch defekter Tochterzellen. Ihre Chromosomensätze weichen von der normalen Anzahl ab, was zu Chromosomenaberrationen führt. Infolgedessen die Entwicklung abnormaler Personen oder deren Tod. In der Medizin wurde die Tatsache der Beziehung zwischen der Anzahl der Zentriolen und dem Risiko, an Krebs zu erkranken, festgestellt. Wenn beispielsweise normale Hautzellen 2 Zentriolen enth alten, zeigt eine Gewebebiopsie bei Hautkrebs eine Zunahme ihrer Anzahl auf 4-6. Diese Ergebnisse belegen die Schlüsselrolle des Zentrosoms bei der Kontrolle der Zellteilung. Neuere experimentelle Daten weisen auf die wichtige Rolle dieser Organelle in den Prozessen des intrazellulären Transports hin. Die einzigartige Struktur des Zellzentrums ermöglicht es, sowohl die Form der Zelle als auch ihre Veränderung zu regulieren. In einer sich normal entwickelnden Einheit befindet sich das Zentrosom neben dem Golgi-Apparat in der Nähe des Zellkerns und erfüllt zusammen mit ihnen integrative und Signalfunktionen bei der Durchführung von Mitose, Meiose sowie des programmierten Zelltods - der Apoptose. Aus diesem Grund betrachten moderne Zytologen das Zentrosom als ein wichtiges vereinheitlichendes Organell der Zelle, das sowohl für ihre Teilung als auch für das Ganze verantwortlich istGesamtstoffwechsel.
