Centrosome: Definisi, Struktur & Fungsi (dengan Rajah)

Kandungan

• Struktur Centriole
• Centrosome sebagai sebahagian daripada Cytoskeleton
• Peranan Centrosome dalam Bahagian Sel
• Replication Centriole
• Peranan dalam Pembentukan Cilia

The centrosome ("badan tengah") adalah struktur yang terdapat dalam sel-sel tumbuhan dan haiwan. Ia adalah dari organelle ini bahawa struktur protein dikenali sebagai microtubules bentuk dan melanjutkan.

Mikrotubul ini muncul dari pusat penyelenggaraan microtubule (MTOC), dan adalah penting kepada beberapa fungsi dan proses sel eukariotik sepanjang hayat sel. Mereka mungkin paling terkenal kerana peranan penting mereka dalam proses pembahagian sel, yang merangkumi mitosis (pembahagian bahan nukleus sel ke dalam anak anak nukleus) diikuti secara ringkas oleh cytokinesis (pembahagian sel keseluruhan ke dalam sel anak perempuan).

Proses pembahagian ini dimediasi oleh centrioles daripada centrosomes.

Struktur Centriole

Centrosomes adalah struktur yang mengandungi sentriole, yang menimbulkan microtubules yang berfungsi sebagai spindle mitosis. Itu banyak untuk membayangkan, jadi melihat setiap ini dalam istilah memberikan idea yang lebih jelas mengenai penubuhan fizikal centrosomes.

Semasa interphase, iaitu tempoh di mana sel tidak aktif membahagikan, setiap sel mengandungi satu sentrosom yang merangkumi sepasang centrium. Setiap centriole ini terdiri daripada sembilan mikrotubule dalam susunan silinder; dalam erti kata lain, satu sentriole termasuk sejumlah 27 microtubules berjalan dari hujung ke hujung. Kedua centrioles itu berorientasikan pada sudut yang betul antara satu sama lain. The triplets sendiri menyerupai paip selari kecil yang berada dalam garis.
Baca lebih lanjut mengenai apa yang berlaku dalam interphase.

Juga semasa interphase, semua komponen asas sel direplikasi, termasuk centrosome dan sepasang centrium. Pada mulanya, kedua-dua centrosom, atau pasangan centriole, tetap dekat dengan jarak fizikal. Setelah mitosis dijalankan sepenuhnya, dua centrioles berhijrah ke arah yang bertentangan sel yang sedang bersedia untuk berpecah kepada dua sel anak perempuan.

Centrosome vs. Centromere: Tiada "centrosome" atau "centriole" harus dikelirukan dengan centromere, iaitu persimpangan fizikal antara kromatid kakak kromosom yang sedang bersiap untuk dibahagikan sebagai mitosis.)

Microtubules, seperti yang dinyatakan, mempunyai beberapa fungsi yang berbeza dalam sel, tetapi tujuan utamanya dalam pembahagian sel adalah untuk bertindak sebagai gentian gelendong yang membantu mengawal dan menjalankan pemisahan komponen selular semasa proses pembahagian.

Centrosome sebagai sebahagian daripada Cytoskeleton

Selain mengambil bahagian mitosis, centrosome memainkan peranan struktur penting dalam sel dengan menghasilkan microtubules yang membentuk cytoskeleton, yang mana memberikan sel-sel bentuk dan integriti mereka.

Walaupun ia mungkin menggoda untuk membayangkan sel-sel seperti gumpalan-gumpalan yang rapuh, yang lebih kecil daripada wadah, setiap sel sangat dinamik, termasuk membrannya, yang dengan berhati-hati mengendalikan apa bahan yang mungkin atau tidak boleh masuk ke dalam dan di luar sel.

Baca lebih lanjut mengenai fungsi utama sel microtubules.

Tujuan mereka adalah sama dengan rangka badan anda sendiri, yang memberikan anda bentuk dan fungsi fizikal umum anda sebagai rak pelbagai yang memegang komponen fizikal penting lain - organ, otot dan tisu anda.

Susunan dan Komposisi Cytoskeleton: Mikrotubul yang membentuk sitoskeleton diulirkan di seluruh sitoplasma sel dalaman, membentuk satu siri pendakap di antara sempadan sel dan nukleusnya yang berdekatan dengan pusat. Tubul ini pula terdiri daripada unit monomer yang terbuat dari protein yang dipanggil tubulin.

Tubulin ini, seperti banyak protein dalam alam semula jadi, datang dalam pelbagai jenis subtipe; yang paling biasa dijumpai di microtubules adalah:

Hanya dengan kehadiran sentrosom monomer ini secara spontan membentuk diri mereka menjadi microtubules, dengan cara yang sama, mungkin, seperti telur, gula dan cokelat hanya membentuk diri mereka menjadi kue di hadapan dapur manusia.

Di samping itu, protein dipanggil dyneins dan kinesin mengambil bahagian dalam mitosis; bantuan ini mengarahkan ujung microtubules ke lokasi yang betul di sepanjang atau berhampiran dengan kromosom yang tidak dapat dibahagikan, yang bersatu di sepanjang plat metaphase.

Kepentingan Centrosomes: Belum diketahui berapa tepat pertindihan centrosom semasa interphase berlaku. Juga, adalah penting bahawa walaupun centrosomes dan centrioles terdapat di kebanyakan sel tumbuhan, mitosis boleh berlaku di dalam tumbuhan tanpa ketiadaan struktur ini. Sebenarnya, dalam sesetengah sel haiwan, mitosis boleh berfungsi walaupun sentriole telah sengaja dimusnahkan, tetapi ini secara amnya menghasilkan sejumlah kesalahan replikasi yang luar biasa.

Oleh itu, ia dipercayai bahawa centrosomes membantu menyampaikan tahap kawalan sepanjang proses keseluruhan, dan ahli biokimia berusaha untuk menjelaskan mekanisme ini kerana mereka mungkin penting dalam genesis dan perkembangan kanser dan gangguan lain yang bergantung kepada replikasi dan pembahagian sel.

••• Dana Chen | Saintifik

Peranan Centrosome dalam Bahagian Sel

Bahagian sel adalah komponen penting dalam biologi sel. Centrosomes memainkan peranan penting dalam proses ini.

Ingatlah bahawa kedua centriol satu sentrosom satu berorientasikan pada sudut tepat antara satu sama lain, yang bermaksud bahawa microtubules di centrioles ini akan berpakaian dalam salah satu daripada dua arah yang saling tegak lurus. Juga ingat bahawa kedua-dua centrosom dalam sel yang masih belum membezakan terletak pada hujung bertentangan sel interphase.

Implikasi geometri ini ialah apabila gentian spindle mitosis mula terbentuk, mereka melanjutkan dari setiap sisi (atau "tiang") Sel ke arah pusatnya, di mana pembahagian sel akhirnya paling jelas, dan mereka juga melanjutkan atau "peminat" ke luar dalam pelbagai arah dari setiap centrosome itu sendiri.

Cobalah memegang tinju tertutup anda dipotong sedikit, dan kemudian perlahan-lahan membukanya sambil memanjangkan jari-jari yang baru terlihat ke arah satu sama lain; ini menawarkan gambaran umum tentang apa yang berlaku di centrosomes sebagai hasil mitosis.

Mitosis sendiri termasuk empat fasa (kadang kala disenaraikan sebagai lima). Secara teratur, ini adalah:

Beberapa sumber juga termasuk prometaphase antara prophase dan metaphase. Apabila mitosis berlaku, microtubules berkembang dari spindle mitosis yang timbul pada setiap tiang bergerak ke arah pusat sel, di mana kromosom yang ditiru berpasangan berpasangan di sepanjang apa yang dipanggil plat metaphase (garis yang tidak kelihatan di mana pembelahan nukleus berlaku).

Hujung-hujung yang berkisar dari serat gelendong ini akan berakhir di salah satu daripada tiga tempat: pada kinetochore dari setiap pasangan kromosom, yang merupakan struktur di mana kromosom sebenarnya terpisah; di tangan kromosom; dan dalam sitoplasma itu sendiri di sisi lain sel, lebih dekat dengan centrosome yang menentang daripada titik asal serat ini.

Serat Spindle dalam Operasi: Pelbagai sudut utama hujung gentian gelendong membuktikan keanggunan dan kerumitan proses mitosis. Ia adalah "tug-of-war" macam, tetapi salah satu yang mesti diselaraskan dengan sangat baik, supaya pembahagian itu "berjalan melalui" tengah tengah setiap pasangan kromosom untuk memastikan bahawa setiap sel anak perempuan menerima satu kromosom tepat dari setiap pasangan.

Oleh itu serat gelendong membuat beberapa "menolak" serta banyak "menarik" untuk memastikan pembahagian sel tidak hanya kuat tetapi tepat. Mikrotubul mengambil bahagian dalam pembahagian nukleus sahaja, tetapi turut mengambil bahagian dalam pembahagian sel keseluruhan (iaitu, cytokinesis) dan penutupan setiap sel anak perempuan baru dalam membran sel sendiri.

Salah satu cara untuk membayangkan semua ini: Sel tidak mempunyai otot, tetapi microtubules hampir sama dengan komponen sel.

Replication Centriole

Seperti yang dinyatakan, centrosomes sel mereplikasi semasa interphase, bahagian yang agak panjang kitaran sel antara bahagian mitosis. Replikasi centrioles dalam centrosomes tidak sepenuhnya konservatif, yang bermaksud bahawa kedua-dua sentriole anak perempuan yang dibentuk tidak sama sepenuhnya, seperti yang akan berlaku dalam proses konservatif. Sebaliknya, replikasi centriole adalah semikonservatif.

Walaupun mekanisme tepat replikasi sentrosom semasa Fasa S (fasa sintesis) interphase sel masih difahami sepenuhnya, para saintis menyedari bahawa apabila sentriole membahagi, salah satu pusat sentimen yang mengekalkan ciri-ciri "ibu" dan boleh menghasilkan microtubules operasi.

Centriole ini mempunyai ciri-ciri "sel-sel seperti", manakala yang lain, "anak perempuan," menjadi berbeza-beza. Setiap sel membahagi mempunyai satu pasangan sentriole ibu pada setiap tiang, jadi setiap sel anak perempuan baru, seperti mana yang anda harapkan, mengandungi satu centriole ibu dan satu anak perempuan centriole dalam setiap pasangan. Semasa interphase yang tidak lama lagi, centriole ini akan membahagikan lagi dua pasangan centriole-daughter centriole ibu.

Centrioles dalam Struktur yang Dibezakan: Perbezaan halus dalam fungsi antara centrioles bersudut tepat pada setiap pasangan menjadi jelas apabila, misalnya, centriole ibu menjadi terpasang pada bahagian dalam membran plasma sel untuk membentuk struktur yang disebut badan basal. Badan ini biasanya sebahagian daripada cilium, atau lanjutan multi-microtubule seperti rambut, yang tidak motile; iaitu, ia tidak bergerak.

Sesetengah silia (bentuk jamak "cilium") flagella (singular "flagellum") yang bergerak, selalunya menggerakkan sel-sel secara keseluruhan manakala dalam kes-kes lain berfungsi sebagai penyapu kecil sejenis serpihan yang jelas dari rantau flagellum.

Walaupun ahli biologi banyak belajar tentang dinamika centrosom yang tepat, kanser memberikan tingkap ke dalam apa yang berlaku dengan centrosomes dalam keadaan pembahagian sel yang tidak normal. Sebagai contoh, penyelidik telah mengamati bahawa sel-sel kanser sering mengandungi nombor-nombor sentrosom yang luar biasa bukannya satu atau dua yang dijangka, dan ubat-ubatan anti-kanser tertentu (contohnya Taxol dan vincristine) menimbulkan kesannya dengan mengganggu pemasangan microtubule.

Peranan dalam Pembentukan Cilia

Flagellum adalah bermacam-macam microtubules yang membolehkan pergerakan, seperti dalam kes a sel sperma. Sebuah flagellum berasal dari satu badan basal pada permukaan dalaman membran plasma. Oleh itu, sel sperma mengandungi pasangan sentral tunggal.

Kerana sel sperma takdir terakhir adalah sekering dengan sel telur, dan sel telur tidak mempunyai badan basal, ia adalah sperma yang memastikan bahawa zigot yang baru terbentuk (hasil sperma telur yang bergabung dan langkah pertama dalam pembentukan organisma baru dalam pembiakan) akan dapat dibahagikan, kerana Centriole termasuk arahan dan komponen yang diperlukan untuk proses pembahagian.

Sesetengah organisma mempunyai silia pada sel-sel tertentu. Ini termasuk beberapa sel saluran pernafasan anda sendiri. The epitel (sel permukaan; kulit anda adalah sejenis epitelium) bahawa garis paru-paru anda membentuk beberapa badan basal yang bersambung, iaitu cilium sebenarnya. Sambungan tiub sel-sel ini bersifat berfungsi untuk bergerak sepanjang lendir dan bahan partikulat dan oleh itu melindungi bahagian dalam paru-paru.