Центриоль представляет собой небольшую структуру из микротрубочек, которая существует как часть центросома, который помогает организовать микротрубочки в организме. Перед делением клетки центриоли расходятся к противоположным полюсам, и возле каждой из них возникает дочерняя центриоль. Во время деления клетки центриоли расходятся к полюсам и участвуют в организации веретена деления. Центриоли представляют собой полые цилиндры, расположенные перпендикулярно друг другу. В клетке центриоли располагаются обычно возле ядра, сами трубочки находятся в слегка уплотненном белковом окружении — матриксе.
Лекция № 7. Эукариотическая клетка: строение и функции органоидов
Проксимальная центриоль прилегает к поверхности ядра, а дистальная разделяется на две части. Центриоль представляет собой небольшую структуру из микротрубочек, которая существует как часть центросома, который помогает организовать микротрубочки в организме. Основу строения центриолей составляют расположенные по окружности девять триплетов микротрубочек, образующие таким образом полый цилиндр (279). Функции: Центриоли принимают участие в формировании цитоплазматических микротрубочек во время деления клетки и в регуляции образования митотического веретена. Центриоли имеют простую структуру цилиндрической формы, не покрытую мембраной. Еще одна работа, которую выполняют центриоли, заключается в расположении органелл клетки.
Цитоплазма. Клеточный центр. Рибосомы. | теория по биологии 🌱 цитология
Смотрите видео онлайн «Биология в картинках: Строение и функции центриолей (Вып. 68)» на канале «Строительные Рецепты» в хорошем качестве и бесплатно. Основу строения центриолей составляют расположенные по окружности девять триплетов микротрубочек, образующие таким образом полый цилиндр (279). Смотрите видео онлайн «Биология в картинках: Строение и функции центриолей (Вып. 68)» на канале «Строительные Рецепты» в хорошем качестве и бесплатно. Строение Центриоли Центриоль состоит из девяти наборов микротрубочек, каждая из которых состоит из трех групп, известных как триплетные микротрубочки. Что такое клеточные центриоли: их местоположение в клетке, внутреннее и внешнее строение, особенности диплосом, дочерняя и материнская центриоли. Центриоли и образование веретена деления Деление цитоплазмы, или цитокинез Митоз в животных и растительных клетках.
Что такое центриоли: характеристика, структура, функции
Проксимальная центриоль прилегает к поверхности ядра, а дистальная разделяется на две части. По строению центриоли — это белковые цилиндры, от которых отходит сеть нитей — центросфера. Смотрите видео онлайн «Биология в картинках: Строение и функции центриолей (Вып. 68)» на канале «Строительные Рецепты» в хорошем качестве и бесплатно.
Клеточный центр
Строение центриоли. Центросомы представляют собой структуры, которые содержат центриоли, которые дают микротрубочки, которые функционируют как митотический веретено. Клеточный центр (центросома) – органоид немембранного строения животных клеток, состоящий из двух расположенных перпендикулярно друг к другу центриолей и центросферы. Строение центриолей клеточного центра. В фундаменте основы мелкоструктурных центриолей лежат 9 комплексов и три трубочки, образовывая в следствии образование цилиндрической. У животных и многих грибных клеток в процессе клеточного деления центриоли центросомы расходятся к различным полюсам клетки. В клетке центриоли располагаются обычно возле ядра, сами трубочки находятся в слегка уплотненном белковом окружении — матриксе.
Что такое центриоли: характеристика, структура, функции
Первая группа представляет собой вирусы, способные проникать в определенные живые клетки и размножаться только внутри этих клеток. Подобно всем другим организмам вирусы обладают собственным генетическим аппаратом, кодирующим синтез вирусных частиц, которые собираются из биохимических предшественников, находящихся в клетке-хозяине, используя биосинтетическую и энергетическую системы этой клетки [8]. Вирусы резко отличаются от всех других форм жизни. По строению и организации они представляют собой нуклеопротеидные частицы, по способу репродукции являются внутриклеточными паразитами. Таким образом, вирусы являются внутриклеточными паразитами на генетическом уровне. Типы клеточной организации Клеточная структура присуща основной массе живых существ на Земле. Все эти организмы представлены клетками двух типов: прокариотическими и эукариотическими клетками. К прокариотическим клеткам относят бактерии и синезеленые водоросли.
Прокариоты — доядерные организмы, не имеющие типичного ядра, заключенного в ядерную мембрану. Вместо ядра у них находится так называемый нуклеотид — ДНК-содержащая зона клетки прокариот рис. Рисунок 1. Схема строения бактериальной клетки Строение бактериальной клетки: 1 — цитоплазматическая мембрана; 2 — клеточная стенка; 3 — слизистая капсула; 4 — цитоплазма; 5 — хромосомная ДНК; 6 — рибосомы; 7 — мезосома; 8 — фотосинтетические мембраны; 9 — включения; 10 — жгутики; 11 — пили. Прокариотическая ДНК не содержит гистоновых белков, но связана с небольшим количеством негистоновых белков. Этот комплекс ДНК и негистоновых белков и образует нуклеотид, который обычно располагается в центре клетки. Мезосомы — это складчатые мембранные структуры, на поверхности которых находятся ферменты, участвующие в процессе дыхания.
Клеточная стенка придает бактериям определенную форму и упругость. Капсулы и слизистые слои — это слизистые или клейкие выделения бактерий. Капсула представляет собой относительно толстое и компактное образование, а слизистый слой намного рыхлее. И капсулы, и слизистые слои служат дополнительной защитой для клеток. Многие бактерии подвижны, и эта подвижность обусловлена наличием у них одного или нескольких жгутиков, которые по своей структуре напоминают одну из микротрубочек эукариотического жгута. Пили, или фимбрии — это тонкие выросты на клеточной стенке некоторых грамотрицательных бактерий. Их число варьирует у разных видов от одной до нескольких сотен.
Рибосомы — органоиды клетки, участвующие в синтезе белка. У прокариот они несколько мельче эукариотических [6]. Эукариотические клетки представлены двумя подтипами: клетками одноклеточных организмов, которые структурно и физиологически являются самостоятельными организмами, и клетками многоклеточных организмов. Последние разделяют на растительные и животные клетки. На рисунке 2 представлены составы животной и растительной клетки. Рисунок 2. Животная и растительная клетка В клетке можно выделить 4 группы структурных компонентов: 1 мембранная система; 2 клеточные органоиды; 3 цитоплазматический матрикс; 4 клеточные включения.
В свою очередь, мембранную систему составляют: 1 клеточная плазматическая мембрана; 2 цитоплазматическая сеть и 3 пластичный комплекс Гольджи. Клеточная мембрана отделяет цитоплазму клетки от наружной среды или клеточной стенки у растений и выполняет три основные функции: отграничивающую, барьерную и транспортную. Она играет важную роль в обмене веществ между клеткой и внешней средой, в движении клеток и в сцеплении друг с другом. Цитоплазму всех эукариотических клеток пронизывает сложная система мембран, получившая название цитоплазматической сети. Пластичный комплекс Гольджи обычно локализуется вблизи клеточного ядра и состоит из многочисленных групп цистерн, которые ограничены мембранами, имеющими гладкую поверхность. Одной из основных функций комплекса Гольджи является транспорт веществ и химическая модификация поступающих в него веществ. Другой важной функцией этого комплекса является формирование лизосом [2].
Клеточные органоиды и ядро клетки Клеточные органоиды клеточные органеллы — это постоянные дифференцированные клеточные структуры, имеющие определенные функции и строение. К клеточным органоидам относят ядро, центриоли, митохондрии, рибосомы, лизосомы, пероксисомы, пластиды, жгутики и реснички. Ядро — важнейшая составная часть клетки. Оно может находиться в состоянии покоя или деления мейоза. Ядро управляет всеми процессами жизнедеятельности клетки. Эти процессы сложны и многообразны: клетка должна поддерживать форму, получать извне вещества для пластического и энергетического обмена, синтезировать органические вещества Клеточное ядро имеет шаровидную или вытянутую форму. Основная функция ядра — хранение наследственной информации или генетического материала.
Ядро состоит из ядерной оболочки и расположенных под ней нуклеоплазмы, ядрышка и хроматина рис. Рисунок 3. Строение ядра клетки Как видно из рисунка, ядерная оболочка пронизана порами диаметром 80-90 нм, количество которых в типичной животной клетке составляет 3-4 тыс. Содержимое клеточного ядра называется нуклеоплазмой, или кариоплазмой. Нуклеоплазма отделена от цитоплазмы ядерной оболочкой.
Связанная пара центриолей, окруженная бесформенной массой плотного материала перицентриолярный материал , формирует составную структуру, называемую центросомой. Центриоли встречаются в клетках животных , но отсутствуют в растительных клетках. Они помогают организовать сборку микротрубочек во время деления клеток. Центриоли расположены в клеточных структурах, известных как центросомы. При делении клеток центросома и центриоли реплицируются и мигрируют на противоположные полюса клетки.
Центриоли помогают расположить микротрубочки, которые перемещают хромосомы во время деления клеток, чтобы каждая дочерняя клетка получала соответствующее количество хромосом. Центриоли также важны для формирования клеточных структур, известных как реснички и жгутики. Эти органеллы помогают в клеточной локомоции и формируются из центриолей, называемых базальными телами.
Это неприметный органоид, за которым «закреплены» определенные задачи. Центросомы впервые заметили на веретенах деления во время митоза соматической клетки. Одновременно это увидели ученые-биологи В. Флеминг и О.
Гертвиг и другие. Открытие произошло в 1870-х годах.
Каждый протофиламент образует спираль по отношению к центральной оси МТ.
Трубчатая конструкция обеспечивает необходимую прочность МТ при минимальной затрате массы Сами МТ не способны к сокращению. Они перемещаются за счет МАР-белков белков, ассоциированных с микротрубочками. С МТ ассоциируют два вида белков: структурные белки и белки-транслокаторы.
Эти белки обеспечивают эффективное функционирование микротрубочек. Он может либо медленно расти, либо быстро укорачиваться. МТ могут удлиняться за счет присоединения тубулина к их концам преимущественно к одному плюс-концу.
Большинство МТ в животной клетке растет от центриоли, к которой прикреплены их «минуоьконцы. Расходясь от нее по всем направлениям МТ образуют полярный цитоскелет клетки. МТ занимают наиболее отдаленное от плазмалеммы положение.
Образование микротрубочек начинается от ЦОМТ центриоли, базальные тельца ресничек и жгутиков, центромеры хромосом. Функции микротрубочек: 1 входят в состав центриолей, базалъных телец, ресничек и жгутиков: Клеточный центр образован 2-мя перпендикулярно лежащими центриолями Между собой МТ соединены при помощи белка нексина. Реснички и жгутики.
В основании ресничек и жгутиков находится базальное тельце ЦОМТ. В нервных клетках МТ образуют каркас их аксонов, которые у крупных животных могут достигать длины нескольких метров. МТ участвуют в формировании субмембранных структур клеток животных и в образовании клеточной оболочки растительной клетки.
Выделяют два вида моторных белков: цитоплазматические динеины; кинезины. Динеины перемещают груз только от плюс-конца к минус-концу микротрубочки, то есть из периферийных областей клетки к центросоме. Кинезины, напротив, перемещаются к плюс-концу, то есть к клеточной периферии.
Центриоль — Центриоли обычно их две лежат вблизи ядра. Каждая центриоль построена из цилиндрических элементов микротрубочек , образованных в результате полимеризации белка тубулина. Девять триплетов микротрубочек расположены по окружности.
Функции: Центриоли принимают участие в формировании цитоплазматических микротрубочек во время деления клетки и в регуляции образования митотического веретена. В клетках растений центриолей нет, и митотическое веретено образуется там иным способом. Кроме того, ученые полагают, что ферменты клеточного центра принимают участие в процессе перемещения дочерних хромосом к разным полюсам в анафазе митоза.
Цитоплазма. Клеточный центр. Рибосомы. | теория по биологии 🌱 цитология
Цитоплазма постоянно перемещается внутри клетки, что хорошо заметно по движению органелл. При помощи современного микроскопа удалось обнаружить тонкую структуру цитоплазмы Рис. Цитоплазма Источник Цитоплазма эукариотических клеток пронизана трехмерной сетью из белковых нитей, называемых цитоскелетом. Он состоит из трех элементов: микротрубочек, промежуточных филаментов и микрофиламентов. Микротрубочки пронизывают всю цитоплазму и представляют собой полые трубки диаметром 20-30 нм. Их стенки толщиной 5 нм образованы специально закрученными нитями, построенными из белка тубулина. Сбор микротрубочек из тубулина происходит в клеточном центре.
Микротрубочки прочны и образуют опорную основу цитоскелета. Часто они располагаются таким образом, чтобы противодействовать растяжению и сжатию клетки. Кроме механической функции, микротрубочки выполняют также и транспортную функцию, участвуя в переносе по цитоплазме различных веществ. Они являются главным белковым компонентом аксонов и дендритов. В аксоне имеются трубочки, идущие по всей его длине, поддерживают структуру аксона и обеспечивают транспорт веществ вдоль аксона Рис. Нервная клетка Источник Животные клетки, у которых нарушена система микротрубочек, принимают сферическую форму.
В растительных клетках расположение микротрубочек соответствует расположению целлюлозных волокон, отлагающихся при построении клеточной стенки, таким образом, они косвенно определяют форму клетки. Микрофиламенты МФ — нити, состоящие из молекул глобулярного белка актина и присутствующие в цитоплазме всех эукариотических клеток. Микрофиламенты образуют сплетения или пучки Рис. Пучки микрофиламентов Источник Микрофиламенты чаще всего располагаются вблизи плазматической мембраны.
В основании реснички находится базальное тело, погруженное в цитоплазму. Диаметры аксонемы и базального тельца одинаковы около 150 нм. Базальное тельце, как и центриоли, состоит из 9 триплетов микротрубочек и имеет "ручки". Часто в основании реснички лежит не одна, а пара базальных телец, располагающихся под прямым углом друг к другу подобно диплосоме - центриоли. Аксонема в отличие от базального тельца или центриоли имеет 9 дублетов микротрубочек с "ручками", образующих стенку цилиндра аксонемы. Кроме периферических дублетов микротрубочек, в центре аксонемы располагается пара центральных микротрубочек. Базальное тельце и аксонема структурно связаны друг с другом и составляют единое целое: две микротрубочки триплетов базального тельца являются микротрубочками дублетов аксонемы. Для объяснения способа движения ресничек и жгутиков используется гипотеза "скользящих нитей". Считается, что незначительные смещения дублетов микротрубочек друг относительно друга могут вызвать изгиб всей реснички. Если такое локальное смещение будет происходить вдоль жгутика, то возникает волнообразное движение. Фибриллярные структуры цитоплазмы Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 6. Структура HTML-документов. Цитоплазма клетки представляет собой вязкую жидкость, поэтому из-за поверхностного натяжения клетка должна иметь шаровидную форму. Однако помимо шаровидной встречается множество других форм клеток кубические, призматические, звездчатые, дисковидные, с разнообразными отростками и другие. Форма определяется с помощью жестких, параллельно расположенных волокон. Эти волокна называются фибриллярными структурами цитоплазмы. К ним относятся микротрубочки, микрофиламенты и промежуточные филаменты. Эти структуры образуют цитоскелет клетки опорно-двигательная система. Цитоскелет определяет форму клетки, участвует в передвижении клетки, во внутриклеточном транспорте органоидов и отдельных соединений. Микротрубочки - немембранные органоиды, представляющие собой полые цилиндры длиной около 200 нм и толщиной около 25 нм. Микротрубочки можно обнаружить в цитоплазме практически всех эукариотных клеток. В больших количествах они находятся в цитоплазматических отростках нервных клеток, фибробластов и других изменяющих свою форму клеток. Местом организации роста микротрубочек цитоскелета в интерфазной клетке является центриоль. Микротрубочки различного происхождения реснички простейших, клетки нервной ткани, веретено деления имеют сходный состав и содержат белки - тубулины. Очищенные тубулины при определенных условиях способны собираться в микротрубочки.
Как полагается, дочерняя центриоль своим концом направлена на материнскую. Материнская центриоль на всех стадиях митоза окружена довольно широкой до 0,3 мкм зоной тонких фибрилл — центриолярное фибриллярное гало рис. От этого гало радиально отходят микротрубочки. Важно подчеркнуть, что у дочерних центриолей ни гало, ни отходящих от центриолей микротрубочек нет. В начале G1-периода на поверхности материнской центриоли возникают сателлиты, имеющие ножку и головку, от которой радиально отходят микротрубочки, которые начинают расти в длину и заполнять собой цитоплазму рис. В это время материнская центриоль продолжает функционировать, как центр образования микротрубочек цитоскелета. Но одновременно она может проявить еще одну форму активности — образовать ресничку, вырост плазматической мембраны, заполненный аксонемой осевой нитью , состоящей из девяти дублетов микротрубочек При наступлении S-периода или в середине его клеточный центр приступает к четвертой форме своей активности: происходит удвоение числа центриолей. В это время около каждой из разошедшихся еще в конце телофазы центриолей, материнской и дочерней, происходит закладка новых центриолярных цилиндров — процентриолей рис. В районе проксимальных концов каждой центриоли перпендикулярно длинной оси закладывается сначала девять синглетов одиночных микротрубочек, затем они преобразуются в девять дуплетов, а потом — в девять триплетов растущих микротрубочек новых центриолярных цилиндров.
Возможно, что в этих клетках имеются какие-то очень мелкие центры организации микротрубочек, не выявляемые даже при помощи электронного микроскопа. Базальные тельца, реснички и жгутики Реснички и жгутики идентичны по своему строению, но жгутики длиннее ресничек. Обе эти органеллы представляют собой выросты клеток. Движутся они либо однонаправленно биение ресничек , либо волнообразно движения жгутиков. Служат реснички и жгутики как для передвижения отдельных клеток, так и для того, чтобы перегонять жидкость вдоль поверхности клеток так перегоняют реснички слизь в дыхательных путях. В основании каждой реснички и жгутика всегда обнаруживается базалыюе тельце. По своему строению базальные тельца идентичны центриолям и можно думать, что они образуются путем удвоения центриолей. В ресничках и жгутиках движение осуществляется за счет скольжения микротрубочек. Более подробно эти процессы описаны в нашей статье. Отметим, что жгутики бактерий устроены проще, чем жгутики эукариот, и базальные тельца у них отсутствуют. Внутриклеточный транспорт Микротрубочки участвуют также в перемещении различных клеточных органелл, например в перемещении пузырьков Гольджи к формирующейся клеточной пластинке рис. В клетке идет непрерывный транспорт: перемещаются пузырьки Гольджи, направляются к аппарату Гольджи пузырьки, отпочковывающиеся от ЭР, движутся лизосомы, митохондрии и другие органеллы.
- Опорно-двигательная система клетки
Можно было бы предположить, что они участвуют в образовании веретена деления, однако они формируются и в клетках растений и грибов. Ученые предполагают, что центриоли играют определенную роль в пространственной ориентации веретена деления по отношению к полюсам клетки. Микротрубочки в составе этих органоидов выполняют опорную функцию. Возможно, по аналогии с белковыми структурами, формирующими цитоскелет клетки, микротрубочки также служат для транспортировки определенных веществ. В непосредственной близости от материнских центриолей находятся фокусы схождения микротрубочек в виде плотных мелких телец.
С их помощью осуществляется «сборка» микротрубочек, служащих основой клеточного каркаса. Развитие Чаще всего за весь жизненный цикл клетки от ее образования из материнской и до момента следующего деления или гибели центриоли удваиваются только один раз. Сначала образуются по две половинки материнской и дочерней центриоли, а затем они перемещаются к полюсам, образуя центросомы. Однако из этого правила существует множество исключений: У некоторых видов клеток такое деление происходит неоднократно.
В созревших яйцеклетках многих животных центриоли разрушаются. При образовании сперматозоидов центриоли распадаются. Одна из них трансформируется в кинетосому жгутика, а вторая остается неповрежденной. У улиток и некоторых видов грызунов распадаются обе центриоли сперматозоида.
Биохимия Биохимия данных клеточных структур в современной цитологии изучена плохо, так как трудно выделить чистую фракцию для того, чтобы узнать, что такое центриоли.
Например, в эпителиальных клетках, выстилающих орган равновесия кортиев орган , наряду с расходящимися от центросомы короткими микротрубочками существует множество длинных, ориентированных вдоль длинной оси клетки. Очевидно, что для формирования такой системы микротрубочек необходимо, чтобы заякоривающий комплекс располагался на краю клетки. По-видимому, зародившись на центросоме, короткие микротрубочки перемещаются в направлении клеточной мембраны, откуда дорастают до противоположного конца клетки. Такая специализированная система микротрубочек обеспечивает не только эффективное распределение мембранных компонентов и перемещение везикул, но и выполнение главной специальной функции этих клеток — передачу механических вибраций. Какие молекулярные механизмы приводят к реорганизации радиальной системы микротрубочек в продольно-ориентированную, до конца неясно. Однако из приведенного примера следует, что радиальная организация сети микротрубочек не универсальна, а центросома не всегда выполняет роль основной структурой, ответственной за пространственную организацию цитоплазматической сети микротрубочек. Центросома — регуляторный центр клетки. Для этого утверждения есть много оснований, о некоторых их них мы уже говорили, но существуют и другие. Центросома обычно располагается в геометрическом центре клетки, в непосредственной близости от аппарата Гольджи, от нее на периферию клетки радиально расходятся микротрубочки — своеобразные клеточные «рельсы», по которым транспортные молекулы перемещают различные «грузы», а растущая от активной центриоли первичная ресничка выполняет в клетке сенсорную функцию.
Считается, что ресничка — элемент пути, транслирующего внеклеточный сигнал на центросому и комплекс Гольджи с целью эффективной секреции новых синтезированных веществ внеклеточного матрикса. Ресничка выполняет роль антенны; на ее поверхности располагаются разнообразные специфические молекулярные комплексы — рецепторы для внешних сигналов. Например, полицистин-2 на поверхности ресничек клеток почечного эпителия участвует в формировании кальциевых каналов и инициации сигнала, контролирующего клеточную пролиферацию и дифференциацию. Одновременно в этих клетках ресничка выполняют и механосенсорную функцию. Рецепторы на мембране реснички могут быть видоспецифичными — например, реснички нейрона имеют характерные рецепторы для соматостатина и серотонина. Таким образом, центросома оказывается центральным «узлом» в механизме сигнальной трансдукции: от первичной реснички центросома получает внеклеточный сигнал, в зависимости от которого «регулирует» транспортные процессы, осуществляемые по системе связанных с нею микротрубочек. Центросома — структурная часть механизма, управляющего динамической морфологией клетки в целом. Живая клетка имеет определенную, характерную для данного типа форму. Форма эта не постоянна, она способна динамично меняться. Постоянство формы клетки поддерживает цитоскелет, и он же обеспечивает ее изменения при различных физиологических и патологических состояниях.
Особенно значительные изменения происходят при движении клетки — сложно скоординированном процессе, в который напрямую вовлечены растущие от центросомы микротрубочки. При движении микротрубочки взаимодействуют с актиновым филаментами и клеточными контактами, регулируют натяжение клетки, а изменения их динамики вызывают изменение скорости движения. Выполнение этих функций напрямую связано с пространственной организацией системы микротрубочек, с ее способностью быстро перестраиваться. В настоящее время очевидна структурно-функциональная связь всех компонентов цитоскелета в клетке. Так, поддержание формы клетки зависит не только от системы микротрубочек, но и от системы промежуточных филаментов, центр схождения которых также может располагаться вблизи центросомы. Взаимодействие микротрубочек и актиновых микрофиламентов имеет принципиальное значение на различных стадиях построения митотического веретена. Взаимодействие между микротрубочками, актиновыми микрофиламентами и адгезивными структурами является ключевым в регуляции клеточной подвижности миграции, локомоции, цитокинеза и поляризации клеток. Это взаимодействие осуществляется в первую очередь на структурном уровне посредством белков-связок, которые соединяют микротрубочки и актиновые микрофиламенты [ 16 ]. В неспециализированных клетках центросома регулирует не только соотношение свободных и связанных с ней микротрубочек, но и длину радиальных микротрубочек, а, следовательно, и их способность дорасти до края клетки и взаимодействовать своими плюс-концами с фокальными контактами. Дело в том, что единичный растущий конец индивидуальной микротрубочки способен к специфической локальной регуляции контактов путем направленного к ним подрастания микротрубочек — таргетинга [ 17 ].
Это делает каждый плюс-конец центросомальной микротрубочки, достигший периферии клетки, потенциально уникальным. Однако способность центросомы сочетать нуклеирующую и заякоривающую функции выходит на первый план не только в связи с представлением о том, что индивидуальная микротрубочка — дискретный инструмент регуляции клеточных контактов, но и в связи с ее способностью закрепляться на специфических сайтах на периферии клетки с помощью комплекса плюс-концевых белков, а также динамически взаимодействовать с актиновыми филаментами [ 18 ]. Эта способность плюс-концов очень важна и для митоза, поскольку позволяет радиально растущим от центросомы астральным микротрубочкам взаимодействовать с кортексом и обеспечивать правильное положение ядра, хромосомной пластинки и борозды дробления, а также генерировать силы, действующие на центросому и полюса веретена, с которыми связаны минус-концы микротрубочек. По окончании митоза плюс-концевые белки определяют и положение аппарата Гольджи, в норме локализованного рядом с центросомой; взаимодействие между центросомой и аппаратом Гольджи — необходимый элемент внутриклеточных сигнальных путей регуляции деления клетки и апоптоза. Мы понимаем, что непосвященному в тайны клеточной биологии трудно воспринять все вышесказанное. Придется поверить на слово: накопленные к настоящему моменту данные свидетельствуют, что центросома — не только центр организации микротрубочек, но и структурная часть механизма, управляющего динамической морфологией клетки в целом. И вечный бой, покой нам только снится... Завершая свое краткое повествование о центросоме, попробуем определить, насколько далеко мы продвинулись по пути постижения ее роли в живой клетке. Уникальная центрально-симметричная структура всегда вызывала смелые, а порой и фантастические гипотезы о функциях центросомы. История исследований изобилует примерами большая часть которых, ввиду ограниченности объема, не вошла в данную статью , когда категоричность утверждений исследователей опровергалась сюрпризами, преподносимыми этой клеточной органеллой.
Согласно современным представлениям, центросома — важный интегральный элемент живой клетки, функции которой не ограничены ее способностью к полимеризации микротрубочек. В исследовании центросомы появились целые отдельные направления, посвященные ее участию в каком-то одном аспекте жизнедеятельности клетки: в поддержании и изменении формы клетки, в образовании клеточной полярности, в регуляции внутриклеточного транспорта, в формировании мультибелковых ансамблей, ответственных за регуляцию клеточного цикла, и в других клеточных процессах. Уже на данном этапе развития клеточной биологии понятно, что центросома — ключевая структура в регуляторных процессах, и нарушение ее функций приводит к аномалиям клеточного цикла, дефектам в развитии живых тканей и организмов, к возникновению трофических и онкологических заболеваний. Однако бурное развитие новых экспериментальных подходов дает и, как мы надеемся, будет давать в будущем все новые возможности для исследования центросомы. Несмотря на большое количество описанных центросомальных белков, процесс изучения характера их взаимодействия друг с другом еще только начинается. На наших глазах мозаичность знаний о центросоме сменяется структурированностью, обнаруживаются функциональные связи между различными центросомальными белками. Мощный арсенал молекулярно-биологических и генетических методов в сочетании с детальным изучением морфологии позволяет накапливать огромное количество новых фактов, обработка и анализ которых становятся возможными благодаря современным информационным технологиям. И чем больше мы узнаем о центросоме, тем более важная роль в клетке ей отводится, поэтому без преувеличения можно сказать, что понимание регуляторных функций центросомы как мультибелкового комплекса, видимо, уже в недалеком будущем приведет к более глубокому проникновению в тайны организации живой материи. Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальный исследований. Литература: 1.
Boveri T. Цитируется по: [ 4 ]. Henneguy L. Uber Flimmerzellen. Kiel, 1898.
Возможно, они наиболее известны своей важной ролью в процессе клеточного деления, которое включает митоз деление клеточного ядерного материала на дочерние ядра , за которым в короткие сроки следует цитокинез деление целой клетки на дочерние клетки. Этот процесс деления опосредуется центриолями центросом. Строение центриоли Центросомы представляют собой структуры, которые содержат центриоли, которые дают микротрубочки, которые функционируют как митотический веретено. Это много, чтобы предвидеть, так что рассмотрение каждого из них с точки зрения дает более четкое представление о физической структуре центросом. Во время интерфазы, то есть периода, в течение которого клетка не активно делится, каждая клетка содержит одну центросому, которая включает пару центриолей.
Каждая из этих центриолей состоит из девяти триплетов микротрубочек в цилиндрической форме; иными словами, одна центриоль включает в себя 27 микротрубочек, идущих от конца к концу. Два центриоля ориентированы под прямым углом друг к другу. Сами триплеты напоминают крошечные параллельные трубы, которые находятся в одной линии. Если бы вы взглянули на поперечное сечение центриоли, вы бы увидели круговое образование, состоящее из девяти групп... Также во время интерфазы реплицируются все основные компоненты клетки, включая центросому и ее пару центриолей. Первоначально две центросомы или пары центриолей остаются в непосредственной физической близости. Как только митоз полностью начинается, два центриоля мигрируют к противоположным концам клетки, которая готовится к расщеплению на две дочерние клетки. Между центриолями и клеточным матриксом, в котором они созданы и находятся, более 100 различных белков выполняют функцию структуры центросомы. Эта матрица известна как перицентриолярный материал, или PCM. Центросома против Центромеры: ни центросому, ни центриоль не следует путать с центромерой , которая является физическим соединением между сестринскими хроматидами хромосомы, которая готовится к делению как часть митоза.
Микротрубочки, как отмечалось, выполняют ряд различных функций в клетках, но их основное назначение в клеточном делении состоит в том, чтобы служить в качестве веретенообразных волокон, которые помогают контролировать и осуществлять разделение клеточных компонентов в процессе деления. Центросома как часть цитоскелета Помимо участия в митозе, центросома играет жизненно важную структурную роль в клетке, генерируя микротрубочки, которые образуют цитоскелет, что придает клеткам форму и целостность. Хотя, возможно, заманчиво представить клетки как хрупкие, желатиновые шарики, которые представляют собой нечто большее, чем округлые контейнеры, каждая клетка чрезвычайно динамична, включая ее мембрану, которая тщательно контролирует, какие вещества могут или не могут проходить внутрь и снаружи клетки.
В неде-лящихся клетках центриоли часто определяют полярность клеток эпителия и располагаются вблизи комплекса Гольджи.
Строение клеточного центра в полюсе митотического веретена клетки. Обычно в интерфазных клетках присутствуют две центриоли - рядом друг с другом, образующие диплосому. Из двух центриолей различают материнскую и дочернюю.
Центриоли строение и функции
| ЦЕНТРИОЛОС: функции, характеристики и структура | В клетке центриоли располагаются обычно возле ядра, сами трубочки находятся в слегка уплотненном белковом окружении — матриксе. |
| Строение клеток эукариот. Немембранные органеллы • Биология, Цитология • Фоксфорд Учебник | Перед делением клетки центриоли расходятся к противоположным полюсам, и возле каждой из них возникает дочерняя центриоль. |
| Строение и роль центриолей | В клетках высших растений центриоли отсутствуют, хотя веретено в них при делении ядра образуется. |
| Микротрубочки. Центриоли. Базальные тельца. Реснички. Жгутики. Внутриклеточный транспорт. | Строение Центриоли Центриоль состоит из девяти наборов микротрубочек, каждая из которых состоит из трех групп, известных как триплетные микротрубочки. |
| Центриоли, структура, репликация, участие в делении клетки | Центрио́ль — органелла эукариотической клетки. Размер центриоли находится на границе разрешающей способности светового микроскопа. |
42. Центриоли, их строение и поведение в клеточном цикле
Материнская центриоль на всех стадиях митоза окружена довольно широкой до 0,3 мкм зоной тонких фибрилл — центриолярное фибриллярное гало рис. От этого гало радиально отходят микротрубочки. Важно подчеркнуть, что у дочерних центриолей ни гало, ни отходящих от центриолей микротрубочек нет. В начале G1-периода на поверхности материнской центриоли возникают сателлиты, имеющие ножку и головку, от которой радиально отходят микротрубочки, которые начинают расти в длину и заполнять собой цитоплазму рис. В это время материнская центриоль продолжает функционировать, как центр образования микротрубочек цитоскелета. Но одновременно она может проявить еще одну форму активности — образовать ресничку, вырост плазматической мембраны, заполненный аксонемой осевой нитью , состоящей из девяти дублетов микротрубочек При наступлении S-периода или в середине его клеточный центр приступает к четвертой форме своей активности: происходит удвоение числа центриолей. В это время около каждой из разошедшихся еще в конце телофазы центриолей, материнской и дочерней, происходит закладка новых центриолярных цилиндров — процентриолей рис. В районе проксимальных концов каждой центриоли перпендикулярно длинной оси закладывается сначала девять синглетов одиночных микротрубочек, затем они преобразуются в девять дуплетов, а потом — в девять триплетов растущих микротрубочек новых центриолярных цилиндров. Закладка процентриолей происходит на проксимальных концах центриолей; в этом месте растут новые поколения центриолей, тоже с проксимального конца.
Цитоплазма постоянно перемещается внутри клетки, что хорошо заметно по движению органелл. При помощи современного микроскопа удалось обнаружить тонкую структуру цитоплазмы Рис. Цитоплазма Источник Цитоплазма эукариотических клеток пронизана трехмерной сетью из белковых нитей, называемых цитоскелетом. Он состоит из трех элементов: микротрубочек, промежуточных филаментов и микрофиламентов. Микротрубочки пронизывают всю цитоплазму и представляют собой полые трубки диаметром 20-30 нм. Их стенки толщиной 5 нм образованы специально закрученными нитями, построенными из белка тубулина. Сбор микротрубочек из тубулина происходит в клеточном центре. Микротрубочки прочны и образуют опорную основу цитоскелета. Часто они располагаются таким образом, чтобы противодействовать растяжению и сжатию клетки. Кроме механической функции, микротрубочки выполняют также и транспортную функцию, участвуя в переносе по цитоплазме различных веществ. Они являются главным белковым компонентом аксонов и дендритов. В аксоне имеются трубочки, идущие по всей его длине, поддерживают структуру аксона и обеспечивают транспорт веществ вдоль аксона Рис. Нервная клетка Источник Животные клетки, у которых нарушена система микротрубочек, принимают сферическую форму. В растительных клетках расположение микротрубочек соответствует расположению целлюлозных волокон, отлагающихся при построении клеточной стенки, таким образом, они косвенно определяют форму клетки. Микрофиламенты МФ — нити, состоящие из молекул глобулярного белка актина и присутствующие в цитоплазме всех эукариотических клеток. Микрофиламенты образуют сплетения или пучки Рис. Пучки микрофиламентов Источник Микрофиламенты чаще всего располагаются вблизи плазматической мембраны.
Флеминг и О. Гертвиг и другие. Открытие произошло в 1870-х годах. Биологи обнаружили, что после деления центриоли не исчезают бесследно, а остаются в клетке. Клеточный центр Строение Плавающий в цитоплазме недалеко от ядра клеточный центр построен из двух центриолей или цилиндров материнской и дочерней , находящихся под прямым углом по отношению друг к другу. Вместе центросомы образуют диплосому.
В интактных клетках ту же функцию выполняют центриоли, поэтому их иногда называют центрами организации микротрубочек ЦОМ. Центриоли состоят из коротких микротрубочек. Микротрубочки принимают участие в различных внутриклеточных процессах; некоторые мы здесь упомянем. Распределение микротрубочек в клетке. Микротрубочки расходятся от центра организации микротрубочек ЦОМ , находящегося рядом с ядром. В ЦОМ содержится центриоль. Микротрубочки видны на этой микрофотографии благодаря использованию флуоресцирующих антител, способных специфически соединяться с их белком. Представленная здесь клетка — фибробласт; фибробласты обычно содержатся в соединительной ткани; в них синтезируется коллаген. Центриоли и деление ядра Центриоли это мелкие полые цилиндры длиной 0,3-0,5 мкм и около 0,2 мкм в диаметре , встречающиеся в виде парных структур почти во всех животных клетках. Каждая центриоль построена из девяти триплетов микротрубочек. В начале деления ядра центриоли удваиваются и две новые пары центриолей расходятся к полюсам веретена — структуры, по экватору которой выстраиваются перед своим расхождением хромосомы. Само веретено состоит из микротрубочек «нитей веретена» , при сборке которых центриоли играют роль центров организации.