Почему у растений нет клеточного центра

Клеточный центр: функции и строение, распределение генетической информации

Почему у растений нет клеточного центра

Клеточный центр (или центросома) — не мембранная органелла, которая находится в центре клетки, рядом с ядром. Отсюда и пошло название органоида. Присутствует только у низших растений и животных; высшие растения, грибы и некоторые простейшие лишены его.

Открытие в науке

Описание центросом на полюсах веретена деления, которые находятся в клетках во время митоза, сделали почти одновременно ученые-биологи Флеминг В. и Гертвиг О. Открытие сделано в 70-х годах XIX ст.

Ученые еще тогда установили, что после завершения митоза, центросомы не исчезают, а остаются в интерфазном периоде. Подробное строение удалось определить после появления электронной микроскопии в середине XX ст.

Функции и строение

Клеточный центр — органоид, видимый в оптический микроскоп в клетках животных и низших растений. Он находится обычно около ядра или в геометрическом центре клетки и состоит из двух палочковидных телец центриолей, размером около 0,3-1 мкм.

Под электронным микроскопом установлено, что центриоль представляет собой цилиндр, стенки которого построены девятью триплетами очень тонких трубочек. Каждый триплет включает 2 неполных набора — 11 протофибрил и 1 полный — 13 протофибрил.

Все центриоли имеют белковую ось, от которой к триплетам направляются тонкие нити из белка. Центриоли находятся в окружении бесструктурного вещества — центриолярного матрикса. Здесь происходит формирование микротрубочек, благодаря белку гамма-тубулину.

В клеточный центр входят две центриоли: дочерняя и материнская, которые взаимно перпендикулярны друг к другу и вместе формируют диплосому. Материнская центриоль в составе имеет дополнительные структурные элементы — сатиллиты, их количество постоянно меняется, и располагаются они на всем протяжении центриоли.

Строение клеточного центра

В середине цилиндра находится полость, заполненная однородной массой. Пара центриолей, окружена более светлой зоной, называется центросферой.

Центросфера состоит из фибриллярных белков (основной — коллаген). Здесь располагаются  микротрубочки, много микрофибрилл и скелетных фибрилл, которые обеспечивают фиксацию клеточного центра возле ядерной оболочки. Только в эукариотических клетках центриоли находятся под прямым углом относительно друг друга. Простейшим, нематодам не характерно такое строение.

Цитологическая характеристика
Структурные элементыСтроениеФункции
Центриолярный матриксНемембранное образование, состоящее из белка гамма-тубулинаПринимает участие в создании микротрубочек
ЦентросомаПредставлена парой сформированных центриолей, в составе которых имеется девять триплетов микротрубочек. Построены из белка коллагена и располагаются перпендикулярно относительно друг друга.Отвечает за образование веретена деления, формирует цитоскелет

Механизм распределения генетической информации

Перед митозом клеточный центр удваивается, при этом материнские центриоли рассоединяются и расходятся к противоположным полюсам.

Так в клетке появляется два клеточных центра. От них по направлению к центру, к хроматидам, идет сборка микротрубочек. Микротрубочки крепятся к центромерам пар хроматид и обеспечивают их равномерное распределение по дочерним клеткам.

Во время расхождения идет разборка микротрубочек с минус-конца, который расположен в центросоме. Микротрубочка укорачивается и, таким образом, тянет хромосому к определенному полюсу клетки. Каждая новообразованная клетка получает диплоидный набор хромосом и по одной центросоме.

Значение

Клеточный центр — главная структура, отвечающая за создание и управление микротрубочками клетки.

Выполняет такие функции:

  1. Формирование органоидов движения простейших организмов (жгутики), которые дают возможность перемещаться в водной среде.
  2. Образует реснички на поверхности эукариотических клеток, которые необходимы для восприятия внешних раздражителей (кожная рецепция).
  3. Формирует нити веретена деления во время непрямого, митотического деления клетки. Обеспечивает равное распределение генетической информации между дочерними клетками.
  4. Принимает участие в формировании микротрубочек, которые уходят или в цитоплазму, или становятся компонентом опорно-сократительного аппарата.
  5. Увеличение количества центросом характерно для опухолевых клеток.

Клеточный центр играет важную роль в процессе перемещения хромосом при митозе. С ним связана способность некоторых клеток к активному движению. Это доказывается тем, что в основании жгутиков или ресничек подвижных клеток (простейшие, сперматозооны) находятся образования такой же структуры, как и клеточный центр.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (7 4,57 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/kletochnyj-centr-organoidy-dvizheniya-vklyucheniya/

Что такое клеточный центр, где находится и его значение для деления клеток

Почему у растений нет клеточного центра

> Наука > Биология > Что такое клеточный центр и его значение для деления клеток

В клеточной биологии клеточный центр называется центросомой. Она представляет собой органелл, который служит главным центром организации микротрубочек в клетках животных, а также регулятором прогрессирования клеточного цикла.

Клеточный центр был открыта Эдуардом Ван Бенеденом в 1883 году, а позже описан и назван в 1888 году Теодором Бовери.

  • Что такое клеточный центр, строение и функции
  • Функции
  • Изменения в сердечно сосудистых системах
  • Эволюция

Грибы и растения не имеют клеточных центров и поэтому используют другие структуры для организации своих микротрубочек. Хотя центросома играет ключевую роль в эффективном митозе в клетках животных, это не существенно для некоторых видов мух и плоских червей.

: какие имеют последствия хромосомные мутации у человека?

Что такое клеточный центр, строение и функции

Центросомы состоят из двух ортогонально расположенных центриолей, окружённых аморфной массой белка, называемой перицентриолярным материалом, который содержит белки, ответственные за зарождение и закрепление микротрубочек. В общем, каждый центриол основан на девяти триплетных микротрубочках, собранных в структуре колёс, и содержит:

  • центрин;
  • ценексин;
  • тектин.

Во многих клеточных типах центросома заменяется ресничкой во время клеточной дифференцировки. Однако, как только клетка начинает делиться, ресничка снова заменяется центросомой.

: органические вещества клетки, что входит в ее состав?

Функции

Развитие клеточного цикла

Клеточные центры связаны с мембраной ядра во время стадии профазы клеточного цикла. В митозе ядерная мембрана разрушается, и микротрубочки, зародышевые центросомы, могут взаимодействовать с хромосомами для создания митотического веретена.

Центросома копируется только один раз на клеточный цикл, так что каждая дочерняя клетка наследует одну центросому, содержащую две структуры, называемые центриолями. Центросома реплицируется во время S — фазы клеточного цикла.

Во время профазы в процессе деления клеток, называемого митозом, клеточные центры мигрируют в противоположные полюса клетки. Затем митотический шпиндель образуется между двумя центросомами.

После деления каждая дочерняя клетка получает одну центросому.

Аберрантные числа центросом в клетке связаны с раком.

Их удвоение аналогично репликации ДНК в двух отношениях: полуконсервативная природа процесса и действие в качестве регулятора процесса.

Но процессы существенно отличаются тем, что удвоение не происходит путём чтения и сборки шаблонов. Мать — центриоль просто помогает в накоплении материалов, необходимых для сборки дочери — центриоли.

Однако центриоли не требуются для развития митоза. Когда центриоли облучаются лазером, митоз протекает нормально с морфологически нормальным шпинделем.

Более того, развитие фруктовой мухи дрозофила протекает нормально, даже когда центриоли отсутствуют из-за мутации в гене, требуемом для их дублирования.

В отсутствие центриолей микротрубочки шпинделя фокусируются двигателями, допускающими образование биполярного шпинделя.

Многие клетки могут полностью пройти интерфазу без центриолей. В отличие от центриолей, центросомы необходимы для выживания организма. Клетки без них не имеют радиальных массивов астральных микротрубочек.

Предполагается, что функция центросомы в этом контексте обеспечивает правильность деления клеток, поскольку она значительно повышает эффективность. Некоторые клеточные типы останавливаются в следующем клеточном цикле при отсутствии клеточного центра.

Когда яйцо нематоды оплодотворяется, сперма доставляет пару центриолей. Эти центриоли образуют центросомы, которые будут направлять первое клеточное деление зиготы, и это определит его полярность. Пока неясно, является ли их роль главной в определении полярности зависимой или независимой от микротрубочек.

Нужно знать: Сколько хромосом у человека

Изменения в сердечно сосудистых системах

Теодор Бовери, в 1914 году, описал центросомальные аберрации в раковых клетках. Это первоначальное наблюдение было впоследствии распространено на многие типы опухолей человека. Изменения в сердечно-сосудистой системе из-за рака можно разделить на две подгруппы, структурные или числовые аберрации, но оба они могут быть одновременно обнаружены в опухоли.

Структурные аберрации

Обычно они появляются из-за неконтролируемой экспрессии компонентов центросомы или из-за посттрансляционных модификаций (таких как фосфорилирования), которые не подходят для этих компонентов.

Эти модификации могут приводить к изменениям размера.

Кроме того, поскольку центросомальные белки имеют тенденцию образовывать агрегаты, часто центры, связанные с центросомой, наблюдаются в эктопических местах.

Увеличенные центры, похожи на центросомальные структуры, наблюдаемые в опухолях. Более того, эти структуры могут индуцироваться в клетках культуры специфических центросомальных белков.

Эти структуры могут выглядеть очень похожими, однако, подробные исследования показывают, что они могут представлять очень разные свойства в зависимости от их протеинового состава.

Например, их способность включать тубулин может быть очень изменчивой, и поэтому их способность к зарождению микротрубочек, таким образом, влияет по-разному на форму, полярность и подвижность вовлечённых опухолевых клеток.

Числовые аберрации

Наличие неадекватного числа центросом очень часто связано с появлением нестабильности генома и потерей дифференциации тканей. Однако метод подсчёта числа центров (каждый с 2 ​​центриолями) часто не очень точен, потому что его часто оценивают с помощью флуоресцентной микроскопии, оптическое разрешение которой недостаточно велико, чтобы увидеть центриоли, находящиеся близко друг к другу.

Тем не менее ясно, что наличие избытка является обычным явлением в опухолях человека. Было замечено, что потеря опухолевого супрессора р53 вызывает избыточные центросомы, а также дерегулирование других белков, вовлечённых в образование рака у людей.

Избыток может быть вызван очень разными механизмами:

  • специфическая редупликация центросомы;
  • отказ цитокинеза при делении клеток (генерация увеличения числа хромосом);
  • слияние клеток (например, из-за инфекции конкретными вирусами);
  • дезово- генерация центросом.

На данный момент недостаточно информации, чтобы знать, насколько часты эти механизмы, но, возможно, что увеличение числа центросом, из-за отказа при делении клеток может быть более частым, чем оценено, поскольку многие «первичные» дефекты в одной клетке:

  • дерегулирование клеточного цикла;
  • дефектный обмен ДНК или хроматином;
  • отказ в контрольном пункте шпинделя.

Приведёт к провалу деления клеток, увеличению плоидности и увеличению числа клеточных центров в качестве «вторичного» эффекта.

Эволюция

Эволюционная история центросомы и центриоли прослеживается для некоторых сигнатурных генов, например, центральных. Центрины участвуют в сигнализации кальция и необходимы для дублирования центриолей.

Существуют два основных подсемейства центринов, оба из которых присутствуют в раннем ветвящемся эукариоте. Таким образом, центрины присутствовали в общем предке эукариот.

Напротив, у них нет узнаваемых гомологов в археи и бактериях, следовательно, они являются частью «генов эукариотической подписи».

Несмотря на исследования эволюции центринов и центриолей, не было опубликовано исследований эволюции перицентриолярного материала.

Очевидно, что некоторые части сильно расходятся в модельных видах некоторых мух. Очевидно, они потеряли одно из центральных подсемейств, которые обычно связаны с дублированием центриолей. Мутанты, у которых отсутствуют центросомы, могут даже развиться в морфологически нормальных взрослых мух.

Источник: https://obrazovanie.guru/nauka/biologiya/chto-takoe-kletochnyj-tsentr-i-ego-znachenie-dlya-deleniya-kletok.html

Доктор-про
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: