ZENTROSOM: FUNKTIONEN UND STRUKTUR - BIOLOGIE - 2025

Das Zentrosom ist eine membranfreie Zellorganelle, die an Prozessen der Zellteilung, Zellmotilität, Zellpolarität, des intrazellulären Transports, der Organisation des Mikrotubuli-Netzwerks sowie an der Produktion von Zilien und Flagellen beteiligt ist.

Aufgrund seiner Hauptfunktion ist es als „Organisationszentrum der Mikrotubuli“ bekannt. In den meisten Fällen befindet sich diese Struktur sehr nahe am Zellkern und ist stark mit der Kernhülle verbunden.

In tierischen Zellen werden Zentrosomen durch zwei Zentriolen gebildet, die in eine perizentrioläre Matrix eingetaucht sind, die reich an verschiedenen Arten von Proteinen ist. Die Zentriolen sind für die Organisation der Mikrotubuli der Spindel verantwortlich.

Diese Strukturen sind jedoch für die Prozesse der Zellteilung nicht wesentlich. Tatsächlich fehlen den Zentrosomen in den meisten Pflanzen und anderen Eukaryoten Zentriolen.

Alle Zentrosomen sind elterlichen Ursprungs, da zum Zeitpunkt der Befruchtung das Zentrosom der Eizelle inaktiviert ist. Daher stammt das Zentrosom, das die Zellteilungsprozesse nach der Befruchtung steuert, ausschließlich aus den Spermien. Im Gegensatz zu den Mitochondrien zum Beispiel, die mütterlichen Ursprungs sind.

Es wurde eine ziemlich enge Beziehung zwischen Veränderungen der Zentrosomen und der Entwicklung von Krebszellen hergestellt.

Hauptfunktionen des Zentrosoms

In verschiedenen Abstammungslinien von Eukaryoten werden Zentrosomen als multifunktionelle Organellen betrachtet, die eine signifikante Anzahl von zellulären Aufgaben ausführen.

Die Hauptfunktion der Zentrosomen besteht darin, die Mikrotubuli zu organisieren und die Polymerisation der Untereinheiten eines Proteins namens "Tubulin" zu fördern. Dieses Protein ist der Hauptbestandteil von Mikrotubuli.

Zentrosomen sind Teil des Mitoseapparates. Zusätzlich zu den Zentrosomen umfasst diese Vorrichtung die mitotische Spindel, die von den Mikrotubuli gebildet wird, die in jedem Zentrosom geboren sind und die Chromosomen mit den Polen der Zellen verbinden.

Bei der Zellteilung hängt die gleiche Trennung von Chromosomen zu Tochterzellen im Wesentlichen von diesem Prozess ab.

Wenn die Zelle einen ungleichmäßigen oder abnormalen Chromosomensatz aufweist, kann der Organismus unrentabel sein oder das Wachstum von Tumoren kann begünstigt werden.

Sekundärfunktionen

Zentrosomen sind an der Aufrechterhaltung der Zellform beteiligt und auch an Membranbewegungen, da sie in direktem Zusammenhang mit Mikrotubuli und anderen Elementen des Zytoskeletts stehen.

Jüngste Studien haben eine neue Funktion der Zentrosomen nahegelegt, die mit der Stabilität des Genoms zusammenhängt. Dies ist entscheidend für die normale Entwicklung von Zellen und kann, wenn dies fehlschlägt, zur Entwicklung verschiedener Pathologien führen.

Ob sich tierische Zellen in Abwesenheit von Zentriolen richtig entwickeln können oder nicht, ist in der Literatur ein heiß diskutiertes Thema.

Einige Experten unterstützen die Idee, dass bestimmte tierische Zellen sich zwar ohne Zentriolen vermehren und überleben können, jedoch eine abweichende Entwicklung zeigen. Andererseits gibt es auch Hinweise, die die entgegengesetzte Position stützen.

Struktur

Zentrosomen bestehen aus zwei Zentriolen (ein Paar, auch Diplosomen genannt), die von der perizentriolären Matrix umgeben sind.

Centriolen

Die Zentriolen sind wie Zylinder geformt und ähneln einem Zylinder. Bei Wirbeltieren sind sie 0,2 um breit und 0,3 bis 0,5 um lang.

Diese zylindrischen Strukturen sind wiederum in neun ringförmigen Mikrotubuli-Tripletts organisiert. Diese Reihenfolge wird normalerweise mit 9 + 0 bezeichnet.

Die Zahl 9 gibt die neun Mikrotubuli an und die Null bezieht sich auf ihre Abwesenheit im zentralen Teil. Mikrotubuli fungieren als eine Art Trägersystem, das der Kompression des Zytoskeletts widersteht.

In den Zentrosomen gibt es drei Arten von Mikrotubuli mit jeweils definierter Funktion und Verteilung:

-Die astralen Mikrotubuli, die das Zentrosom durch kurze Verlängerungen an der Zellmembran verankern.

-Die Mikrotubuli des Kinetochors (der Kinetochor ist eine Struktur des Chromosoms in ihren Zentromeren), die das mit dem Chromosom assoziierte Kinetochor mit den Zentrosomen koppeln.

-Finally, die polaren Mikrotubuli, die sich an beiden Verwendungspolen befinden.

Zusätzlich bilden die Zentriolen die Basalkörper. Beide Artikel sind untereinander konvertierbar. Dies sind die Strukturen, aus denen die Zilien und Flagellen stammen, Elemente, die die Fortbewegung in bestimmten Organismen ermöglichen.

Perizentriolare Matrix

Die Matrix oder das perizentrioläre Material ist ein körniger und ziemlich dichter Bereich des Zytoplasmas. Es besteht aus einer Vielzahl von Proteinen.

Die Hauptproteine ​​in dieser amorphen Matrix sind Tubulin und Pericentrin. Beide haben die Fähigkeit, mit Mikrotubuli für die Vereinigung von Chromosomen zu interagieren.

Insbesondere sind es die ɣ-Tubulinringe, die als Keimbildungsstellen für die Entwicklung von Mikrotubuli dienen, die dann aus dem Zentrosom ausstrahlen.

Zentrosomen und der Zellzyklus

Die Größe und Zusammensetzung von Proteinen in Zentrosomen variieren in verschiedenen Stadien des Zellzyklus erheblich. Um sich zu replizieren, machen die Zentrosomen dies von einem bereits existierenden.

Interphasenzellen enthalten nur ein Zentrosom. Dies wird während des Zellzyklus nur einmal dupliziert und führt zu zwei Zentrosomen.

In der G1-Phase des Zyklus sind die beiden Zentriolen orthogonal ausgerichtet (bilden einen Winkel von 90 Grad), was ihre charakteristische Position ist.

Wenn die Zelle die G1-Phase, einen wichtigen Kontrollpunkt des Zellzyklus, passiert, repliziert sich die DNA und es kommt zur Zellteilung. Gleichzeitig beginnt die Replikation der Zentrosomen.

Zu diesem Zeitpunkt sind die beiden Zentriolen durch einen kurzen Abstand voneinander getrennt, und aus jedem ursprünglichen Zentriol entsteht ein neues. Anscheinend erfolgt diese Synchronisation von Ereignissen durch die Wirkung von Enzymen, die Kinasen genannt werden.

In der G ₂ / M- Phase ist die Duplikation der Zentrosomen abgeschlossen und jedes neue Zentrosom besteht aus einem neuen und einem alten Zentriol. Dieser Prozess ist als Zentrosomenzyklus bekannt.

Diese beiden Zentriolen, auch als "Mutter" -Zentriol und "Kind" -Zentriol bekannt, sind nicht vollständig identisch.

Die Mutterzentriolen haben Verlängerungen oder Anhänge, die zur Verankerung von Mikrotubuli dienen können. Diese Strukturen fehlen in den Tochterzentriolen.

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