Ein Diplosom ist ein Paar senkrecht zueinander stehender Zentriolen, die sich in der Nähe des Zellkerns befinden. In einer sich teilenden Zelle verdoppelt sich das Diplosom und jedes der resultierenden Dysplosomen befindet sich an einem Pol der Zelle.
Während des Zellteilungsprozesses werden Diplosomen in die Matrix der Zentrosomen eingebettet. Von dort aus nehmen die Diplosomen je nach Art der Teilung an den Organisationszentren der mitotischen oder meiotischen Spindeln teil.
Zentrosom mit einem Paar Zentriolen (Diplosom). Quelle: Biologydiscussion.com
Diese Spindeln bestehen aus Mikrotubuli, die durch Verbinden der Zentriolen mit den Kinetochoren die Verschiebung der Chromosomen während der Zellteilung regulieren. Mikrotubuli sind lange Moleküle von Alpha- und Beta-Tubulin mit der Fähigkeit, durch Polymerisation bzw. Depolymerisation verlängert oder verkürzt zu werden.
Diplosomen sind eine evolutionäre Anschaffung einiger Eukaryoten. Höhere Pflanzen und Pilze besitzen jedoch keine Diplosomen. In höheren Pflanzen wird daher die Zellteilung durch die Zentrosomen ohne die Hilfe der Zentriolen reguliert und gesteuert.
In Bryophyten spielen Plastiden die Rolle von Zentriolen. In höheren Pflanzen scheint Gamma-Subulin zu wirken.
Struktur von Diplosomen
Diplosomen bestehen aus zwei Zentriolen. Dies sind ausnahmslos senkrechte Zentriolen: dh ein Winkel von 90 oder . Jedes Diplosom entsteht durch Vervielfältigung eines Zentriols aus einem früheren Diplosom.
Daher gibt es in jedem Diplosom ein altes Zentriol (Mutterzentriol) und ein neues (Tochterzentriol). Die Duplikation von Diplosomen erfolgt zur Vorbereitung der Zellteilung.
Die Trennung seiner beiden Zentriolen führt zu Vorläufern, die als Prozentriolen bezeichnet werden. Wenn sich diese duplizieren und bereits als Diplosomen zu den Polen der Zelle wandern, signalisieren sie die Bereitschaft zur Teilung. Nach Abschluss dieses Vorgangs hat jede Tochterzelle ihr entsprechendes, einzigartiges und notwendiges Diplosom.
Die Zentriolen der Diplosomen haben eine Struktur, die an Flagellen erinnert. Sie sind jedoch nicht identisch. Jedes Zentriol besteht aus Tripletts von Filamenten, die in einem Zylinder in einer Anordnung oder Konformation von 9 peripheren Tripletts gruppiert sind.
Im Gegensatz zu Flagellen haben sie kein zentrales Paar. Es ist nicht ungewöhnlich, dass bei derselben Art andererseits die Regel, Mikrotubuli-Tripletts zu haben, nicht erfüllt ist.
In den Spermien einiger Insekten können beispielsweise 9 einzelne Filamente gefunden werden, während sie in anderen in Dubletten vorhanden sein können. Auf Artenebene gilt dies auch.
Das heißt, eine Anordnung von 9 basierend auf Drillingen wie bei Homo sapiens und Chlamydia und Arten mit einer Anordnung von Dubletten wie bei Drosophila.
Im Diplosom weist das Mutterzentriol laterale Elemente auf, die im Tochterzentriol nicht vorhanden sind. Daher bindet das Tochterzentriol während der Zellteilung keine Mikrotubuli-Filamente, obwohl es ein grundlegender Bestandteil des Diplosoms ist. Dies wird es tun, wenn es das alte Zentriol eines der Diplosomen einer neuen Zelle ist.
Ausnahmen
Die Zentriolen zeigen ihre größten Unterschiede im zentralen Bereich des Zylinders. In jedem Fall gibt es zwei bemerkenswerte Ausnahmen von der strukturellen Regelmäßigkeit der Zentriolen, die wir erwähnt haben.
Eine davon besteht aus den koaxialen Bicentrioli der Protisten und der "niederen" Pflanzen. Die andere Ausnahme bilden die riesigen und unregelmäßigen Zentriolen der Pilzmücken der Gattung Sciara.
Erbe
Diplosomen werden in der Regel vom Vater geerbt. Beim Menschen beispielsweise löst das befruchtende Sperma den Abbau des einzelnen Diplosoms der befruchteten Eizelle aus.
Die Zygote wird wie jede andere „neue“ Zelle ein einziges Diplosom (väterlichen Ursprungs) haben, bis es Zeit ist, sich zu teilen. Kürzlich wurde berichtet, dass die beiden Zentriolen dieses Diplosoms nicht vollständig gleichwertig sind. Die biologische Rolle eines solchen Unterschieds wird derzeit noch aktiv untersucht.
Diplosomen in Zentrosomen
Zentrosomen bilden ein Zellkompartiment, in dem Diplosomen untergebracht sind, Spindel-Mikrotubuli organisiert sind und von wo aus die Zellteilung gesteuert wird.
Es ist im Grunde eine proteinhaltige Matrix, die die perizentrioläre Matrix bei Tieren bildet, zusätzlich zu anderen Proteinen, die in den übrigen Eukaryoten vorhanden sind.
Es hat keine Membran, weshalb es strukturell kontinuierlich mit dem Zellzytoplasma ist. Obwohl bekannt ist, dass sie seit mehr als einem Jahrhundert existieren, sind Zentrosomen weitgehend unbekannt.
Zentrosomen scheinen eine wichtige Rolle bei der Erkennung und Reparatur von DNA-Schäden zu spielen. Tatsächlich befinden sich einige Proteine, die an DNA-Reparaturprozessen beteiligt sind, im Zentrosom. Beim Nachweis von Schäden, beispielsweise durch ionisierende Strahlung, wandern diese Proteine zum Kern, um ihre reparative Funktion auszuüben.
Funktionen von Diplosomen
Diplosomen sind an der Keimbildung von Mikrotubuli während des Zellteilungsprozesses beteiligt. Kürzlich wurde jedoch festgestellt, dass sie für diesen Prozess nicht wesentlich sind - was von den Zentrosomen selbst durchgeführt werden kann.
Zur Unterstützung dieser Informationen wird argumentiert, dass weder Pilze noch Pflanzen Diplosomen (dh Zentriolen) besitzen oder benötigen, um eine funktionelle Mitose und Meiose zu erleiden.
Darüber hinaus verschwindet bei den sogenannten geschlossenen Mitosen (und einigen halbgeschlossenen) die Kernhülle nicht und die Organisationszentren für die Teilung der Chromosomen befinden sich auf ihrer Innenseite.
Bei einigen Organismen wurde beobachtet, dass die Zentriolen von Diplosomen für die Bildung von Zilien oder Flagellen notwendig sind. Obwohl beide strukturell sehr ähnlich sind, variieren sie in Bezug auf Größe, Anzahl und Art der Bewegung.
Beide Strukturen sind unter Eukaryoten sehr verbreitet, außer in Zellen mit einer Zellwand.
Was auch immer der Fall ist oder die fragliche Organelle, die tatsächlich immer dieselbe sein könnte, die Zentriolen verleihen der Zelle eine größere funktionelle Raffinesse.
Zusätzlich zur Zellzykluskoordination und Chromosomensegregation ermöglichen sie die Bestimmung von Polarität, Migration, Fortbewegung und Zellschicksal durch Differenzierung.
Verweise
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