Centriolos -functies en kenmerken

De Centriolos Het zijn cilindrische celstructuren samengesteld uit microtubulesgroepen. Ze worden gevormd door het tubuline -eiwit, dat wordt aangetroffen in de meeste eukaryotische cellen.

Een bijbehorend paar centrielen, omringd door een massameld van dicht materiaal genaamd Pericentriolar Material (PCM), vormt een structuur genaamd Center.

De functie van de centriolen is om de assemblage van de microtubuli te sturen, die deelnemen aan de cellulaire organisatie (positie van de kern en de ruimtelijke dispositie van de cel), vorming en functie van flagella en cilia (cylogenese) en celdeling (mitose en meiose).

Centriolo's worden aangetroffen in cellulaire structuren die bekend staan ​​als diercellen en zijn afwezig in plantencellen.

Defecten in de structuur of het aantal centriolen in elke cel kunnen aanzienlijke gevolgen hebben voor de fysiologie van een organisme, waardoor veranderingen in de respons op stress tijdens ontsteking, mannelijke onvruchtbaarheid, neurodegeneratieve ziekten en tumorvorming worden geproduceerd, onder andere.

Een centriole is een cilindrische structuur. Een paar bijbehorende centriolen, omringd door een massameld van dicht materiaal ("pericentriolair materiaal" of PCM genoemd), vormt een samengestelde structuur die "centra" wordt genoemd. 

Ze beschouwden zichzelf tot een paar jaar geleden als onbelangrijk, toen de belangrijkste organellen werden gesloten in het gedrag van celdeling en duplicatie (mitose) in eukaryotische cellen (voornamelijk bij mensen en andere dieren).

Het centriol

Negen microtubuli drieling gerangschikt rond een omtrek (die een korte holle cilinder vormen), zijn de "bouwblokken" en de hoofdstructuur van een centriole. 

Gedurende vele jaren werd de structuur en functie van de centriolen genegeerd, hoewel de centra voor de jaren 1880 werden gevisualiseerd door optische microscopie.

Theodor Boveri publiceerde een baanbrekend werk in 1888 en beschreef de oorsprong van de centra van sperma na bemesting. In zijn korte communicatie van 1887 schreef Boveri dat:

“Het centreren vertegenwoordigt het dynamische centrum van de cel; De divisie creëert de gevormde centra van de dochtercellen, waarrond alle andere celcomponenten symmetrisch zijn georganiseerd ... de centra is het ware delerorgaan van de cel, hij de helft van de nucleaire en cellulaire divisie ”(Scheer, 2014: 1). [Vertaling van de auteur].

Kort na het midden van de twintigste eeuw, met de ontwikkeling van elektronische microscopie, werd het gedrag van de centriolen bestudeerd en uitgelegd door Paul Schafer.

Helaas werd dit werk genegeerd vanwege het feit dat de belangstelling van onderzoekers zich begon te concentreren op de bevindingen van Watson en Krick op DNA. 

Het centrum

Een paar centriolen, gelegen naast de kern en loodrecht op elkaar, zijn "een centreer". Een van de centriolen staat bekend als de "vader" (of moeder). De andere staat bekend als de "zoon" (of dochter; het is iets korter en heeft zijn basis aan de basis van de moeder).

De proximale uiteinden (bij het aansluiten van de twee centriolen) zijn ondergedompeld in een "wolk" van eiwit (misschien tot 300 of meer) bekend als het Microtubules Organisation Center (MTOC), omdat het het benodigde eiwit biedt voor de constructie van de microtubuli.

Kan u van dienst zijn: levensvatbaarheid van onderzoek

De MTOC staat ook bekend als "pericentriolair materiaal" en heeft een negatieve belasting. Omgekeerd worden de distale uiteinden (weg van de verbinding van de twee centriolen) positief geladen.

Het paar centriolen, samen met de omliggende MTOC, staat bekend als het "centrum". 

Duplicatie van de centra

Wanneer de centriolen beginnen te dupliceren, scheiden de vader en de zoon enigszins en dan begint elke centriole een nieuwe centriolo in zijn basis te vormen: de vader met een nieuwe zoon en de zoon met een nieuwe zoon (een "kleinzoon" )).

Terwijl de duplicatie van de centriole optreedt, is het kern -DNA ook duplicerend en gescheiden. Dat wil zeggen, het huidige onderzoek toont aan dat de duplicatie van de centriole en de scheiding van DNA op de een of andere manier verbonden zijn. 

Duplicatie en celdeling (mitosis)

Het mitotische proces wordt vaak beschreven in termen van een initiatieffase, bekend als "interface", gevolgd door vier ontwikkelingsfasen.

Tijdens het interface verdubbelen de centriolen en scheiden zich in twee paren (een van deze collega's begint naar de andere kant van de kern te bewegen) en het DNA is verdeeld.

Na de duplicatie van de centriolen strekken de microtubuli van de centriolen zich uit en uitlijnen zich langs de hoofdas van de kern, die de "mitotische spil" vormen ".

In de eerste van de vier fasen van ontwikkeling (fase I of "profas") condenseren en naderen de chromosomen, en het nucleaire membraan begint te verzwakken en op te lossen. Tegelijkertijd wordt de mitotische spindel gevormd met de centriolparen die zich nu aan de uiteinden van de spil bevinden.

In de tweede fase (fase II of "metafase") zijn de chromosomenketens uitgelijnd met de as van de mitotische spindel.

In de derde fase (fase III of "anafase") zijn chromosomale ketens verdeeld en bewegen ze naar de tegenovergestelde uiteinden van mitotische spindel, nu langwerpig.

Ten slotte worden in de vierde fase (fase IV of "telofase") nieuwe nucleaire membranen rond de afzonderlijke chromosomen gevormd, de mitotische spindel wordt ongedaan gemaakt en de celscheiding begint te worden voltooid met de helft van het cytoplasma dat bij elke nieuwe nucleus hoort.

Aan elk uiteinde van de mitotische spindel oefenen centriolparen een belangrijke invloed uit (blijkbaar gerelateerd aan de krachten die worden uitgeoefend door de elektromagnetische velden gegenereerd door de negatieve en positieve belastingen van hun proximale en distale uiteinden) door de cel van celdeling. 

De centra en de immuunrespons

Blootstelling aan stress beïnvloedt de functie, kwaliteit en duur van het leven van een organisme. De gegenereerde stress, bijvoorbeeld door een infectie, kan leiden tot ontsteking van geïnfecteerde weefsels, waardoor de immuunrespons in het lichaam wordt geactiveerd. Deze reactie beschermt het getroffen lichaam, waardoor de ziekteverwekker wordt geëlimineerd.

Veel aspecten van de functionaliteit van het immuunsysteem zijn bekend. De moleculaire, structurele en fysiologische gebeurtenissen waarbij de centra betrokken zijn, zijn echter nog steeds een enigma.

Kan u van dienst zijn: Experimentrapport

Recente studies hebben onverwachte dynamische veranderingen ontdekt in de structuur, locatie en functie van de centra in verschillende omstandigheden gerelateerd aan stress. Na de imitatie van de omstandigheden van een infectie is bijvoorbeeld een toename van PCM -productie en microtubuli in interface -cellen gevonden.

De centra in immuunsynapsen

De centra spelen een zeer belangrijke rol in de structuur en functie van immuunsynapsen (SI). Deze structuur wordt gevormd door gespecialiseerde interacties tussen een T -cel en een antigeen die cel presenteren (CPA). Deze cel-cel interactie begint de migratie van het centreren naar de SI en de daaropvolgende koppeling aan het plasmamembraan.

Centrale koppeling in de SI is vergelijkbaar met die waargenomen tijdens cylogenese. In dit geval begint het echter niet de assemblage van de cilia, maar neemt het deel aan de organisatie van de SI en de secretie van cytotoxische blaasjes om de doelcellen te lisar, en wordt een belangrijk orgaan bij de activering van T -cellen.

Centrale en hittestress

De centra zijn het doelwit van "chaperonas moleculair" (een set eiwit waarvan de functie is om te helpen bij het vouwen van assemblage en celtransport van andere eiwitten) die bescherming bieden tegen blootstelling aan thermische schokken en stress.

Onder de stressfactoren die de centra beïnvloeden, wordt de schade aan DNA en warmte opgenomen (zoals die door febriele patiëntencellen). DNA -schade begint DNA -reparatieroutes, die de functie van centra en eiwitsamenstelling kunnen beïnvloeden.

Stress gegenereerd door warmte veroorzaakt modificatie van de structuur van de centriol.

De onderbreking van de functie van centra tijdens koorts kan een adaptieve reactie zijn om de spindelpalen te inactiveren en de abnormale deling van DNA tijdens mitose te voorkomen, vooral gezien de potentiële disfunctie van meerdere eiwitten na de door warmte geïnduceerde denaturatie.

Ook zou het de cel kunnen verschaffen om zijn functionele eiwitpool te herstellen voordat de celdeling opnieuw wordt gestart.

Een ander gevolg van de inactivering van het centreren tijdens koorts is het onvermogen om naar de is te gaan om het te organiseren en deel te nemen aan de secretie van cytotoxische blaasjes.

Abnormale ontwikkeling van centriolen

De ontwikkeling van de centriolo is een proces is vrij complex en hoewel een reeks regulerende eiwitten eraan deelnemen, kunnen verschillende soorten mislukkingen optreden.

Als er een onbalans is in het aandeel eiwitten, kan het centriolo -kind defect zijn, de geometrie kan worden vervormd, de assen van een paar kunnen afwijken van loodrechtheid, meerdere kinderen kunnen ontwikkelen, de centriole zoon kan de volledige lengte bereiken voor de tijd, of de ontkoppelingsparen kunnen worden vertraagd.

Het kan u van dienst zijn: natuurlijke en sociale omgeving ter beveerbaarheid van de menselijke behoeften

Wanneer er een verkeerde of foutieve duplicatie van centriolen is (met geometrische defecten en / of meervoudige duplicatie), wordt DNA -replicatie gewijzigd, wordt chromosomale instabiliteit gepresenteerd (CIN).

Evenzo leiden centra van de centra (bijvoorbeeld een vergrote of uitgebreide centreren) tot CIN en bevorderen de ontwikkeling van meerdere centriolenkinderen.

Deze ontwikkelingsfouten genereren schade aan cellen die zelfs tot kwaadaardig kunnen leiden.

Abnormale centriolen en kwaadaardige cellen

Dankzij de interventie van regulerende eiwitten, wanneer anomalieën worden gedetecteerd bij de ontwikkeling van centriolen en/of het centreren, kunnen cellen de zelfcorrectie van anomalieën implementeren.

Als echter de zelfcorrectie van anomalie, abnormale centriolen of met meerdere kinderen ("supernumeraire centriolen" kan worden bereikt) kan leiden tot het genereren van tumoren ("tumorigenese") of celdood.

Supernumeraire centriolen hebben de neiging om samen te komen, wat leidt tot de groepering van de centra ("centra -versterking", kenmerkend voor kankercellen), die celpolariteit en normale ontwikkeling van mitose veranderen, wat resulteert in het uiterlijk van tumoren.

Cellen met supernumeraire centriolen worden gekenmerkt door een overmatig pericentriolair materiaal te presenteren, onderbreking van de cilindrische structuur of overmatige lengte van niet -perpendiculaire of slecht geplaatste centriolen en centriolen.

Er is gesuggereerd dat de clusters van centriolen of centra in kankercellen kunnen dienen als een "biomarker" bij het gebruik van therapeutische en verbeeldingsmiddelen, zoals super-paramagnetische nanodeeltjes.

Referenties

1. Borisy, g., Heald, r., Howard, J., Janke, c., Musacchio, een., & Nogales, en. (2016). Microtubuli: 50 jaar na de ontdekking van tubuline. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 17 (5), 322-328.
2. Buchwalter, r. NAAR., Chen, J. V., Zheng, en., & Megraw, T. L. Centra in celdeling, ontwikkeling en ziekte. els.
3. Gambarotto, D., & Basto, r. (2016). Volgingen van numerieke centra defecten in ontwikkeling en ziekte. In het microtubule -cystoskelet (PP. 117-149). Springer Wenen.
4. Huston, r. L. (2016). Een overzicht van Centriole -activiteit en onrechtmatige activiteiten tijdens de celdeling. Advances in Bioscience and Biotechnology, 7 (03), 169.
5. Inaba, k., & Mizuno, K. (2016). Sperma -disfunctie en ciliopathie. Reproductieve geneeskunde en biologie, 15 (2), 77-94.
6. Kieling, j., Tsiokas, l., & Maskey, D. (2016). Cellulaire mechanismen van controle van de ciliaire lengte. Cellen, 5 (1), 6.
7. Lodish, h., Berk, een., Kaiser, c. NAAR., Krieger, m., Bretscher, een., Plaath, h., Amon, een., Martin, K. C. (2016). Moleculaire celbiologie. New York: W. H. Freeman en bedrijf.
8. Matamoros, een. J., & Baas, p. W. (2016). Microtubuli in gezondheid en degeneratieve ziekte van het zenuwstelsel. Brain Research Bulletin, 126, 217-225.
9. Pellegrini, L., Wetzel, a., Grannó, s., Heaton, G., & Harvey, K. (2016). Terug naar de tubule: Microtubule Dynamics bij de ziekte van Parkinson. Cellulaire en moleculaire levenswetenschappen, 1-26.
10. Scheer, u. (2014). Historische wortels van centraonderzoek: ontdekking van Boveri's microscoopdia's in Würzburg. Fil. Trans. R. SOC. B, 369 (1650), 20130469.