CENTROZÓM: FUNKCIE A ŠTRUKTÚRA - BIOLÓGIE - 2026

Centrosome je membrána buniek bez organela ktorý sa podieľa na procese delenia buniek, pohyblivosti buniek, bunkovej polarity, intracelulárne transport, organizáciu mikrotubuly, a vo výrobe riasiniek a bičíkov.

Vďaka svojej hlavnej funkcii je známy ako „organizačné centrum mikrotubulov“. Vo väčšine prípadov je táto štruktúra umiestnená veľmi blízko jadra bunky a je silne spojená s jadrovým obalom.

V živočíšnych bunkách sú centrozómy tvorené dvoma centriolami ponorenými do pericentriolovej matrice bohatej na rôzne typy proteínov. Centioly sú zodpovedné za organizovanie mikrotubúl vretena.

Tieto štruktúry však nie sú nevyhnutné pre procesy bunkového delenia. Naozaj, vo väčšine rastlín a iných eukaryotov nemajú centrosómy centioly.

Všetky centrosómy sú rodičovského pôvodu, pretože v okamihu, keď dôjde k oplodneniu, sa centrozóm vajíčka deaktivuje. Preto centrosóm, ktorý riadi post-fertilizačné procesy delenia buniek, pochádza výlučne zo spermy. Na rozdiel od mitochondrie, ktorá je napríklad materského pôvodu.

Medzi zmenami v centrosómoch a vývojom rakovinových buniek sa zistil pomerne úzky vzťah.

Hlavné funkcie centrosómu

V rôznych líniách eukaryot sú centrosómy považované za multifunkčné organely, ktoré vykonávajú významné množstvo bunkových úloh.

Hlavnou funkciou centrosómov je organizovať mikrotubuly a podporovať polymerizáciu podjednotiek proteínu nazývaného „tubulín“. Tento proteín je hlavnou zložkou mikrotubulov.

Centrozómy sú súčasťou mitotického aparátu. Okrem centrosómov tento prístroj obsahuje mitotické vreteno tvorené mikrotubulami, ktoré sa rodia v každom centrosome a spájajú chromozómy s pólmi buniek.

Pri delení buniek rovnaká segregácia chromozómov ako dcérskych buniek závisí v podstate od tohto procesu.

Ak má bunka nerovnomerný alebo abnormálny súbor chromozómov, organizmus môže byť životaschopný alebo môže byť podporený rast nádorov.

Sekundárne funkcie

Centrosómy sa podieľajú na udržiavaní tvaru bunky a sú tiež zapojené do membránových pohybov, pretože priamo súvisia s mikrotubulami a inými prvkami cytoskeletu.

Posledné štúdie naznačili novú funkciu centrozómov, ktorá súvisí so stabilitou genómu. To je rozhodujúce pre normálny vývoj buniek a, ak zlyhá, môže to viesť k rozvoju rôznych patológií.

To, či sa živočíšne bunky dokážu správne vyvíjať v neprítomnosti centiolov, je v literatúre veľmi diskutovanou témou.

Niektorí odborníci podporujú myšlienku, že hoci niektoré živočíšne bunky sa môžu množiť a prežiť v neprítomnosti centiolov, vykazujú aberantný vývoj. Na druhej strane existujú aj dôkazy, ktoré podporujú opačné postavenie.

štruktúra

Centrosómy sú tvorené dvoma centriolami (párom, tiež nazývaným diplosómy) obklopeným pericentrolárnou matricou.

Centrioles

Centioly majú tvar valca a pripomínajú hlaveň. Na stavovcoch sú široké 0,2 um a dlhé 0,3 až 0,5 um.

Tieto valcové štruktúry sú zase usporiadané do deviatich kruhových mikrotubulových trojčiat. Toto usporiadanie sa obvykle označuje ako 9 + 0.

Číslo 9 označuje deväť mikrotubulov a nula označuje ich neprítomnosť v strednej časti. Mikrotubuly fungujú ako druh nosníkových systémov, ktoré odolávajú cytoskeletálnej kompresii.

V centrosómoch sú tri typy mikrotubulov, z ktorých každý má definovanú funkciu a distribúciu:

- Astrálne mikrotubuly, ktoré kotvia centrozóm k bunkovej membráne pomocou krátkych predĺžení.

- Mikrotubuly kinetochore (kinetochore je štruktúra chromozómu umiestnená v ich centroméroch), ktoré spájajú kinetochore spojené s chromozómom s centrosómami.

- Nakoniec, polárne mikrotubuly umiestnené na oboch póloch použitia.

Centioly navyše vytvárajú základné telá. Obe položky sú vzájomne zameniteľné. Toto sú štruktúry, z ktorých pochádzajú cilia a bičíky, prvky, ktoré umožňujú pohyb v určitých organizmoch.

Pericentriolárna matica

Matrica alebo pericentrolárny materiál je granulovaná a pomerne hustá oblasť cytoplazmy. Skladá sa z rôznorodých proteínov.

Hlavnými proteínmi v tejto amorfnej matrici sú tubulín a pericentrín. Obidve majú schopnosť interagovať s mikrotubulami na spojenie chromozómov.

Konkrétne sú to ɣ tubulínové prstence, ktoré slúžia ako nukleačné miesta pre vývoj mikrotubulov, ktoré potom vyžarujú z centrosómu.

Centrosómy a bunkový cyklus

Veľkosť a zloženie proteínov v centrozómoch sa podstatne líši v priebehu rôznych fáz bunkového cyklu. Aby sa replikovali, centrosómy to robia z už existujúceho.

Interfázové bunky obsahujú iba jeden centrozóm. Toto je duplikované iba raz počas bunkového cyklu a vedie k vzniku dvoch centrosómov.

Vo fáze G1 cyklu sú obe stredové stredy orientované kolmo (zvierajú uhol 90 stupňov), čo je ich charakteristická poloha.

Keď bunka prejde fázou Gl, dôjde k dôležitému kontrolnému bodu bunkového cyklu, replikácii DNA a deleniu buniek. Súčasne sa začína replikácia centrosómov.

V tomto bode sú dve stredy oddelené krátkou vzdialenosťou a každá pôvodná strednica vedie k vzniku novej. Zrejme k tejto synchronizácii udalostí dochádza pôsobením enzýmov nazývaných kinázy.

Vo fáze G ₂ / M sa dokončí duplikácia centrosómov a každý nový centrosóm sa skladá z nového a starého strediska. Tento proces sa nazýva centrosómový cyklus.

Tieto dve strediská, známe tiež ako „materské“ a „detské“, nie sú úplne totožné.

Materské stredy majú predĺženia alebo prídavky, ktoré môžu slúžiť na ukotvenie mikrotubúl. Tieto štruktúry v dcérskych centrách chýbajú.

Referencie

1. Alieva, IB, a Uzbekov, RE (2016). Kde sú limity centrosómu? Bioarchitecture, 6 (3), 47-52.
2. Azimzadeh, J. (2014). Skúmanie evolučnej histórie centrosómov. Filozofické transakcie Kráľovskej spoločnosti v Londýne. Série B, 369 (1650), 20130453.
3. Azimzadeh, J., & Bornens, M. (2007). Štruktúra a duplikácia centrosómu. Journal of Cell Science, 120 (13), 2139-2142.
4. D'Assoro, AB, Lingle, WL, a Salisbury, JL (2002). Amplifikácia centrozómu a rozvoj rakoviny. Oncogene, 21 (40), 6146.
5. Kierszenbaum, A., & Tres, L. (2017). Histológia a bunková biológia. Úvod do patologickej anatómie. Druhé vydanie. Elsevier.
6. Lerit, DA a Poulton, JS (2016). Centrosómy sú multifunkčné regulátory stability genómu. Chromosome Research, 24 (1), 5-17.
7. Lodish, H. (2005). Bunková a molekulárna biológia. Editorial Médica Panamericana.
8. Matorras, R., Hernández, J., & Molero, D. (2008). Zaoberať sa reprodukciou ľudí pri dojčení. Pan American.
9. Tortora, GJ, Funke, BR, a Case, CL (2007). Úvod do mikrobiológie. Editorial Médica Panamericana.