Центрио́ль — органелла эукариотической клетки. Размер центриоли находится на границе разрешающей способности светового микроскопа. В клетке центриоли располагаются обычно возле ядра, сами трубочки находятся в слегка уплотненном белковом окружении — матриксе. Центриоли и образование веретена деления Деление цитоплазмы, или цитокинез Митоз в животных и растительных клетках. В клетках высших растений центриоли отсутствуют, хотя веретено в них при делении ядра образуется.
Centriole Definition
- Изучение медицины : СТРУКТУРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ: Клеточный центр (центросома)
- Центриоли: структура и функции
- Цитоплазма. Клеточный центр. Рибосомы. • СПАДИЛО
- Что такое центриоли: характеристика, структура, функции
- Центриоли: структура и функции
42. Центриоли, их строение и поведение в клеточном цикле
Рассмотренное выше строение центриолей характерно для Gj-периода интерфазы. По строению центриоли — это белковые цилиндры, от которых отходит сеть нитей — центросфера. Ультрамикроскопическое строение центриолей было изучено только с помощью электронного микроскопа. Основу строения центриолей составляют расположенные по окружности девять триплетов микротрубочек, образующих таким образом полый цилиндр рис. К настоящему времени ультраструктура центриолей и ассоциированных с ними структур детально исследована. ИнтернетПо строению центриоли — это белковые цилиндры, от которых отходит сеть нитей — центросфера.
СТРОЕНИЕ ЯДРА, РИБОСОМ, ЦЕНТРИОЛЕЙ (ЕГЭ И ОГЭ ПО БИОЛОГИИ)
Осуществляется это за счет скольжения микротрубочек. В клетках высших растений центриоли отсутствуют, хотя веретено в них при делении ядра образуется. Возможно, что в этих клетках имеются какие-то очень мелкие центры организации микротрубочек, не выявляемые даже при помощи электронного микроскопа. Базальные тельца, реснички и жгутики Реснички и жгутики идентичны по своему строению, но жгутики длиннее ресничек. Обе эти органеллы представляют собой выросты клеток. Движутся они либо однонаправленно биение ресничек , либо волнообразно движения жгутиков. Служат реснички и жгутики как для передвижения отдельных клеток, так и для того, чтобы перегонять жидкость вдоль поверхности клеток так перегоняют реснички слизь в дыхательных путях. В основании каждой реснички и жгутика всегда обнаруживается базалыюе тельце. По своему строению базальные тельца идентичны центриолям и можно думать, что они образуются путем удвоения центриолей. В ресничках и жгутиках движение осуществляется за счет скольжения микротрубочек.
Более подробно эти процессы описаны в нашей статье. Отметим, что жгутики бактерий устроены проще, чем жгутики эукариот, и базальные тельца у них отсутствуют.
В начале вблизи и перпендикулярно исходной центриоли закладываются девять одиночных микротрубочек. Затем они преобразуются в девять дуплетов, а потом в девять триплетов микротрубочек новых центриолей.
Этот способ увеличения числа центриолей был назван дупликацией. Следует отметить, что удвоение числа центриолей не связано с их делением, почкованием или фрагментацией, а происходит путем образования процентриолей. Таким образом, в результате дупликации в клетке содержатся четыре попарно связанные центриоли. В этом периоде материнская центриоль продолжает играть роль центра образования цитоплазматических микротрубочек.
В периоде G2 обе материнские центриоли покрываются фибриллярным гало зона тонких фибрилл , от которого в профазе начнут отрастать митотические микротрубочки. В этом периоде в цитоплазме происходит исчезновение микротрубочек и клетка стремиться приобрести шаровидную форму. В профазе митоза диплосомы расходятся к противоположным полюсам клетки. От фибриллярного гало материнской центриоли отходят микротрубочки, из которых формируется веретено деления митотического аппарата.
Таким образом, центриоли являются центрами организации роста микротрубочек.
Размеры и расположение Изображение центросомы можно разглядеть только при помощи оптического микроскопа. В длину органелла не превышает 0,5 мкм, а в ширину — 0,2. Центросома располагается ближе к геометрическому центру клетки.
Благодаря этому органелла и получила такое название. Рядом со структурой располагается ядро и аппарат Гольджи. На картинке центросома напоминает два цилиндра, которые расположены перпендикулярно друг другу. Эти полые трубочки называются центриолями.
Они характеризуются разными пространственными направленностями: материнской и дочерней. В животной клетке имеется только один клеточный центр. Увеличение количества структур часто свидетельствует об онкологическом заболевании. Большее число центриолей характерно для некоторых простейших.
Структура центриоли Главные элементы клеточного центра имеют цилиндрическую форму. Стенки центриоли состоят из 27 тончайших микротрубочек, соединённых в 9 триплетов. Каждая структура в составе центриоли обладает своими особенностями.
Рибосомы Строение рибосомы: 1 — большая субъединица; 2 — малая субъединица. Рибосомы — немембранные органоиды, диаметр примерно 20 нм. Рибосомы состоят из двух субъединиц — большой и малой, на которые могут диссоциировать. Химический состав рибосом — белки и рРНК. Различают два типа рибосом: 1 эукариотические с константами седиментации целой рибосомы — 80S, малой субъединицы — 40S, большой — 60S и 2 прокариотические соответственно 70S, 30S, 50S. В составе рибосом эукариотического типа 4 молекулы рРНК и около 100 молекул белка, прокариотического типа — 3 молекулы рРНК и около 55 молекул белка. Во время биосинтеза белка рибосомы могут «работать» поодиночке или объединяться в комплексы — полирибосомы полисомы. В таких комплексах они связаны друг с другом одной молекулой иРНК. Прокариотические клетки имеют рибосомы только 70S-типа. Эукариотические клетки имеют рибосомы как 80S-типа шероховатые мембраны ЭПС, цитоплазма , так и 70S-типа митохондрии, хлоропласты. Субъединицы рибосомы эукариот образуются в ядрышке. Объединение субъединиц в целую рибосому происходит в цитоплазме, как правило, во время биосинтеза белка. Функция рибосом: сборка полипептидной цепочки синтез белка. Цитоскелет Цитоскелет образован микротрубочками и микрофиламентами. Микротрубочки — цилиндрические неразветвленные структуры. Длина микротрубочек колеблется от 100 мкм до 1 мм, диаметр составляет примерно 24 нм, толщина стенки — 5 нм. Основной химический компонент — белок тубулин. Микротрубочки разрушаются под воздействием колхицина. Микрофиламенты — нити диаметром 5—7 нм, состоят из белка актина. Микротрубочки и микрофиламенты образуют в цитоплазме сложные переплетения. Функции цитоскелета: 1 определение формы клетки, 2 опора для органоидов, 3 образование веретена деления, 4 участие в движениях клетки, 5 организация тока цитоплазмы. Клеточный центр Клеточный центр включает в себя две центриоли и центросферу. Центриоль представляет собой цилиндр, стенка которого образована девятью группами из трех слившихся микротрубочек 9 триплетов , соединенных между собой через определенные интервалы поперечными сшивками. Центриоли объединены в пары, где они расположены под прямым углом друг к другу. Перед делением клетки центриоли расходятся к противоположным полюсам, и возле каждой из них возникает дочерняя центриоль. Они формируют веретено деления, способствующее равномерному распределению генетического материала между дочерними клетками. В клетках высших растений голосеменные, покрытосеменные клеточный центр центриолей не имеет. Центриоли относятся к самовоспроизводящимся органоидам цитоплазмы, они возникают в результате дупликации уже имеющихся центриолей. Функции: 1 обеспечение расхождения хромосом к полюсам клетки во время митоза или мейоза, 2 центр организации цитоскелета. Органоиды движения Присутствуют не во всех клетках. К органоидам движения относятся реснички инфузории, эпителий дыхательных путей , жгутики жгутиконосцы, сперматозоиды , ложноножки корненожки, лейкоциты , миофибриллы мышечные клетки и др. Жгутики и реснички — органоиды нитевидной формы, представляют собой аксонему, ограниченную мембраной. Аксонема — цилиндрическая структура; стенка цилиндра образована девятью парами микротрубочек, в его центре находятся две одиночные микротрубочки. В основании аксонемы находятся базальные тельца, представленные двумя взаимно перпендикулярными центриолями каждое базальное тельце состоит из девяти триплетов микротрубочек, в его центре микротрубочек нет. Длина жгутика достигает 150 мкм, реснички в несколько раз короче. Миофибриллы состоят из актиновых и миозиновых миофиламентов, обеспечивающих сокращение мышечных клеток.
Строение и роль центриолей
Рассмотренное выше строение центриолей характерно для Gj-периода интерфазы. Смотрите видео онлайн «Биология в картинках: Строение и функции центриолей (Вып. 68)» на канале «Строительные Рецепты» в хорошем качестве и бесплатно. В клетке центриоли располагаются обычно возле ядра, сами трубочки находятся в слегка уплотненном белковом окружении — матриксе. Тонкое строение центриолей удалось изучить с помощью электронного микроскопа. В клетке центриоли располагаются обычно возле ядра, сами трубочки находятся в слегка уплотненном белковом окружении — матриксе.
Ядро в клетках грибов и особенности их строения
По строению центриоли — это белковые цилиндры, от которых отходит сеть нитей — центросфера. Основу строения центриолей составляют расположенные по окружности девять триплетов микротрубочек, образующих таким образом полый цилиндр. ИнтернетПо строению центриоли — это белковые цилиндры, от которых отходит сеть нитей — центросфера.
- Опорно-двигательная система клетки
В каждом триплете первая микротрубочка А-микротрубочка имеет диаметр около 25 нм, толщину стенки 5 нм и состоит из 13 протофиламентов. Вторая и третья микротрубочки B и C отличаются от A-микротрубочки тем, что они являются неполными, содержат 11 протофиламентов и вплотную примыкают к своим соседям. Центриоли всегда бывают расположены в материале, не имеющем чётко выраженной структуры, который инициирует развитие микротрубочек. Эту область клетки называют центросомой. Именно она образует веретено деления, а не центриоли. Это позволяет объяснить тот факт, почему растения и грибы, не имеющие центриолей, способны образовывать веретено. Функция центриолей остаётся неизвестной.
Возможно, они участвуют в ориентации веретена согласно полюсам, к которым будет происходить деление клетки цитокинез. Модифицированные центриоли также находятся у основания жгутиков и ресничек у простейших, там их называют базальными тельцами.
Также грибы в строении клетки имеют протопласт, который имеет вид сферического образования. Ему свойственны определенного рода метаболические процессы. Для протопласта характерна высокая степень способности к регенерации. Протопласт отделяется от клеточной оболочки при помощи плазмалеммы либо мембраны, в которой содержатся белки и липиды.
Вещества поступают в клетку гриба посредством активного или пассивного транспорта. Активный транспорт реализуется за счет селективных клеточных каналов, а пассивный — путем диффузии веществ через клеточную мембрану. Внутри протопласта находятся ядро и цитоплазма. Цитоплазма состоит из множества органоидов, связанных гиалоплазмой. В ней есть надмолекулярные агрегаты или микротрубочки, а также микрофиламенты или элементы цитоскелета. В клетках грибов практически отсутствует эндоплазматический ретикулум.
Наблюдается сходство митохондрий с такими же у растений. Однако отличаются они у грибов наличием сплющенных и тарелкообразных крист. Отличительная черта цитоплазматического пространства строения клеток грибов — наличие ломасом. Ломасомы представляют собой губковидные электронно-прозрачные тельца, которые есть в клетках грибов, и которые обуславливают их оригинальные особенности. Ядро — особая часть грибной клетки. Оно не отличается большими размерами, окружено двойной мембраной, имеет круглую либо удлиненную форму.
У гифов грибов есть несколько ядер. У ядра грибной клетки есть одна главная функция — репликация ДНК.
В это же время микротрубочки отсоединяются друг от друга с минус-конца, укорачиваются и, следовательно, тянут хромосому к тому или иному полюсу клетки. В итоге новая клетка получает набор хромосом и одну центросому. Центросома в интерфазной клетке Как уже говорилось выше, клеточный центр не исчезает после митоза, а сохраняется в интерфазе. Во время интерфазы клетка готовится к будущему делению: увеличивается в размерах, дублирует цитоплазму, клеточные белки и собственные органеллы, в том числе центросомы. Удвоение центросом начинается с того, что возле материнской и дочерней центриолей начинают формироваться процентриоли.
Они растут до тех пор, пока не приобретут размеры исходных центриолей. По завершении этого процесса возникает диплосома — одна из предшествующих центриолей с новосинтезированной центриолью. Причём бывшая дочерняя центриоль меняет свой статус на материнскую, а бывшая материнская центриоль остается таковой. Затем диплосомы разъединяются. Данный процесс называется центросомным циклом. Клеточный центр как организатор фибриллярных белков Фибриллярные белки — белки, имеющие вытянутую нитевидную структуру. К ним относятся:.
Строение Основу строения центриолей составляют 9 комплексов по 3 микротрубочки, которые образуют полый цилиндр. Его ширина в среднем составляет 0,15 мкм, а длина — 0,3-0,5 мкм. Эта клеточная структура обладает следующими особенностями: Первая трубочка, расположенная ближе к центру цилиндра — полная, она ее диаметр равен порядка 25 нм. Толщина ее стенки составляет всего 5 нм, она состоит из 13 белковых субъединиц. Последние представляют собой полипептидный, или мультимерный, комплекс.
Последующие две трубочки являются неполными и плотно примыкают друг к другу. В их составе содержится 11 пептидных субъединиц. Микротрубочки погружены в аморфную субстанцию. Кроме трубочек, в клеточных центриолях также имеются ручки-выросты, одни из которых направлены к соседним триплетам, а другие — к центру вышеописанного цилиндра. Диплосомы Перед тем, как начать делиться, клетка обычно всегда имеет 2 центриоли, образующие дуплет. Они располагаются перпендикулярно по отношению друг к другу и сближены так, что конец одной из них смотрит на цилиндрическую поверхность другой.
Благодаря рисунку ниже можно понять, что такое центриоли в диплосоме. Одна из центриолей в дуплете является материнской, а другая — дочерней. Внешне они отличаются тем, что на первой имеются выросты, или придатки, а на второй их нет.
Клеточный центр (центросома)
Функция и строение центриолей. Центриоли - это небольшие цилиндрические структуры, которые присутствуют в эукариотических клетках. Это тип цитоплазматической органеллы, которая играет очень важную роль в клетках животных и клетках низших растений мхи и папоротники. Занятие Центриоли - это клеточные структуры, которые помогают в деление клеток митоз и мейоз. Следовательно, они обладают способностью дублироваться во время цикла деления клеток, организуя ахроматическое веретено. После процесса дупликации центриоли перемещаются к полюсам клеток.
Одна из них состоит из большего числа протофиламентов, а две другие представляют собой как бы полусферы, присоединенные вторая к первой, а третья ко второй. В паре центриоли располагаются под прямым углом друг к другу. В интерфазе находятся в центре клетки и связаны либо с ядром , либо с комплексом Гольджи.
Клеточный центр является главным центром организации микротрубочек, инициирует их рост. Здесь же образуются жгутики и реснички. Клеточный центр выполняет функцию организации веретена деления.
Из них образуются однонитчатые дочерние хромосомы, распределяющиеся между дочерними клетками.
Для каждой хромосомы положение центромеры строго постоянно. В некоторых растительных клетках и всех животных клетках находится характерно окрашиваемая часть цитоплазмы, которую называют центросомой или клеточным центром. В состав центросомы входит пара центриолей, расположенных под прямым углом друг к другу рис. Рисунок 4.
Составные части материнской и дочерней центриоли Стенка центриоли образована 27 микротрубочками, сгруппированными в 9 триплетов. Пару центриолей иногда называют диплосомой. В каждой диплосоме одна центриоль зрелая, материнская, другая — незрелая, дочерняя, является уменьшенной копией материнской [5]. Митохондрии — это органоиды эукариотической клетки, обеспечивающие организм энергией.
Форма и размеры митохондрий очень разнообразны. Обычный диаметр митохондрий от 0,2 до 1 мкм, длина достигает 10-12 мкм. Число митохондрий в различных клетках варьирует в широких пределах — от 1 до 107. Митохондрия имеет две мембраны — наружную и внутреннюю, между которыми расположено межмембранное пространство.
Основная функция митохондрии — синтез АТФ, т. Рибосома — органоид клетки, осуществляющий биосинтез белка. Представляет собой рибонуклеопротеиновую частицу диаметром 20-30 нм. В прокариотической клетке около 10 тыс.
Рибосомы состоят из двух субчастиц — большой и малой. В цитоплазме клетки рибосома связывается с мРНК и осуществляет синтез белка. Лизосома — органоид клеток животных и грибов, осуществляющий внутриклеточное пищеварение. Местом формирования лизосом является комплекс Гольджи.
Внутри лизосом содержится более 20 различных ферментов. В клетке обычно находятся десятки лизосом. Пластиды — это органоиды эукариотической растительной клетки. Каждая пластида ограничена двумя элементарными мембранами.
Пластиды разнообразны по форме, размерам, строению и функции. По различной окраске различают хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Обычно в клетке встречается только один из перечисленных пластид. Каждая клетка содержит несколько десятков хлоропластов, в каждом из которых находится 10-60 копий ДНК.
Жгутик — органелла движения ряда простейших. В клетке бывает 1-4 жгутика, а редко и более. Жгутик эукариотической клетки — это вырост толщиной около 0,25 мкм и длиной 150 мкм, покрытый плазматической мембраной. Как и другие органеллы, жгутик имеет сложную структуру.
Движутся жгутики, в отличие от ресничек, волнообразно. Ресничка — органелла движения или рецепции у клеток животных и некоторых растений. Движутся реснички обычно маятникообразно. Цитоплазма клетки состоит из цитоплазматического матрикса и органоидов.
Цитоплазматический матрикс заполняет пространство между клеточной мембраной, ядерной оболочкой и другими внутриклеточными структурами. Химический состав цитоплазматического матрикса разнообразен и зависит от выполняемых клеткой функций, а также образует внутреннюю среду клетки и объединяет все внутриклеточные структуры, обеспечивая их взаимодействие. Клеточные включения — это компоненты цитоплазмы, представляющие собой отложения веществ, временно выведенных из обмена, и конечных его продуктов. Особый вид клеточных включений — остаточные тельца — продукты деятельности лизосом [4; 8].
Естественная гибель клетки апоптоз. Апоптоз — регулируемый процесс программируемой клеточной гибели, в результате которого клетка распадается на отдельные апоптотические тельца, ограниченные плазматической мембраной. Фрагменты погибшей клетки обычно очень быстро фагоцитируются макрофагами либо соседними клетками, минуя развитие воспалительной реакции. К сожалению, до сих пор процесс естественной гибели клеток до конца не изучен.
Известно, что в клетке из-за блокирования ферментов прекращается синтез белка, а нет белка — нет и жизни. Морфологически апоптоз характеризуется разрушением ядра и цитоплазмы. Но ведь клетки могут погибнуть и под воздействием случайных факторов механических, химических и любых других.
У эукариот человека зрелые центриоли или базальные тела представляют собой циклиндрические структуры с от 150 до 500 нм в высоту это более изменчиво, и неизвестно, как это установлено и около 250 нм в диаметре, для так много, центриоли и базальные тельца - две из крупнейших белковых структур эукариотической клетки. Стенки центриолей образованы девять триплетов микротрубочек расположены продольно и все ориентированы в одном направлении, причем концы проходят над микротрубочками, образующими часть цилиндр и концы меньше в другом, образуя дистальный и проксимальный конец центриоли или базального тела, то есть они являются структурами поляризованный.
Однако эта структура не выполняется во всех организмах, как, например, у эмбрионов некоторых мух, где их 9 пар, или у нематод С. Elegans, где имеется 9 простых микротрубочек. В триплете микротрубочек только одна полная и состоит из 13 протофиламентов образованный 13 нитями тубулина, собранными вместе. Эта полная микротрубочка называется микротрубочкой A, в то время как микротрубочки B и C неполные и состоят только из 10 протофиламентов, 3 общих с протофиламентами A. На дистальном конце центриоли достигают только микротрубочки A и B, а C короче.
На проксимальном конце молодых центриолей формируется структура, напоминающая тележку, которая помогает организовать и собрать 9 триплетов микротрубочек. Центросомы клеток структуры, образованные двумя центриолями, зрелой и незрелой. Зрелая центриоль имеет белковые структуры, которые составляют дистальные и субкристаллические придатки, и именно дистальные придатки связаны с плазматической мембраной. Базальные тела тоже имеют своего рода отросток на их дистальных концах, но в данном случае они называются базальными ножками и соединительными или переходными волокнами, тогда как на их проксимальном конце они имеют бороздчатые корни ресничек. Эти придатки помогают базальному тельцу закрепиться на плазматической мембране, а поперечно-полосатые корни помогают организовать клеточную структуру базального тельца.
Изображение: Атлас истории растений и животных Центриоли выполняют несколько функций для эукариотической клетки и для ее правильного функционирования.
- Опорно-двигательная система клетки
| Центросома: определение, структура и функции (с диаграммой) - Наука 2024 | У животных и многих грибных клеток в процессе клеточного деления центриоли центросомы расходятся к различным полюсам клетки. |
| Цитология. Лекция 6. Центриоль. Окштейн И.Л. - YouTube | По строению центриоли — это белковые цилиндры, от которых отходит сеть нитей — центросфера. |
| Клеточный центр - определение, особенности строения, компоненты | Центриоли встречаются практически во всех животных клетках и в клетках низших растений, в клетках высших растений клеточный центр устроен по-другому и центриолей не содержит. |
| Что такое центриоли клетки: строение и функции. :: | Новости Новости. |
Функция и строение центриолей.
это клеточная органелла, встречающаяся у животных и некоторых низших растений, таких как Chlamydomonas. Такие структуры внутри центриоли расположены в одном из её концов, проксимальном, что делает строение цилиндра центриоли полярным. Строение центриолей клеточного центра. В фундаменте основы мелкоструктурных центриолей лежат 9 комплексов и три трубочки, образовывая в следствии образование цилиндрической. В клетках высших растений центриоли отсутствуют, хотя веретено в них при делении ядра образуется.
ЦЕНТРИОЛОС: функции, характеристики и структура
Распределение микротрубочек в клетке. Микротрубочки расходятся от центра организации микротрубочек ЦОМ , находящегося рядом с ядром. В ЦОМ содержится центриоль. Микротрубочки видны на этой микрофотографии благодаря использованию флуоресцирующих антител, способных специфически соединяться с их белком. Представленная здесь клетка — фибробласт; фибробласты обычно содержатся в соединительной ткани; в них синтезируется коллаген. Центриоли и деление ядра Центриоли это мелкие полые цилиндры длиной 0,3-0,5 мкм и около 0,2 мкм в диаметре , встречающиеся в виде парных структур почти во всех животных клетках. Каждая центриоль построена из девяти триплетов микротрубочек.
В начале деления ядра центриоли удваиваются и две новые пары центриолей расходятся к полюсам веретена — структуры, по экватору которой выстраиваются перед своим расхождением хромосомы. Само веретено состоит из микротрубочек «нитей веретена» , при сборке которых центриоли играют роль центров организации. Микротрубочки регулируют расхождение хроматид или хромосом. Осуществляется это за счет скольжения микротрубочек. В клетках высших растений центриоли отсутствуют, хотя веретено в них при делении ядра образуется.
Функции: Центриоли принимают участие в формировании цитоплазматических микротрубочек во время деления клетки и в регуляции образования митотического веретена.
В клетках растений центриолей нет, и митотическое веретено образуется там иным способом. Кроме того, ученые полагают, что ферменты клеточного центра принимают участие в процессе перемещения дочерних хромосом к разным полюсам в анафазе митоза. Центриоли представляют собой цилиндрические белковые структуры, расположенные вблизи ядра клеток животных у растений центриолей нет. Центриоль представляет собой цилиндр, боковая поверхность которого образована девятью наборами микротрубочек.
Однако помимо шаровидной встречается множество других форм клеток кубические, призматические, звездчатые, дисковидные, с разнообразными отростками и другие. Форма определяется с помощью жестких, параллельно расположенных волокон. Эти волокна называются фибриллярными структурами цитоплазмы. К ним относятся микротрубочки, микрофиламенты и промежуточные филаменты. Эти структуры образуют цитоскелет клетки опорно-двигательная система. Цитоскелет определяет форму клетки, участвует в передвижении клетки, во внутриклеточном транспорте органоидов и отдельных соединений.
Микротрубочки - немембранные органоиды, представляющие собой полые цилиндры длиной около 200 нм и толщиной около 25 нм. Микротрубочки можно обнаружить в цитоплазме практически всех эукариотных клеток. В больших количествах они находятся в цитоплазматических отростках нервных клеток, фибробластов и других изменяющих свою форму клеток. Местом организации роста микротрубочек цитоскелета в интерфазной клетке является центриоль. Микротрубочки различного происхождения реснички простейших, клетки нервной ткани, веретено деления имеют сходный состав и содержат белки - тубулины. Очищенные тубулины при определенных условиях способны собираться в микротрубочки. Добавление алкалоида колхицина предотвращает самосборку микротрубочек или приводит к разборке уже существующих. В клетке тубулины существуют в двух формах - свободной и связанной. Сдвиг равновесия между этими формами приводит или к диссоциации микротрубочек, или к их росту. Ни тубулины в чистом виде, ни построенные из них микротрубочки не способны к сокращению.
В клетках микротрубочки принимают участие в создании ряда временных цитоскелет интерфазных клеток, веретено деления или постоянных структур центриоли, базальные тельца, реснички, жгутики. Кроме того, микротрубочки способствуют ориентированному движению внутриклеточных компонентов. Микрофиламенты представляют собой тонкие около 7 нм белковые нити, встречающиеся практически во всех типах эукариотических клеток. Они расположены пучками или слоями в кортикальном слое цитоплазмы, непосредственно под плазмолеммой. Сеть микрофиламентов выявлена в большинстве клеток. В состав микрофиламентов входят сократительные белки: актин, миозин, тропомиозин, альфа-актинин. Функции микрофиламентов заключаются в образовании цитоскелета и обеспечении большинства внутриклеточных форм движения токи цитоплазмы, движение вакуолей, митохондрий. Промежуточные филаменты имеют толщину около 10 нм и также являются белковыми структурами. Это тонкие неветвящиеся, часто располагающиеся пучками нити.
Схема, иллюстрирующая работу аппарата Гольджи. Транспорт в направлении к аппарату Гольджи осуществляет моторный белок динеин, доставку созревших в аппарате Гольджи белков по отходящим от центросомы микротрубочкам все части клетки осуществляет моторный белок кинезин На все руки мастерица Вспомним, что еще первооткрыватели центросомы связывали ее роль в клетке с функционированием митотического веретена, а значит и с микротрубочками. Дальнейшие исследования показали, что на центриоли, действительно, происходит образование полимеризация микротрубочек рис. Впоследствии оказалось, что такое представление в значительной степени ограничено, и правы были те исследователи, которые уже в начале XX в. Однако разберемся с функциями центросомы по порядку. Центросома и система микротрубочек в профазной, метафазной и интерфазной клетках. Световая микроскопия. Тройное иммунофлуоресцентное окрашивание выявляет микротрубочки красный цвет , центросому зеленый цвет и ДНК синий цвет. Положение центросом показано стрелками. Масштабные отрезки 5 мкм верхние фото и 10 мкм Центросома как центр организации микротрубочек. Это представление о центросоме окончательно оформилось ко второй половине ХХ в. Как было отмечено в обзоре К. Фултон, центросома может организовывать микротрубочки четырьмя различными способами: образует процентриоли, формирует микротрубочки митотического веретена, организует радиальную систему интерфазных микротрубочек, инициирует рост первичной реснички [ 13 ]. Созревание центриоли — это и есть не что иное, как приобретение способности к полимеризации микротрубочек [ 14 ]. Интересно проследить последовательные стадии, проходя которые центриоль обретает эту способность. Как мы уже упоминали, окончательное созревание центриоли занимает более одного клеточного цикла. Процентриоли две на клетку, по одной на каждую уже существующую центриоль появляются в конце начальной G1 фазы клеточного цикла и растут на протяжении двух следующих за ней фаз — синтетической S и предмитотической G2. В этом первом для себя клеточном цикле молодые процентриоли не участвуют в нуклеации микротрубочек. Основную роль в формировании их интерфазной системы играет самая старая из четырех центриолей в клетке — «мать» для одной из процентриолей и «бабушка» для другой процентриоли, формирующейся вблизи второй по возрасту центриоли в клетке см. Далее, в начале митоза, в процессе формирования профазных звезд, центрами нуклеации становятся два митотических гало, в середине которых располагаются диплосомы — структуры, состоящие из ориентированных перпендикулярно друг другу двух центриолей, по одной старой и по одной новообразованной те самые темные гранулы, наличие которых обнаружили исследователи XIX в. После окончания митоза дочерняя центриоль оказывается во вновь сформированной клетке в паре с материнской, от которой уже неотличима по размерам. Дочерняя центриоль все еще в начале G1-фазы второго в своей жизни клеточного цикла не стала центром организации интерфазных микротрубочек и по-прежнему не может образовывать первичную ресничку на это тоже способна пока только ее «мать». Однако в это время молодая дочерняя центриоль впервые отделяется от материнской, и ровно через один цикл после возникновения в конце G1-фазы второго в своей жизни клеточного цикла впервые выступает центром организации микротрубочек, формируя новую процентриоль. В этой связи как нельзя лучше подходит высказанное еще в 1961 г. Мезия предположение: «... Более того, можно сказать, что в клетке с закладкой процентриолей началась подготовка не только к ближайшему, но и следующему за ним делению. При завершении второго клеточного цикла в профазе митоза эта центриоль уже может организовывать микротрубочки вторым способом — формировать один из полюсов веретена деления. Одновременно на центриоли появляется ценексин. И только прожив в клетке почти два полных цикла, эта центриоль становится, наконец, «старшей» в клетке, центром организации интерфазных микротрубочек и способна формировать первичную ресничку. Описанный нами сложнейший процесс протекает при участии многочисленных центросомальных белков, многие из которых только ждут своего исследователя. Однако уже понятно, что функции некоторых исследованных белков являются жизненно важными. Так, в начале интерфазы на материнской центриоли формируются перицентриолярные сателлиты. Без белка центрина невозможно удвоение центриолей. А белок протеинкиназа Аврора А, появляющийся в составе центросомы во второй половине интерфазы, отвечает за регуляцию расхождения центросом что происходит при участии клеточного белка-мотора Eg5 — будущих полюсов веретена деления. Мы привели лишь несколько примеров, но и этого достаточно, чтобы понять, насколько значимую роль может играть один-единственный белок в нормальном протекании, тонкой регуляции и филигранно точном исполнении конечного результата столь сложных процессов, в основе которых лежит нуклеация микротрубочек. Нуклеирующая и заякоривающая функции — две отдельные активности центросомы. Согласно данным последних лет, центросома ответственна не только за нуклеацию микротрубочек, но и за их заякоривание т. В клетках культуры ткани оба комплекса расположены в одной локальной области — на центросоме, и это определяет радиальность существующей в них системы микротрубочек. У высокодифференцированных клеток комплексы могут быть сосредоточены в разных участках клетки, что определяет специфическую организацию системы микротрубочек в целом. Например, в эпителиальных клетках, выстилающих орган равновесия кортиев орган , наряду с расходящимися от центросомы короткими микротрубочками существует множество длинных, ориентированных вдоль длинной оси клетки. Очевидно, что для формирования такой системы микротрубочек необходимо, чтобы заякоривающий комплекс располагался на краю клетки. По-видимому, зародившись на центросоме, короткие микротрубочки перемещаются в направлении клеточной мембраны, откуда дорастают до противоположного конца клетки. Такая специализированная система микротрубочек обеспечивает не только эффективное распределение мембранных компонентов и перемещение везикул, но и выполнение главной специальной функции этих клеток — передачу механических вибраций. Какие молекулярные механизмы приводят к реорганизации радиальной системы микротрубочек в продольно-ориентированную, до конца неясно. Однако из приведенного примера следует, что радиальная организация сети микротрубочек не универсальна, а центросома не всегда выполняет роль основной структурой, ответственной за пространственную организацию цитоплазматической сети микротрубочек. Центросома — регуляторный центр клетки. Для этого утверждения есть много оснований, о некоторых их них мы уже говорили, но существуют и другие. Центросома обычно располагается в геометрическом центре клетки, в непосредственной близости от аппарата Гольджи, от нее на периферию клетки радиально расходятся микротрубочки — своеобразные клеточные «рельсы», по которым транспортные молекулы перемещают различные «грузы», а растущая от активной центриоли первичная ресничка выполняет в клетке сенсорную функцию. Считается, что ресничка — элемент пути, транслирующего внеклеточный сигнал на центросому и комплекс Гольджи с целью эффективной секреции новых синтезированных веществ внеклеточного матрикса. Ресничка выполняет роль антенны; на ее поверхности располагаются разнообразные специфические молекулярные комплексы — рецепторы для внешних сигналов. Например, полицистин-2 на поверхности ресничек клеток почечного эпителия участвует в формировании кальциевых каналов и инициации сигнала, контролирующего клеточную пролиферацию и дифференциацию. Одновременно в этих клетках ресничка выполняют и механосенсорную функцию. Рецепторы на мембране реснички могут быть видоспецифичными — например, реснички нейрона имеют характерные рецепторы для соматостатина и серотонина. Таким образом, центросома оказывается центральным «узлом» в механизме сигнальной трансдукции: от первичной реснички центросома получает внеклеточный сигнал, в зависимости от которого «регулирует» транспортные процессы, осуществляемые по системе связанных с нею микротрубочек.
Клеточный центр
Таким образом, в результате дупликации в клетке содержатся четыре попарно связанные центриоли. В этом периоде материнская центриоль продолжает играть роль центра образования цитоплазматических микротрубочек. В периоде G2 обе материнские центриоли покрываются фибриллярным гало зона тонких фибрилл , от которого в профазе начнут отрастать митотические микротрубочки. В этом периоде в цитоплазме происходит исчезновение микротрубочек и клетка стремиться приобрести шаровидную форму. В профазе митоза диплосомы расходятся к противоположным полюсам клетки.
От фибриллярного гало материнской центриоли отходят микротрубочки, из которых формируется веретено деления митотического аппарата. Таким образом, центриоли являются центрами организации роста микротрубочек. В телофазе происходит разрушение веретена деления. Следует отметить, что в клетках высших растений, некоторых водорослей, грибов, ряда простейших центры организации роста микротрубочек центриолей не имеют.
У некоторых простейших центрами индукции образования микротрубочек выступают плотные пластинки, связанные с мембраной.
Так, в начале интерфазы на материнской центриоли формируются перицентриолярные сателлиты. Без белка центрина невозможно удвоение центриолей. А белок протеинкиназа Аврора А, появляющийся в составе центросомы во второй половине интерфазы, отвечает за регуляцию расхождения центросом что происходит при участии клеточного белка-мотора Eg5 — будущих полюсов веретена деления. Мы привели лишь несколько примеров, но и этого достаточно, чтобы понять, насколько значимую роль может играть один-единственный белок в нормальном протекании, тонкой регуляции и филигранно точном исполнении конечного результата столь сложных процессов, в основе которых лежит нуклеация микротрубочек. Нуклеирующая и заякоривающая функции — две отдельные активности центросомы.
Согласно данным последних лет, центросома ответственна не только за нуклеацию микротрубочек, но и за их заякоривание т. В клетках культуры ткани оба комплекса расположены в одной локальной области — на центросоме, и это определяет радиальность существующей в них системы микротрубочек. У высокодифференцированных клеток комплексы могут быть сосредоточены в разных участках клетки, что определяет специфическую организацию системы микротрубочек в целом. Например, в эпителиальных клетках, выстилающих орган равновесия кортиев орган , наряду с расходящимися от центросомы короткими микротрубочками существует множество длинных, ориентированных вдоль длинной оси клетки. Очевидно, что для формирования такой системы микротрубочек необходимо, чтобы заякоривающий комплекс располагался на краю клетки. По-видимому, зародившись на центросоме, короткие микротрубочки перемещаются в направлении клеточной мембраны, откуда дорастают до противоположного конца клетки. Такая специализированная система микротрубочек обеспечивает не только эффективное распределение мембранных компонентов и перемещение везикул, но и выполнение главной специальной функции этих клеток — передачу механических вибраций.
Какие молекулярные механизмы приводят к реорганизации радиальной системы микротрубочек в продольно-ориентированную, до конца неясно. Однако из приведенного примера следует, что радиальная организация сети микротрубочек не универсальна, а центросома не всегда выполняет роль основной структурой, ответственной за пространственную организацию цитоплазматической сети микротрубочек. Центросома — регуляторный центр клетки. Для этого утверждения есть много оснований, о некоторых их них мы уже говорили, но существуют и другие. Центросома обычно располагается в геометрическом центре клетки, в непосредственной близости от аппарата Гольджи, от нее на периферию клетки радиально расходятся микротрубочки — своеобразные клеточные «рельсы», по которым транспортные молекулы перемещают различные «грузы», а растущая от активной центриоли первичная ресничка выполняет в клетке сенсорную функцию. Считается, что ресничка — элемент пути, транслирующего внеклеточный сигнал на центросому и комплекс Гольджи с целью эффективной секреции новых синтезированных веществ внеклеточного матрикса. Ресничка выполняет роль антенны; на ее поверхности располагаются разнообразные специфические молекулярные комплексы — рецепторы для внешних сигналов.
Например, полицистин-2 на поверхности ресничек клеток почечного эпителия участвует в формировании кальциевых каналов и инициации сигнала, контролирующего клеточную пролиферацию и дифференциацию. Одновременно в этих клетках ресничка выполняют и механосенсорную функцию. Рецепторы на мембране реснички могут быть видоспецифичными — например, реснички нейрона имеют характерные рецепторы для соматостатина и серотонина. Таким образом, центросома оказывается центральным «узлом» в механизме сигнальной трансдукции: от первичной реснички центросома получает внеклеточный сигнал, в зависимости от которого «регулирует» транспортные процессы, осуществляемые по системе связанных с нею микротрубочек. Центросома — структурная часть механизма, управляющего динамической морфологией клетки в целом. Живая клетка имеет определенную, характерную для данного типа форму. Форма эта не постоянна, она способна динамично меняться.
Постоянство формы клетки поддерживает цитоскелет, и он же обеспечивает ее изменения при различных физиологических и патологических состояниях. Особенно значительные изменения происходят при движении клетки — сложно скоординированном процессе, в который напрямую вовлечены растущие от центросомы микротрубочки. При движении микротрубочки взаимодействуют с актиновым филаментами и клеточными контактами, регулируют натяжение клетки, а изменения их динамики вызывают изменение скорости движения. Выполнение этих функций напрямую связано с пространственной организацией системы микротрубочек, с ее способностью быстро перестраиваться. В настоящее время очевидна структурно-функциональная связь всех компонентов цитоскелета в клетке. Так, поддержание формы клетки зависит не только от системы микротрубочек, но и от системы промежуточных филаментов, центр схождения которых также может располагаться вблизи центросомы. Взаимодействие микротрубочек и актиновых микрофиламентов имеет принципиальное значение на различных стадиях построения митотического веретена.
Взаимодействие между микротрубочками, актиновыми микрофиламентами и адгезивными структурами является ключевым в регуляции клеточной подвижности миграции, локомоции, цитокинеза и поляризации клеток. Это взаимодействие осуществляется в первую очередь на структурном уровне посредством белков-связок, которые соединяют микротрубочки и актиновые микрофиламенты [ 16 ]. В неспециализированных клетках центросома регулирует не только соотношение свободных и связанных с ней микротрубочек, но и длину радиальных микротрубочек, а, следовательно, и их способность дорасти до края клетки и взаимодействовать своими плюс-концами с фокальными контактами. Дело в том, что единичный растущий конец индивидуальной микротрубочки способен к специфической локальной регуляции контактов путем направленного к ним подрастания микротрубочек — таргетинга [ 17 ]. Это делает каждый плюс-конец центросомальной микротрубочки, достигший периферии клетки, потенциально уникальным. Однако способность центросомы сочетать нуклеирующую и заякоривающую функции выходит на первый план не только в связи с представлением о том, что индивидуальная микротрубочка — дискретный инструмент регуляции клеточных контактов, но и в связи с ее способностью закрепляться на специфических сайтах на периферии клетки с помощью комплекса плюс-концевых белков, а также динамически взаимодействовать с актиновыми филаментами [ 18 ]. Эта способность плюс-концов очень важна и для митоза, поскольку позволяет радиально растущим от центросомы астральным микротрубочкам взаимодействовать с кортексом и обеспечивать правильное положение ядра, хромосомной пластинки и борозды дробления, а также генерировать силы, действующие на центросому и полюса веретена, с которыми связаны минус-концы микротрубочек.
По окончании митоза плюс-концевые белки определяют и положение аппарата Гольджи, в норме локализованного рядом с центросомой; взаимодействие между центросомой и аппаратом Гольджи — необходимый элемент внутриклеточных сигнальных путей регуляции деления клетки и апоптоза. Мы понимаем, что непосвященному в тайны клеточной биологии трудно воспринять все вышесказанное. Придется поверить на слово: накопленные к настоящему моменту данные свидетельствуют, что центросома — не только центр организации микротрубочек, но и структурная часть механизма, управляющего динамической морфологией клетки в целом. И вечный бой, покой нам только снится... Завершая свое краткое повествование о центросоме, попробуем определить, насколько далеко мы продвинулись по пути постижения ее роли в живой клетке. Уникальная центрально-симметричная структура всегда вызывала смелые, а порой и фантастические гипотезы о функциях центросомы. История исследований изобилует примерами большая часть которых, ввиду ограниченности объема, не вошла в данную статью , когда категоричность утверждений исследователей опровергалась сюрпризами, преподносимыми этой клеточной органеллой.
Согласно современным представлениям, центросома — важный интегральный элемент живой клетки, функции которой не ограничены ее способностью к полимеризации микротрубочек. В исследовании центросомы появились целые отдельные направления, посвященные ее участию в каком-то одном аспекте жизнедеятельности клетки: в поддержании и изменении формы клетки, в образовании клеточной полярности, в регуляции внутриклеточного транспорта, в формировании мультибелковых ансамблей, ответственных за регуляцию клеточного цикла, и в других клеточных процессах. Уже на данном этапе развития клеточной биологии понятно, что центросома — ключевая структура в регуляторных процессах, и нарушение ее функций приводит к аномалиям клеточного цикла, дефектам в развитии живых тканей и организмов, к возникновению трофических и онкологических заболеваний. Однако бурное развитие новых экспериментальных подходов дает и, как мы надеемся, будет давать в будущем все новые возможности для исследования центросомы. Несмотря на большое количество описанных центросомальных белков, процесс изучения характера их взаимодействия друг с другом еще только начинается. На наших глазах мозаичность знаний о центросоме сменяется структурированностью, обнаруживаются функциональные связи между различными центросомальными белками. Мощный арсенал молекулярно-биологических и генетических методов в сочетании с детальным изучением морфологии позволяет накапливать огромное количество новых фактов, обработка и анализ которых становятся возможными благодаря современным информационным технологиям.
Открытие в науке Описание центросом на полюсах веретена деления, которые находятся в клетках во время митоза, сделали почти одновременно ученые-биологи Флеминг В. 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.
Однако, в половых клетках число хромосом в два раза меньше. Поэтому набор хромосом в половых клетках называется гаплоидным. Клетки, не являющиеся половыми называются соматическими. Иногда клетки с гаплоидным набором хромосом называют гаплоидными клетками, а с диплоидным набором хромосом — диплоидными клетками. При слиянии двух родительских гаплоидных половых клеток образуется диплоидная клетка, дающая начало новому организму с набором генов отца и матери Совокупность всех хромосом ядра а значит и генов клетки называется генотип. Именно генотип определяет все внешние и внутренние признаки конкретного организма.
В соматических клетках 44 Х-образные хромосомы 22 пары у женщин и мужчин идентичны сходны по строению , их называют аутосомами. А 23-я пара имеет конфигурацию ХХ — у женщин и ХY — у мужчин. Эти пары хромосом именуются половыми хромосомами. В половых клетках 22 хромосомы также одинаковые у яйцеклеток и у сперматозоидов, а 23-я хромосома конфигурации Х — у яйцеклетки и Х или Y — у сперматозоидов. Необходимо помнить, что хотя в соматических клетках набор хромосом диплоидный 2n , однако, перед началом деления клеток происходит репликация ДНК, то есть, удвоение их количества, а, значит, и удвоение количества хромосом. Поэтому перед началом деления соматической клетки в ней насчитывается 4n хромосом рис. Она становится тетраплоидной. Функции ядра: — хранение генетической информации; — контроль за всеми процессами, происходящими в клетке: делением, дыханием, питанием и др.
Ядрышко — структура, содержащаяся в ядре. Ядро может содержат 1, 2 или более ядрышек. Функция ядрышка — формирование рибосом. Следует отметить, что не все клетки имеют оформленное ядро.
Микротрубочки. Центриоли. Базальные тельца. Реснички. Жгутики. Внутриклеточный транспорт.
- Лекция № 7. Эукариотическая клетка: строение и функции органоидов
- Что такое центриоли?
- ЦИТОЛОГИЯ: Органоиды эукариот
- Centriole Definition
- Строение сперматозоида. Конспект Биология. Подготовка к ЕГЭ, ОГЭ, ДВИ
- Клеточный центр: функции и строение, распределение генетической информации
Центриоли строение и функции
| ЦИТОЛОГИЯ: Органоиды эукариот | Неспособность клеток использовать центриоли для создания функциональных ресничек и жгутиков связано с рядом генетических и инфекционных заболеваний. |
| Клеточный центр (центросома) — Студопедия | В клеточный центр входят две центриоли: дочерняя и материнская, которые взаимно перпендикулярны друг к другу и вместе формируют диплосому. |
| Что такое центриоли клетки: строение и функции. :: | К настоящему времени ультраструктура центриолей и ассоциированных с ними структур детально исследована. |
Клетка – основа жизни на земле
К настоящему времени ультраструктура центриолей и ассоциированных с ними структур детально исследована. Перед делением клетки центриоли расходятся к противоположным полюсам, и возле каждой из них возникает дочерняя центриоль. Сходство клеточного строения всех организмов указывает на единство их происхождения. Строение центриолей клеточного центра. В фундаменте основы мелкоструктурных центриолей лежат 9 комплексов и три трубочки, образовывая в следствии образование цилиндрической. В этом видео вы узнаете: 1) Строение ядра, строение его мембраны, его функции. Строение центриоли. Центросомы представляют собой структуры, которые содержат центриоли, которые дают микротрубочки, которые функционируют как митотический веретено.