Centrosome: التعريف والبنية والوظيفة (مع مخطط)

المحتوى

• هيكل Centriole
• Centrosome كجزء من الهيكل الخلوي
• دور Centrosome في انقسام الخلايا
• النسخ المتماثل المركزي
• دور في تشكيل أهداب

ال الجسيم المركزي ("الجسم الأوسط") هو هيكل موجود في خلايا معظم النباتات والحيوانات. ومن هذه العضويه التي هياكل البروتين المعروفة باسم أنابيب مجهرية شكل وتمديد.

تظهر هذه الأنابيب الدقيقة من مركز تنظيم الأنابيب الدقيقة (MTOC) ، وهي جزء لا يتجزأ من عدد من وظائف وعمليات الخلايا حقيقية النواة طوال عمر الخلايا. ربما يشتهرون بدورهم المهم في عملية تقسيم الخلايا ، والتي تشمل الانقسام المتساوي (تقسيم المواد النووية للخلايا إلى نواة ابنة) يتبع في وقت قصير من قبل يظهر (تقسيم الخلية بأكملها إلى خلايا ابنة).

هذه العملية الانقسام تتوسط فيها مريكز من centrosomes.

هيكل Centriole

Centrosomes هي الهياكل التي تحتوي على centrioles ، والتي تؤدي إلى الأنابيب الدقيقة التي تعمل بمثابة المغزل الانقسام. وهذا كثيرًا للتصور ، لذا فإن إلقاء نظرة على كلٍّ من هذه المصطلحات يعطي فكرة أوضح عن التركيب المادي للنتروزومات.

أثناء البيني، وهي الفترة التي لا تنقسم فيها الخلية بنشاط ، تحتوي كل خلية على مركز واحد يحتوي على زوج من الوحدات المركزية. يتكون كل من هذه المراكز المركزية من تسعة توائم صغيرة في ترتيب أسطواني. وبعبارة أخرى ، يتضمن مركز واحد ما مجموعه 27 الأنابيب الدقيقة يعمل من النهاية إلى النهاية. يتم توجيه مركزي اثنين في الزوايا اليمنى لبعضها البعض. ثلاثة توائم أنفسهم تشبه أنابيب متوازية صغيرة في خط.
اقرأ المزيد حول ما يحدث في الطور البيني.

أيضا خلال الطور البيني ، يتم نسخ جميع المكونات الأساسية للخلايا ، بما في ذلك المركز المركزي وزوجه من الوحدات المركزية. في البداية ، يظل المركزان المركزيان ، أو أزواج الوحدات المركزية ، على مقربة جسدية. بمجرد انقسام الانقسام جارية بالكامل ، وهما مركزي الهجرة نحو الغايات المعاكسة من الخلية التي تستعد للانقسام إلى خليتين ابنة.

Centrosome vs. Centromere: لا ينبغي الخلط بين "centrosome" أو "centriole" مع السنترومير، وهو التقاطع المادي بين الكروموسومات الشقيقة للكروموسوم الذي يستعد للانقسام كجزء من الانقسام.)

تحتوي الأنابيب الدقيقة ، كما لوحظ ، على عدد من الوظائف المختلفة في الخلايا ، ولكن الغرض الرئيسي منها في انقسام الخلايا هو العمل كألياف مغزل تساعد في التحكم وتنفيذ فصل المكونات الخلوية أثناء عملية التقسيم.

Centrosome كجزء من الهيكل الخلوي

بالإضافة إلى المشاركة في الانقسام المتساوييلعب المركز دورًا حيويًا في الخلية من خلال توليد أنابيب مجهرية هذا شكل الهيكل الخلويوهو ما يعطي الخلايا شكلها وسلامتها.

على الرغم من أنه قد يكون من المغري أن تتخيل الخلايا على أنها كتل جليدية هشة لا تزيد عن كونها حاوية دائرية ، إلا أن كل خلية ديناميكية للغاية ، بما في ذلك الغشاء الذي يتحكم بعناية في المواد التي قد تمر أو لا تنتقل إلى داخل الخلية وخارجها.

اقرأ المزيد عن الوظيفة الرئيسية لخلايا الأنابيب الدقيقة.

إن الغرض منها مماثل لغرض الهيكل العظمي لجسمك ، والذي يمنحك البقية شكلك البدني العام ووظائفك كرف من الأنواع التي تحافظ على مكوناتك المادية الهامة الأخرى - الأعضاء والعضلات والأنسجة.

ترتيب الهيكل الخلوي وتكوينه: يتم ربط الأنابيب الدقيقة التي تشكل الهيكل الخلوي عبر السيتوبلازم من داخل الخلية ، وتشكل سلسلة من الأقواس بين حدود الخلايا ونواةها بالقرب من المركز. تتكون هذه الأنابيب بدورها من وحدات أحادية مكونة من بروتين يسمى تويولين.

هذا توبولين ، مثل العديد من البروتينات في الطبيعة ، يأتي في مجموعة متنوعة من الأنواع الفرعية ؛ الأكثر شيوعا وجدت في الأنابيب الدقيقة هي:

فقط في وجود مادة مركزية ، تقوم هذه المونومرات بتكوين نفسها تلقائيًا في أنابيب دقيقة ، ربما بنفس الطريقة ، حيث أن البيض والسكر والشوكولاتة لا يتشكلون إلا في ملفات تعريف الارتباط في وجود مطبخ يعمل فيه البشر.

بالإضافة إلى ذلك ، تسمى البروتينات dyneins و kinesins المشاركة في الانقسام. هذه تساعد في توجيه نهايات الأنابيب الدقيقة إلى مواقعها الصحيحة على طول أو بالقرب من الكروموسومات التي يمكن تقسيمها قريبًا ، والتي تصطف على طول لوحة الطور.

أهمية Centrosomes: لم يُعرف حتى الآن كيف يحدث بالضبط تكرار النيتروزومات أثناء الطور البيني. أيضا ، من الجدير بالملاحظة أنه في الوقت الذي تظهر فيه المراكز المركزية والأدوات المركزية في معظم الخلايا النباتية ، الانقسام يمكن أن يحدث في النباتات في غياب هذه الهياكل. في الواقع ، في بعض الخلايا الحيوانية ، يمكن أن يعمل الانقسام الخيطي حتى في حالة تدمير الوحدات المركزية بشكل مقصود ، لكن هذا يؤدي عمومًا إلى حدوث عدد كبير غير عادي من أخطاء النسخ المتماثل.

لذلك يعتقد ذلك centrosomes تساعد على نقل درجة من السيطرة على العملية برمتها ، ويسعى علماء الكيمياء الحيوية إلى توضيح آليات ذلك لأن هذه العوامل مهمة على الأرجح نشأة وتطور السرطانات وغيرها من الاضطرابات التي تتوقف على تكرار الخلايا والانقسام.

••• دانا تشن | Sciencing

دور Centrosome في انقسام الخلايا

انقسام الخلية هو عنصر حاسم في بيولوجيا الخلية. تلعب Centrosomes دورا رئيسيا في هذه العملية.

تذكر أن مركزي اثنين من مركزية واحدة موجهة في زوايا اليمين لبعضها البعض ، وهذا يعني أن يتم تقسيم الأنابيب الدقيقة في هذه المركزية في واحد من اتجاهين عمودي متبادل. تذكر أيضًا أن اثنين من الخلايا المركزية في خلية غير مقسومة تمامًا تقع على طرفي نقيض لخلية الطور البيني.

من الآثار المترتبة على هذه الهندسة هو أنه عندما تبدأ ألياف المغزل من الانقسام ، تتشكل تمتد من كل جانب (أو "القطب") للخلية باتجاه مركزها ، حيث يكون الانقسام الخلوي أكثر وضوحًا في النهاية ، و كما أنها تمتد أو "مروحة" الخارج في مجموعة من الاتجاهات من كل centrosome نفسها.

حاول أن تمسك بقبضاتك المغلقة متباعدة قليلاً ، ثم افتحها ببطء بينما تمد أصابعك المرئية حديثًا نحو بعضها البعض ؛ هذا يقدم صورة عامة لما يتكشف في المراكز المركزية مع تقدم الانقسام.

الانقسام الفتيلي يشمل أربع مراحل (مدرجة في بعض الأحيان على أنها خمس). بالترتيب ، هذه هي:

بعض المصادر تشمل أيضا طليعة الطور التالي بين الطور و الطور. مع بدء الانقسام ، تتحرك الأنابيب الدقيقة التي تنمو من المغزل الانقسامي الناشئ عند كل قطب باتجاه مركز الخلية ، حيث تصطف الكروموسومات المكررة المرتبة في أزواج على طول ما يسمى لوحة الطورية (خط غير مرئي يحدث على امتداده انقسام النواة).

هذه نهايات تتراوح من ألياف المغزل ينتهي في واحدة من ثلاثة أماكن: على الحيز الحركي لكل زوج كروموسوم ، وهو الهيكل الذي تنفصل فيه الكروموسومات فعليًا ؛ على أحضان الكروموسومات ؛ وفي السيتوبلازم نفسه جيدًا على الجانب الآخر من الخلية ، أقرب إلى الطبقة المركزية المتعارضة أكثر من نقطة منشأ هذه الألياف.

ألياف المغزل في العملية: مجموعة من نقاط الربط في نهايات الألياف المغزل تشهد على أناقة وتعقيد عملية الانقسام. إنها "لعبة شد الحبل" من نوع ما ، ولكن يجب تنسيقها بشكل جيد للغاية ، بحيث "ينقسم" التقسيم إلى منتصف دقيق لكل زوج كروموسوم لضمان تتلقى كل خلية ابنة كروموسوم واحد بالضبط من كل زوج.

لذلك فإن ألياف المغزل تقوم ببعض "الدفع" بالإضافة إلى قدر كبير من "الشد" للتأكد من أن انقسام الخلايا ليس قويًا ولكنه دقيق. تشارك الأنابيب الدقيقة في تقسيم النواة وحدها ، ولكنها تشارك أيضًا في تقسيم الخلية بأكملها (على سبيل المثال ، خلوي) وإعادة ضم كل خلية ابنة جديدة في غشاء الخلية الخاص بها.

هناك طريقة واحدة لتخيل كل هذا: الخلايا ليست لها عضلات ، ولكن الأنابيب الدقيقة قريبة من مكونات الخلية.

النسخ المتماثل المركزي

كما ذكر ، تتكرر الخلايا المركزية خلال الخلايا ، وهي الجزء الطويل نسبيًا من دورة الخلية بين الانقسامات الانقسامية. تكرار المركزية في centrosomes ليست كاملة تحفظا، وهذا يعني أن مركزي الابنتين اللذين تم تشكيلهما ليسا متطابقين تمامًا ، كما سيحدث في عملية محافظة. بدلاً من ذلك ، النسخ المتماثل centriole محافظ جزئيا.

في حين أن الآلية الدقيقة لتكرار centrosome خلال المرحلة S (مرحلة التوليف) من الطور البيني للخلية لا يزال مفهوما تماما ، أدرك العلماء أنه عندما تنقسم المركزية ، واحدة من المراكز المركزية الناتجة تحتفظ بخصائص "الأم" ويمكن أن تولد الأنابيب الدقيقة التشغيلية.

هذا المركز له خصائص "تشبه الخلايا الجذعية" ، في حين أن الآخر ، "الابنة" ، يصبح مختلفًا تمامًا. كل خلية منقسمة لها زوج واحد من الأم المركزية ابنة في كل قطب ، لذلك كل خلية ابنة جديدة ، كما قد تتوقع ، تحتوي على مركز أم واحد وواحدة مركز لكل بنت. خلال الفترة الفاصلة التي تلي ذلك ، سينقسم هذا المركز المركزي ليخلق مرة أخرى زوجين من أزواج النابطة المركزية.

المراكز المركزية في الهياكل المختلفة: تصبح الاختلافات الطفيفة في الوظيفة بين المركزية ذات الزاوية اليمنى في كل زوج واضحة عندما ، على سبيل المثال ، يصبح المركز الأم متصلًا بداخل غشاء البلازما في الخلية لتشكيل بنية تسمى جسم أساسي. عادة ما يكون هذا الجسم جزءًا من cilium ، أو امتداد متعدد الأنابيب الدقيقة مثل الشعر ، وهو غير حركي ؛ أي أنها لا تتحرك.

بعض أهداب (صيغة الجمع "cilium") الأسواط (المفرد "سوط") الذي يتحرك ، وغالبًا ما يدفع خلايا بأكملها على طول بينما يعمل في حالات أخرى كمكانس مصغرة من نوع يزيل الحطام من منطقة السوط.

في حين أن علماء الأحياء لديهم الكثير ليعرفوه عن الديناميات الدقيقة للنتروسومات ، فإن السرطان يوفر نافذة على ما يحدث في الخلايا المركزية في حالات انقسام الخلايا غير الطبيعية. لاحظ الباحثون ، على سبيل المثال ، ذلك تحتوي الخلايا السرطانية في كثير من الأحيان على أعداد غير عادية من النواة بدلاً من العقاقير أو العقاقير المتوقعة ، وبعض الأدوية المضادة للسرطان (على سبيل المثال ، تاكسول وفينكريستين) تمارس آثارها بالتدخل في تجميع الأنابيب المجهرية.

دور في تشكيل أهداب

السوط هو مجموعة متنوعة من الأنابيب الدقيقة التي تسمح بالتنقل ، كما في حالة خلية الحيوان المنوي. ينشأ السوط من جسم قاعدي واحد على السطح الداخلي لغشاء البلازما. وبالتالي ، تحتوي خلية الحيوانات المنوية على زوج من مركز واحد.

لأن خلايا الحيوانات المنوية في نهاية المطاف هو مصير مع الصمامات بويضة، وخلية البيضة تفتقر إلى الجسم القاعدي ، فإن الحيوانات المنوية هي التي تضمن أن تكون الملقحة المكونة حديثًا (نتاج انضمام الحيوانات المنوية والخطوة الأولى في توليد كائن حي جديد في التكاثر) قادرة على الانقسام ، حيث إن يتضمن المركز تعليمات ومكونات ضرورية لعملية التقسيم.

تحتوي بعض الكائنات الحية على أهداب معينة. وهذا يشمل بعض خلايا الجهاز التنفسي الخاصة بك. ال ظهارة (الخلايا السطحية ؛ بشرتك هي نوع من الظهارة) التي تشكل رئتيك تشكل عددًا من الأجسام القاعدية المتصلة ، وهو ما يمثله الكيليوم بالفعل. تعمل الامتدادات الأنبوبية لهذه الخلايا الهدبية على التحرك على طول المخاط والجسيمات وبالتالي حماية الأجزاء الداخلية من الرئتين.