CENTROSOM: FUNCȚII ȘI STRUCTURĂ - BIOLOGIE - 2025

Centrozom este o organelle de celulă cu membrană liber care participă la procesele de diviziune celulară, motilitatea celulară, polaritatea celulei, transportul intracelular, organizarea rețelei de microtubuli și în producția de cili și flageli.

Datorită funcției sale principale este cunoscut sub denumirea de „centru organizator al microtubulilor”. În cele mai multe cazuri, această structură este situată foarte aproape de nucleul celular și este puternic asociată cu învelișul nuclear.

În celulele animale, centrosomii sunt formați de doi centrioli imersați într-o matrice pericentriolară, bogată în diferite tipuri de proteine. Centriolii sunt responsabili de organizarea microtubulelor fusului.

Cu toate acestea, aceste structuri nu sunt esențiale pentru procesele de diviziune celulară. Într-adevăr, în majoritatea plantelor și a altor eucariote, centrosomii nu au centrioli.

Toți centrezomii sunt de origine parentală, deoarece în momentul în care are loc fertilizarea, centrosomul ovulului este inactivat. Prin urmare, centrosomul care direcționează procesele de divizare a celulelor post-fertilizare provine numai din spermă. Contrar mitocondriilor, de exemplu, care este de origine maternă.

S-a stabilit o relație destul de strânsă între modificările centrezomului și dezvoltarea celulelor canceroase.

Funcțiile principale ale centrosomului

În diferite linii de eucariote, centrosomii sunt considerați organele multifuncționale care efectuează un număr semnificativ de sarcini celulare.

Principala funcție a centrosomilor este de a organiza microtubulii și de a promova polimerizarea subunităților unei proteine ​​numite „tubulină”. Această proteină este componenta principală a microtubulilor.

Centrosomii fac parte din aparatul mitotic. În plus față de centrosomi, acest aparat include fusul mitotic, format din microtubuli, care se nasc în fiecare centrosom și conectează cromozomii cu poli ai celulelor.

În diviziunea celulară, segregarea egală a cromozomilor de celulele fiice depinde în esență de acest proces.

Când celula are un set neuniform sau anormal de cromozomi, organismul poate fi invizibil sau poate fi favorizată creșterea tumorilor.

Funcții secundare

Centrosomii sunt implicați în menținerea formei celulare și sunt, de asemenea, implicați în mișcările membranei, deoarece acestea sunt direct legate de microtubuli și alte elemente ale citoscheletului.

Studii recente au sugerat o nouă funcție a centrosomilor, legată de stabilitatea genomului. Acest lucru este crucial în dezvoltarea normală a celulelor și, dacă nu reușește, poate duce la dezvoltarea de diverse patologii.

Dacă celulele animale se pot dezvolta corect în absența centriolelor este un subiect dezbătut fierbinte în literatura de specialitate.

Unii experți susțin ideea că, deși anumite celule animale pot prolifera și supraviețui în absența centriolelor, acestea arată o dezvoltare aberantă. Pe de altă parte, există și dovezi care susțin poziția opusă.

Structura

Centrosomii sunt alcătuiți din doi centrioli (o pereche, numiți și diplosomi) înconjurați de matricea pericentriolară.

centrioles

Centriolele au formă de cilindri și seamănă cu un butoi. La vertebrate, acestea au 0,2 um latime și 0,3 până la 0,5 um lungime.

La rândul lor, aceste structuri cilindrice sunt organizate în nouă triplete microtubulare în formă de inel. Această comandă este de obicei notată ca 9 + 0.

Numărul 9 indică cele nouă microtubuli și zero se referă la absența lor în partea centrală. Microtubulii funcționează ca un fel de sisteme de grindă care rezistă la compresiunea citoscheletală.

În centrosomi există trei tipuri de microtubuli, fiecare cu o funcție și distribuție definite:

-Microtubulele astrale, care ancoră centrosomul la membrana celulară cu ajutorul unor extensii scurte.

-Microtubulele kinetochorei (kinetochorele este o structură a cromozomului localizat în centromerele acestuia), care cuplează cinetocorul asociat cu cromozomul cu centrosomii.

-Final, microtubulii polari, localizați la ambii poli de utilizare.

În plus, centriolii dau naștere corpurilor bazale. Ambele elemente sunt inter-convertibile. Acestea sunt structurile din care provin cilia și flagelul, elemente care permit locomoția în anumite organisme.

Matricea pericentriolară

Matricea sau materialul pericentriolar este o zonă granulară și destul de densă a citoplasmei. Este format dintr-un set variat de proteine.

Principalele proteine ​​din această matrice amorfă sunt tubulina și pericentrina. Ambele au capacitatea de a interacționa cu microtubulii pentru unirea cromozomilor.

Mai exact, inelele tubulinei that servesc ca situri de nucleare pentru dezvoltarea microtubulilor care apoi radiază din centru.

Centrosomi și ciclul celular

Mărimea și compoziția proteinelor din centrosomi variază substanțial în diferite etape ale ciclului celular. Pentru a reproduce, centrosomii o fac de la unul preexistent.

Celulele interfazice conțin un singur centrosom. Aceasta este duplicată o singură dată în timpul ciclului celular și dă naștere la doi centrosomi.

În faza G1 a ciclului, cele două centriole sunt orientate ortogonal (formând un unghi de 90 de grade), care este poziția lor caracteristică.

Când celula trece faza G1, un punct de control important al ciclului celular, se reproduce ADN-ul și diviziunea celulară. În același timp, începe replicarea centrosomilor.

În acest moment, cei doi centrioli sunt separați la o distanță scurtă și fiecare centriol inițial dă naștere unui nou. Aparent această sincronizare a evenimentelor se produce prin acțiunea enzimelor numite kinaze.

În faza G ₂ / M , duplicarea centrosomilor este finalizată și fiecare nouzocentom este compus dintr-un nou centriol și un vechi. Acest proces este cunoscut sub numele de ciclul centrosomului.

Acești doi centrioli, cunoscuți și sub numele de centriol „mama” și centriol „copil”, nu sunt complet identici.

Centriolele-mamă au extensii sau apendice care pot servi la ancorarea microtubulilor. Aceste structuri sunt absente în centriolele fiice.

Referințe

1. Alieva, IB, & Uzbekov, RE (2016). Unde sunt limitele centrosomului? Bioarhitectură, 6 (3), 47-52.
2. Azimzadeh, J. (2014). Explorarea istoriei evolutive a centrosomilor. Tranzacții filosofice ale Royal Society of London. Seria B, 369 (1650), 20130453.
3. Azimzadeh, J., & Bornens, M. (2007). Structura și duplicarea centrosomului. Journal of cell science, 120 (13), 2139-2142.
4. D'Assoro, AB, Lingle, WL și Salisbury, JL (2002). Amplificarea centrosomului și dezvoltarea cancerului. Oncogene, 21 (40), 6146.
5. Kierszenbaum, A., & Tres, L. (2017). Histologie și biologie celulară. Introducere în anatomie patologică. A doua editie. Elsevier.
6. Lerit, DA, & Poulton, JS (2016). Centrosomii sunt regulatori multifuncționali ai stabilității genomului. Cercetări cromozomiale, 24 (1), 5-17.
7. Lodish, H. (2005). Biologie celulară și moleculară. Editorial Médica Panamericana.
8. Matorras, R., Hernández, J., & Molero, D. (2008). Tratat de reproducere umană pentru alăptare. Pan American.
9. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Introducere în microbiologie. Editorial Médica Panamericana.