Está provado que as células dos organismos eucarióticos são representadas por um sistema de membranas que formam organelas de composição proteico-fosfolipídica. No entanto, há uma exceção importante a esta regra. Duas organelas (centro celular e ribossomo), bem como organelas de movimento (flagelos e cílios) têm uma estrutura não membranosa. Como eles são educados? Neste trabalho, tentaremos encontrar a resposta para esta pergunta, e também estudar a estrutura do centro celular da célula, muitas vezes chamado de centrossomo.
Todas as células contêm um centro de célula
O primeiro fato que interessa aos cientistas é a presença opcional deste organoide. Assim, em fungos inferiores - quitridiomicetos - e em plantas superiores, está ausente. Como se viu, nas algas, nas células humanas e na maioria dos animais, a presença de um centro celular é necessária para a implementação dos processos de mitose e meiose. As células somáticas são divididas da primeira maneira e as células sexuais são divididas da outra maneira. Um participante obrigatório em ambos os processos écentrossomo. A divergência de seus centríolos para os polos da célula em divisão e o estiramento dos filamentos do fuso de fissão entre eles garante maior divergência dos cromossomos ligados a esses filamentos e aos polos da célula mãe.
Estudos microscópicos revelaram características estruturais do centro celular. Inclui de um a vários corpos densos - centríolos, dos quais os microtúbulos se espalham. Vamos estudar com mais detalhes a aparência, bem como a estrutura do centro da célula.
Centrossomo na célula de interfase
No ciclo de vida de uma célula, o centro da célula pode ser visto durante um período chamado de interfase. Dois microcilindros geralmente estão localizados perto da membrana nuclear. Cada um deles consiste em tubos de proteína, coletados em três pedaços (trigêmeos). Nove dessas estruturas formam a superfície do centríolo. Se houver dois deles (o que acontece com mais frequência), eles estão localizados em ângulos retos um com o outro. Durante o período de vida entre duas divisões, a estrutura do centro celular na célula é quase a mesma em todos os eucariotos.
Ultraestrutura do centrossomo
Tornou-se possível estudar em detalhes a estrutura do centro da célula como resultado do uso de um microscópio eletrônico. Os cientistas descobriram que os cilindros centrossomos têm as seguintes dimensões: seu comprimento é de 0,3 a 0,5 mícron, seu diâmetro é de 0,2 mícron. O número de centríolos dobra antes da divisão começar. Isso é necessário para que as próprias células mãe e filha, como resultado da divisão, recebamcentro celular, constituído por dois centríolos. As características estruturais do centro celular residem no fato de que os centríolos que o compõem não são equivalentes: um deles, o maduro (materno), contém elementos adicionais: o satélite pericentriolar e seus apêndices. O centríolo imaturo tem um local específico chamado estrela.
Comportamento do centrossomo na mitose
É sabido que o crescimento de um organismo, assim como sua reprodução, ocorre no nível da unidade elementar da natureza viva, que é a célula. A estrutura da célula, localização e funções da célula, bem como suas organelas, são consideradas pela citologia. Apesar de os cientistas terem feito muitas pesquisas, o centro celular ainda é pouco estudado, embora seu papel na divisão celular tenha sido totalmente elucidado. Na prófase da mitose e na prófase da divisão reducional da meiose, os centríolos divergem em direção aos pólos da célula mãe, formando-se então o fio do fuso de fissão. Eles estão ligados aos centrômeros da constrição primária dos cromossomos. Para que serve?
Eixo de divisão celular anáfase
As experiências de G. Boveri, A. Neil e outros cientistas permitiram estabelecer que a estrutura do centro celular e as suas funções estão interligadas. A presença de dois centríolos localizados bipolarmente em relação aos polos da célula, e filamentos fusiformes entre eles, garante uma distribuição uniforme de cromossomos ligados a microtúbulos a cada um dos polos da célula mãe.
Assim, o número de cromossomos será o mesmo nas células filhas como resultado da mitose, ou metade (na meiose) da célula mãe original. De particular interesse é o fato de que a estrutura do centro celular muda e está correlacionada com os estágios do ciclo de vida da célula.
Análise química da organela
Para uma melhor compreensão das funções e do papel do centrossomo, vamos estudar quais compostos orgânicos estão incluídos em sua composição. Como seria de esperar, as proteínas estão liderando. Basta lembrar que a estrutura e as funções da membrana celular também dependem da presença de moléculas peptídicas nela. Observe que as proteínas no centrossomo têm uma capacidade contrátil. Eles fazem parte dos microtúbulos e são chamados de tubulinas. Estudando a estrutura externa e interna do centro celular, mencionamos elementos auxiliares: satélites pericentriolares e apêndices centríolos. Eles incluem cenexina e miricitina.
Há também proteínas que regulam o metabolismo do organoide. São quinase e fosfatase - peptídeos especiais responsáveis pela nucleação dos microtúbulos, ou seja, pela formação de uma molécula semente ativa, a partir da qual se inicia o crescimento e a síntese de microfilamentos radiais.
Centro celular como organizador de proteínas fibrilares
Na citologia, a ideia do centrossomo como a principal organela responsável pela formação dos microtúbulos finalmente se consolidou. Graças aos estudos generalizadores de K. Fulton, pode-se argumentar que o centro celularfornece esse processo de quatro maneiras. Por exemplo: polimerização dos filamentos do fuso de fissão, formação de centríolos, criação de um sistema radial de microtúbulos na célula interfásica e, finalmente, síntese de elementos no cílio primário. Esta é uma formação especial característica do centríolo materno. Ao estudar a estrutura e as funções da membrana celular, os cientistas a detectam sob um microscópio eletrônico no centro da célula após a divisão celular mitótica ou no momento do início da mitose. No estágio G2 da interfase, assim como nos estágios iniciais da prófase, o cílio desaparece. De acordo com sua composição química, consiste em moléculas de tubulina e é um rótulo pelo qual um centríolo materno maduro pode ser identificado. Então, como ocorre a maturação do centrossomo? Considere todas as nuances desse processo.
Estágios da formação do centríolo
Citologistas estabeleceram que a filha e os centríolos maternos que formam o diplossoma não têm a mesma estrutura. Assim, a estrutura madura é delimitada por uma camada de substância pericentriolar - um halo mitótico. A maturação completa do centríolo filho leva mais de um ciclo de vida da célula. Ao final da fase G1 do segundo ciclo celular, o novo centríolo já atua como organizador dos microtúbulos e é capaz de formar filamentos de fusos de fissão, bem como a formação de organelas especiais de movimento. Eles podem ser cílios e flagelos, encontrados em protozoários unicelulares (por exemplo, euglena verde, ciliados-sapatos), bem como em muitas algas, como chlamydomonas. Os flagelos formados pelos microtúbulos do centro celular são supridos com muitosesporos em algas, bem como células germinativas de animais e humanos.
O papel do centrossomo na vida celular
Assim, vimos que uma das menores organelas celulares (ocupa menos de 1% do volume da célula) desempenha um papel importante na regulação do metabolismo das células vegetais e animais. A violação da formação do fuso de divisão acarreta a formação de células filhas geneticamente defeituosas. Seus conjuntos de cromossomos diferem do número normal, o que leva a aberrações cromossômicas. Como resultado, o desenvolvimento de indivíduos anormais ou sua morte. Na medicina, o fato da relação entre o número de centríolos e o risco de desenvolver câncer foi estabelecido. Por exemplo, se as células normais da pele contêm 2 centríolos, uma biópsia de tecido em caso de câncer de pele revela um aumento em seu número para 4-6. Esses resultados fornecem evidências para o papel fundamental do centrossomo no controle da divisão celular. Dados experimentais recentes apontam para o importante papel desta organela nos processos de transporte intracelular. A estrutura única do centro celular permite regular tanto a forma da célula quanto sua mudança. Em uma unidade em desenvolvimento normal, o centrossoma está localizado próximo ao aparelho de Golgi, próximo ao núcleo, e junto com eles exerce funções integradoras e de sinalização na implementação da mitose, meiose, bem como na morte celular programada - apoptose. É por isso que os citologistas modernos consideram o centrossoma uma importante organela unificadora da célula, responsável tanto por sua divisão quanto por todo ometabolismo geral.
