Centroszóma – a sejt mikrotubulus-szervező központja és sejtosztódás-szabályzó
Centroszóma: a sejt mikrotubulus-szervező központja és a sejtosztódás (mitózis) szabályzója — centriolák, működés és kulcsszerep az állati sejtekben.
A sejtbiológiában a centroszóma egy olyan organellum, amely a sejt mikrotubulusainak fő szerveződési helye. Emellett szabályozza a sejtosztódási ciklust, vagyis azokat a szakaszokat, amelyek ahhoz vezetnek, hogy egy sejt kettéosztódjon.
A centroszómát Edouard Van Beneden fedezte fel 1883-ban, majd 1888-ban Theodor Boveri írta le és nevezte el.
A centroszóma nyilvánvalóan csak az állati sejtekben fejlődött ki. A gombák és a növények más struktúrákat használnak mikrotubulusaik szervezésére. Bár a centroszóma kulcsszerepet játszik a hatékony mitózisban az állati sejtekben, nem szükséges.
A centroszóma két, egymással derékszögben álló centriolából áll. Ezeket egy alaktalan fehérjetömeg veszi körül.
Képgaléria
1 Kép
Felépítés és fő összetevők
A centroszóma két, egymás mellett elhelyezkedő centriolából és a körülöttük levő, sűrű fehérjefelhőből, az ún. pericentrioláris anyagból (PCM – pericentriolar material) áll. A centriolák henger alakú struktúrák, amelyek belső váza jellemzően kilences, tripletekből álló mikrotubulusszálakból épül fel. A PCM tartalmazza azokat a fehérjéket és komplexeket (például a γ-tubulin ring complex), amelyek a mikrotubulusok nukleációjáért és tartósításáért felelősek.
Funkciók
- Mikrotubulus-szervezés: a centroszóma rögzíti a mikrotubulusok mínusz-végét, és innen indulnak a mikrotubulusok a sejtmagon átívelő rácsok vagy pólusok felé.
- Osztódási orsó kialakítása: mitózis során a centroszómák a kromoszómákat elválasztó osztódási orsó pólusait adják, ezáltal fontosak a kromoszóma-húzás szabályosságában.
- Basal body funkció: egyes centriolák képesek bazális testként működni, ami a csillók és ostorok (cilia, flagella) megépítéséhez szükséges.
- Sejtpolarizáció és migráció: a centroszóma helyzete befolyásolja a sejtek irányított mozgását és a belső szervek elrendeződését.
A centroszóma ciklusa és szabályozása
A centroszóma száma és állapota szigorúan szabályozott: egy interfázisos sejtben általában egy centroszóma (két centriolával), majd a S fázis körül a centriolák duplikálódnak, így mitózisra két centroszóma jön létre. A duplikációt olyan fehérjék irányítják, mint a PLK4, valamint több centriolaris-protein (például SAS-6, STIL, CEP152). Hibák a szabályozásban túlszaporodáshoz (centroszóma-amplifikáció) vezethetnek, ami kromoszóma-instabilitáshoz és betegségekhez köthető.
Alternatív mikrotubulus-szervező mechanizmusok
Bár a centroszóma fontos az állati sejtekben, nem minden szervezet vagy sejt használja kizárólag ezt a rendszert. A növények és sok gomba más szerkezeteket (például a yeastekben található spindle pole body) használnak. Emellett kísérleti körülmények között és bizonyos sejttípusokban is találkoztak acentroszomális osztódással: ilyenkor a mikrotubulusok a kromatin, a maghéj vagy más fehérjekomplexek mentén szerveződnek össze, illetve az augmin- és γ-TuRC-komplexek segítségével többszöröződhet a mikrotubulus-nukleáció.
Fejlődésbiológiai és kórélettani vonatkozások
A centroszomák megfelelő működése létfontosságú az embrionális fejlődés és a normális sejtműködés szempontjából. Mutációk centroszomális fehérjékben idegrendszeri fejlődési rendellenességekhez (például mikrocephalia-típusú betegségek) vezethetnek. A rákos sejtekben gyakori a centroszóma-amplifikáció, ami multipoláris orsókat eredményezhet — a daganatok egy része azonban képes „klaszterezni” a túl sok centroszómát, hogy életben maradjon és osztódjon.
Összefoglalás
A centroszóma az állati sejtek kulcsfontosságú mikrotubulus-szervező központja, amely számos folyamatot szabályoz: a mikrotubulusok kiindulópontját, a mitotikus orsó felépítését, a sejtpolarizációt és a csillók kialakulását. Felépítéseben a centriolák és a pericentrioláris anyag játsszák a fő szerepet, működését pedig több, jól szabályozott fehérje és komplex biztosítja. Ugyanakkor a sejtbiológia példái mutatják, hogy léteznek alternatív szervező mechanizmusok is, és a centroszóma hiánya vagy hibás működése súlyos következményekkel járhat az élő szervezetekben.
A centroszóma szerepe
A centroszóma sejtciklusonként csak egyszer másolódik. Minden leánysejt egy centroszómát örököl, amely két centriolát tartalmaz. A centroszóma a sejtciklus interfázisa során sokszorozódik. A mitózis profázisa során a centroszómák a sejt ellentétes pólusaira vándorolnak. A mitotikus orsó ezután a két centroszóma között alakul ki. Az osztódáskor minden leánysejt egy-egy centroszómát kap.
A centroszómák nem szükségesek a mitózishoz. Ha a centroszómákat lézerrel besugározzuk, a mitózis normális orsóval zajlik. A centroszóma hiányában az orsó mikrotubulusai bipoláris orsót alkotva fókuszálódnak. Sok sejt teljesen át tud menni az interfázison centroszóma nélkül. A sejtosztódást is segíti.
Bár a centroszómák nem szükségesek a mitózishoz vagy a sejt túléléséhez, a szervezet túléléséhez szükség van rájuk. A centroszómák nélküli sejtekből hiányoznak bizonyos mikrotubulusok. Centroszómákkal a sejtosztódás sokkal pontosabb és hatékonyabb. Egyes sejttípusok megállnak a következő sejtciklusban, ha a centroszómák hiányoznak, bár ez nem mindig történik meg.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a centroszóma?
A: A centroszóma egy olyan organellum, amely a sejt mikrotubulusait szervezi és szabályozza a sejtosztódási ciklust.
K: Ki és mikor fedezte fel a centroszómát?
V: A centroszómát Edouard Van Beneden fedezte fel 1883-ban, majd 1888-ban Theodor Boveri írta le és nevezte el.
K: A gombák és a növények is használják a centroszómát a mikrotubulusaik szervezésére?
V: Nem, a gombák és a növények más struktúrákat használnak a mikrotubulusaik szervezésére.
K: A centroszóma minden sejttípusban kifejlődött?
V: Nem, a centroszóma nyilvánvalóan csak az állati sejtekben fejlődött ki.
K: A centroszóma szükséges a hatékony mitózishoz az állati sejtekben?
V: Bár a centroszómának kulcsszerepe van a hatékony mitózisban az állati sejtekben, nem szükséges.
K: Miből áll a centroszóma?
V: A centroszóma két, egymással derékszögben álló centriolából áll, amelyeket egy alaktalan fehérjetömeg vesz körül.
K: Mi a centroszóma fő szerepe?
V: A centroszóma fő szerepe a sejt mikrotubulusainak szervezése és a sejtosztódási ciklus szabályozása.
Kapcsolódó cikkek
Szerző
AlegsaOnline.com Centroszóma – a sejt mikrotubulus-szervező központja és sejtosztódás-szabályzó Leandro Alegsa
URL: https://hu.alegsaonline.com/art/18130
Források
- ncbi.nlm.nih.gov : PMID 12226736
- biodiversitylibrary.org : Zellen-Studien II: Die Befruchtung und Teilung des Eies von Ascaris megalocephala
- ncbi.nlm.nih.gov : PMID 17977464
- ncbi.nlm.nih.gov : PMID 12224551
- ncbi.nlm.nih.gov : PMID 16546079
- ncbi.nlm.nih.gov : PMID 11567874