On todistettu, että eukaryoottisten organismien soluja edustaa kalvojärjestelmä, joka muodostaa proteiini-fosfolipidikoostumuksen organelleja. Tästä säännöstä on kuitenkin tärkeä poikkeus. Kahdella organellilla (solukeskus ja ribosomi) sekä liikeorganelleilla (flagella ja värekarvot) on ei-kalvorakenne. Miten heitä koulutetaan? Tässä työssä yritämme löytää vastauksen tähän kysymykseen ja tutkia myös solun solukeskuksen rakennetta, jota usein kutsutaan senrosomiksi.
Sisältävätkö kaikki solut solukeskuksen
Ensimmäinen seikka, josta tutkijat ovat kiinnostuneita, on tämän organoidin valinnainen läsnäolo. Joten alemmissa sienissä - chytridiomycetes - ja korkeammissa kasveissa se puuttuu. Kuten kävi ilmi, levissä, ihmissoluissa ja useimmissa eläimissä solukeskuksen läsnäolo on välttämätöntä mitoosin ja meioosin prosessien toteuttamiseksi. Somaattiset solut jaetaan ensimmäisellä tavalla ja sukupuolisolut toisella tavalla. Pakollinen osallistuja molemmissa prosesseissa onsentrosomi. Sen sentriolien hajoaminen jakautuvan solun napoihin ja fissiokaran filamenttien venyminen niiden välillä varmistaa näihin filamentteihin ja emosolun napoihin kiinnittyneiden kromosomien lisähajoamisen.
Mikroskooppiset tutkimukset paljastivat solukeskuksen rakenteelliset piirteet. Se sisältää yhdestä useampaan tiheään kappaleeseen - sentrioleja, joista mikrotubulukset tulevat ulos. Tutkitaan tarkemmin solukeskuksen ulkonäköä ja rakennetta.
Centrosomi välivaiheen solussa
Solun elinkaaressa solun keskus voidaan nähdä välivaiheeksi kutsutun ajanjakson aikana. Kaksi mikrosylinteriä sijaitsee yleensä lähellä ydinkalvoa. Jokainen niistä koostuu proteiiniputkista, jotka on koottu kolmeen osaan (triplettejä). Yhdeksän tällaista rakennetta muodostaa sentriolin pinnan. Jos niitä on kaksi (mitä tapahtuu useimmiten), ne sijaitsevat suorassa kulmassa toisiinsa nähden. Kahden jakautumisen välisenä elinaikana solun keskuksen rakenne solussa on lähes sama kaikissa eukaryooteissa.
Centrosomin ultrarakenne
Solukeskuksen rakenteen yksityiskohtainen tutkiminen tuli mahdolliseksi elektronimikroskoopin käytön ansiosta. Tutkijat ovat havainneet, että sentrosomisylintereillä on seuraavat mitat: niiden pituus on 0,3-0,5 mikronia, halkaisija on 0,2 mikronia. Sentriolien määrä kaksinkertaistuu ennen jakautumisen alkamista. Tämä on välttämätöntä, jotta äiti- ja tytärsolut itse saavat jakautumisen seurauksenasolukeskus, joka koostuu kahdesta sentriolista. Solukeskuksen rakenteelliset piirteet ovat siinä, että sen muodostavat sentriolit eivät ole samanarvoisia: yksi niistä, kypsä (äidin) sisältää lisäelementtejä: pericentriolaarisen satelliitin ja sen lisäkkeet. Epäkypsällä sentriolilla on erityinen kohta, jota kutsutaan kärrypyöräksi.
Centrosomin käyttäytyminen mitoosissa
On hyvin tunnettua, että organismin kasvu ja lisääntyminen tapahtuu elävän luonnon perusyksikön, solun, tasolla. Solun rakenne, solun sijainti ja toiminnot sekä sen organellit otetaan huomioon sytologiassa. Huolimatta siitä, että tiedemiehet ovat tehneet paljon tutkimusta, solukeskusta ei ole vieläkään riittävästi tutkittu, vaikka sen rooli solunjakautumisessa on täysin selvitetty. Mitoosin profaasissa ja meioosin pelkistysjakautumisen profaasissa sentriolit hajoavat kohti emosolun napoja, jolloin muodostuu fissiokaran lanka. Ne ovat kiinnittyneet kromosomien ensisijaisen supistumisen sentromeereihin. Mihin se on tarkoitettu?
Anafaasisolujen jakautumisen kara
G. Boverin, A. Neilin ja muiden tutkijoiden kokeet mahdollistivat, että solukeskuksen rakenne ja sen toiminnot liittyvät toisiinsa. Kahden solun napoihin nähden bipolaarisesti sijaitsevan sentriolin ja niiden välisten karafilamenttien läsnäolo varmistaa mikrotubuluksiin liittyvien kromosomien tasaisen jakautumisen emosolun kuhunkin napaan.
Siten kromosomien määrä on sama tytärsoluissa mitoosin seurauksena tai puolet niin paljon (meioosissa) kuin alkuperäisessä emosolussa. Erityisen mielenkiintoista on se, että solukeskuksen rakenne muuttuu ja korreloi solun elinkaaren vaiheiden kanssa.
Organellin kemiallinen analyysi
Ymmärtääksemme paremmin centrosomin toimintoja ja roolia, tutkitaan, mitä orgaanisia yhdisteitä sen koostumukseen sisältyy. Kuten arvata saattaa, proteiinit johtavat. Riittää, kun muistaa, että solukalvon rakenne ja toiminnot riippuvat myös peptidimolekyylien läsnäolosta siinä. Huomaa, että senrosomin proteiineilla on supistumiskyky. Ne ovat osa mikrotubuluksia ja niitä kutsutaan tubuliineiksi. Tutkiessamme solukeskuksen ulkoista ja sisäistä rakennetta mainitsimme apuelementit: perisentriolaariset satelliitit ja sentriolilisäkkeet. Niihin kuuluvat ceneksiini ja myrisitiini.
On myös proteiineja, jotka säätelevät organoidin aineenvaihduntaa. Nämä ovat kinaasi ja fosfataasi - erityiset peptidit, jotka vastaavat mikrotubulusten nukleaatiosta, eli aktiivisen siemenmolekyylin muodostumisesta, josta säteittäisten mikrofilamenttien kasvu ja synteesi alkaa.
Solukeskus fibrillaaristen proteiinien järjestäjänä
Sytologiassa ajatus centrosomista mikrotubulusten muodostumisesta vastaavana pääorganellina on vihdoin saanut v altaansa. K. Fultonin yleistävien tutkimusten ansiosta voidaan väittää, että solukeskustarjoaa tämän prosessin neljällä tavalla. Esimerkiksi: fissiokaran filamenttien polymerointi, sentriolien muodostuminen, mikrotubulusten säteittäisen järjestelmän luominen interfaasisolussa ja lopuksi elementtien synteesi primaarisessa silumissa. Tämä on erityinen muodostus, joka on ominaista äidin sentriolille. Tutkimalla solukalvon rakennetta ja toimintoja tutkijat havaitsevat sen elektronimikroskoopilla solukeskuksessa mitoosin solunjakautumisen jälkeen tai mitoosin alkaessa. Interfaasin G2-vaiheessa, samoin kuin profaasin alkuvaiheissa, cilium katoaa. Kemiallisen koostumuksensa mukaan se koostuu tubuliinimolekyyleistä ja on leima, jonka avulla kypsä äidinsentrioli voidaan tunnistaa. Joten kuinka senrosomien kypsyminen tapahtuu? Harkitse tämän prosessin kaikkia vivahteita.
Sentriolin muodostumisen vaiheet
Sytologit ovat todenneet, että tyttären ja äidin sentriolit, jotka muodostavat diplosomin, eivät ole rakenteeltaan samanlaisia. Joten kypsää rakennetta rajaa pericentriolaarisen aineen kerros - mitoottinen halo. Tytärsentriolin täysi kypsyminen kestää kauemmin kuin yhden solun elinkierron. Toisen solusyklin G1-vaiheen lopussa uusi sentrioli toimii jo mikrotubulusten järjestäjänä ja pystyy muodostamaan fissiokarafilamentteja sekä erityisiä liikeorganelleja. Ne voivat olla yksisoluisista alkueläimistä (esimerkiksi vihreä euglena, väreakengät) sekä monista levistä, kuten chlamydomonasista. Solukeskuksen mikrotubulusten vuoksi muodostuneita lippuja toimitetaan monillaitiöitä levissä sekä eläinten ja ihmisten sukusoluissa.
Centrosomin rooli solun elämässä
Olemme siis nähneet, että yksi pienimmistä soluorganelleista (vie alle 1 % solutilavuudesta) on johtavassa asemassa sekä kasvi- että eläinsolujen aineenvaihdunnan säätelyssä. Jakautumiskaran muodostumisen rikkominen edellyttää geneettisesti viallisten tytärsolujen muodostumista. Niiden kromosomisarjat eroavat normaalista lukumäärästä, mikä johtaa kromosomipoikkeamiin. Seurauksena on epänormaalien yksilöiden kehittyminen tai heidän kuolemansa. Lääketieteessä on todettu sentriolien määrän ja syövän kehittymisriskin välinen suhde. Esimerkiksi jos normaalit ihosolut sisältävät 2 sentriolia, niin ihosyövän tapauksessa kudosbiopsia paljastaa niiden määrän lisääntyneen 4-6:een. Nämä tulokset osoittavat sentrosomin keskeisen roolin solujen jakautumisen säätelyssä. Viimeaikaiset kokeelliset tiedot osoittavat tämän organellin tärkeän roolin solunsisäisen kuljetuksen prosesseissa. Solukeskuksen ainutlaatuinen rakenne sallii sen säädellä sekä solun muotoa että sen muutosta. Normaalisti kehittyvässä yksikössä senrosomi sijaitsee Golgi-laitteen vieressä, lähellä ydintä, ja yhdessä niiden kanssa tarjoaa integratiivisia ja signalointitoimintoja mitoosin, meioosin sekä ohjelmoidun solukuoleman - apoptoosin - toteutuksessa. Siksi nykyaikaiset sytologit pitävät centrosomia tärkeänä solua yhdistävänä organellina, joka on vastuussa sekä sen jakautumisesta että koko solusta.yleinen aineenvaihdunta.
