Terbukti bahawa sel-sel organisma eukariotik diwakili oleh sistem membran yang membentuk organel komposisi protein-fosfolipid. Walau bagaimanapun, terdapat pengecualian penting untuk peraturan ini. Dua organel (pusat sel dan ribosom), serta organel pergerakan (flagella dan silia) mempunyai struktur bukan membran. Bagaimana mereka dididik? Dalam kerja ini, kami akan cuba mencari jawapan kepada soalan ini, dan juga mengkaji struktur pusat sel sel, sering dipanggil sentrosom.
Adakah semua sel mengandungi pusat sel
Fakta pertama yang diminati saintis ialah kehadiran pilihan organoid ini. Jadi, dalam kulat yang lebih rendah - chytridiomycetes - dan dalam tumbuhan yang lebih tinggi, ia tidak hadir. Ternyata, dalam alga, dalam sel manusia dan dalam kebanyakan haiwan, kehadiran pusat sel diperlukan untuk pelaksanaan proses mitosis dan meiosis. Sel somatik dibahagikan dengan cara pertama, dan sel seks dibahagikan dengan cara lain. Peserta wajib dalam kedua-dua proses adalahsentrosom. Perbezaan sentriolnya ke kutub sel pembahagi dan regangan filamen gelendong pembelahan di antaranya memastikan perbezaan kromosom yang dilekatkan pada filamen ini dan kutub sel induk.
Kajian mikroskopik mendedahkan ciri-ciri struktur pusat sel. Ia termasuk dari satu hingga beberapa badan padat - sentriol, dari mana mikrotubul keluar. Mari kaji dengan lebih terperinci penampilan, serta struktur pusat sel.
Sentrosom dalam sel antara fasa
Dalam kitaran hayat sel, pusat sel boleh dilihat dalam tempoh yang dipanggil interfasa. Dua mikrosilinder biasanya terletak berhampiran membran nuklear. Setiap daripada mereka terdiri daripada tiub protein, dikumpulkan dalam tiga keping (triplet). Sembilan struktur sedemikian membentuk permukaan sentriol. Sekiranya terdapat dua daripadanya (yang paling kerap berlaku), maka ia terletak pada sudut tepat antara satu sama lain. Semasa tempoh hidup antara dua bahagian, struktur pusat sel dalam sel hampir sama dalam semua eukariota.
Ultrastruktur sentrosom
Ia menjadi mungkin untuk mengkaji secara terperinci struktur pusat sel hasil daripada menggunakan mikroskop elektron. Para saintis telah mendapati bahawa silinder centrosom mempunyai dimensi berikut: panjangnya ialah 0.3-0.5 mikron, diameternya ialah 0.2 mikron. Bilangan sentriol berganda sebelum pembahagian bermula. Ini adalah perlu supaya sel ibu dan anak perempuan itu sendiri, sebagai hasil pembahagian, menerimapusat sel, terdiri daripada dua sentriol. Ciri-ciri struktur pusat sel terletak pada fakta bahawa sentriol yang membentuknya tidak setara: satu daripadanya, yang matang (ibu), mengandungi unsur tambahan: satelit pericentriolar dan pelengkapnya. Sentriol yang tidak matang mempunyai tapak khusus yang dipanggil cartwheel.
Tingkah laku sentrosom dalam mitosis
Adalah diketahui umum bahawa pertumbuhan organisma, serta pembiakannya, berlaku pada tahap unit asas alam hidup, iaitu sel. Struktur sel, penyetempatan dan fungsi sel, serta organelnya, dipertimbangkan oleh sitologi. Walaupun fakta bahawa saintis telah melakukan banyak penyelidikan, pusat sel masih kurang dikaji, walaupun peranannya dalam pembahagian sel telah dijelaskan sepenuhnya. Dalam profase mitosis dan dalam profase pembahagian pengurangan meiosis, sentriol menyimpang ke arah kutub sel induk, dan kemudian benang gelendong pembelahan terbentuk. Mereka dilekatkan pada sentromer penyempitan utama kromosom. Untuk apa?
Spindle pembahagian sel anafasa
Eksperimen G. Boveri, A. Neil dan saintis lain memungkinkan untuk menentukan bahawa struktur pusat sel dan fungsinya saling berkaitan. Kehadiran dua sentriol yang terletak secara bipolar berkenaan dengan kutub sel, dan filamen gelendong di antaranya, memastikan pengagihan kromosom yang sekata disambungkan kepada mikrotubul ke setiap kutub sel induk.
Oleh itu, bilangan kromosom akan sama dalam sel anak hasil daripada mitosis, atau separuh daripada jumlah (dalam meiosis) seperti dalam sel ibu asal. Yang menarik adalah hakikat bahawa struktur pusat sel berubah dan dikaitkan dengan peringkat kitaran hayat sel.
Analisis kimia organel
Untuk pemahaman yang lebih baik tentang fungsi dan peranan sentrosom, mari kita kaji apakah sebatian organik yang termasuk dalam komposisinya. Seperti yang dijangkakan, protein mendahului. Memadai untuk mengingati bahawa struktur dan fungsi membran sel juga bergantung pada kehadiran molekul peptida di dalamnya. Perhatikan bahawa protein dalam sentrosom mempunyai keupayaan kontraktil. Ia adalah sebahagian daripada mikrotubulus dan dipanggil tubulin. Mengkaji struktur luaran dan dalaman pusat sel, kami menyebut unsur tambahan: satelit pericentriolar dan pelengkap sentriol. Ia termasuk cenexin dan myricitin.
Terdapat juga protein yang mengawal metabolisme organoid. Ini adalah kinase dan fosfatase - peptida khas yang bertanggungjawab untuk nukleus mikrotubul, iaitu, untuk pembentukan molekul benih aktif, dari mana pertumbuhan dan sintesis mikrofilamen jejari bermula.
Pusat sel sebagai penganjur protein fibrillar
Dalam sitologi, idea centrosom sebagai organel utama yang bertanggungjawab untuk pembentukan mikrotubul akhirnya diterima. Terima kasih kepada kajian umum K. Fulton, boleh dikatakan bahawa pusat selmenyediakan proses ini dalam empat cara. Contohnya: pempolimeran filamen gelendong pembelahan, pembentukan sentriol, penciptaan sistem jejari mikrotubul dalam sel antara fasa, dan, akhirnya, sintesis unsur-unsur dalam silia primer. Ini adalah ciri pembentukan khas sentriol ibu. Dengan mengkaji struktur dan fungsi membran sel, saintis mengesannya di bawah mikroskop elektron di pusat sel selepas pembahagian sel mitosis atau pada masa permulaan mitosis. Pada peringkat G2 interphase, serta pada peringkat awal profase, cilium hilang. Mengikut komposisi kimianya, ia terdiri daripada molekul tubulin dan merupakan label yang boleh dikenal pasti sentriol ibu yang matang. Jadi bagaimanakah kematangan sentrosom berlaku? Pertimbangkan semua nuansa proses ini.
Peringkat pembentukan sentriol
Pakar sitologi telah mengesahkan bahawa sentriol anak perempuan dan ibu yang membentuk diplosom tidak sama dalam struktur. Jadi, struktur matang bersempadan dengan lapisan bahan pericentriolar - halo mitosis. Pematangan penuh anak sentriol mengambil masa lebih lama daripada satu kitaran hayat sel. Pada akhir peringkat G1 kitaran sel kedua, sentriol baru sudah bertindak sebagai penganjur mikrotubul dan mampu membentuk filamen gelendong pembelahan, serta pembentukan organel pergerakan khas. Mereka boleh menjadi silia dan flagella, yang terdapat dalam protozoa uniselular (contohnya, euglena hijau, kasut ciliates), serta dalam banyak alga, seperti chlamydomonas. Flagela yang terbentuk kerana mikrotubul pusat sel dibekalkan dengan banyakspora dalam alga, serta sel kuman haiwan dan manusia.
Peranan sentrosom dalam kehidupan sel
Jadi, kita telah melihat bahawa salah satu organel sel terkecil (menduduki kurang daripada 1% daripada isipadu sel) memainkan peranan utama dalam mengawal selia metabolisme sel tumbuhan dan haiwan. Pelanggaran pembentukan gelendong pembahagian memerlukan pembentukan sel anak yang cacat secara genetik. Set kromosom mereka berbeza daripada nombor biasa, yang membawa kepada penyimpangan kromosom. Akibatnya, perkembangan individu yang tidak normal atau kematian mereka. Dalam bidang perubatan, fakta hubungan antara bilangan sentriol dan risiko mendapat kanser telah ditubuhkan. Sebagai contoh, jika sel kulit biasa mengandungi 2 sentriol, maka biopsi tisu dalam kes kanser kulit mendedahkan peningkatan bilangannya kepada 4-6. Keputusan ini memberikan bukti untuk peranan utama sentrosom dalam kawalan pembahagian sel. Data eksperimen terkini menunjukkan peranan penting organel ini dalam proses pengangkutan intrasel. Struktur unik pusat sel membolehkannya mengawal kedua-dua bentuk sel dan perubahannya. Dalam unit yang biasa berkembang, centrosom terletak di sebelah radas Golgi, berhampiran nukleus, dan bersama-sama dengan mereka menyediakan fungsi integratif dan isyarat dalam pelaksanaan mitosis, meiosis, serta kematian sel yang diprogramkan - apoptosis. Itulah sebabnya ahli sitologi moden menganggap centrosom sebagai organel penyatuan yang penting bagi sel, bertanggungjawab untuk pembahagiannya dan untuk keseluruhanmetabolisme keseluruhan.
