ثابت شده است که سلولهای موجودات یوکاریوتی توسط سیستمی از غشاها نشان داده می شوند که اندامک هایی از ترکیب پروتئین-فسفولیپید را تشکیل می دهند. با این حال، یک استثنای مهم از این قاعده وجود دارد. دو اندامک (مرکز سلول و ریبوزوم)، و همچنین اندامک های حرکتی (تاژک و مژک) ساختار غیر غشایی دارند. آنها چگونه تحصیل می کنند؟ در این کار سعی خواهیم کرد پاسخ این سوال را بیابیم و همچنین ساختار مرکز سلولی را که اغلب سانتروزوم نامیده می شود، مطالعه کنیم.
آیا همه سلول ها دارای یک مرکز سلولی هستند
اولین واقعیتی که دانشمندان به آن علاقه مند هستند، حضور اختیاری این ارگانوئید است. بنابراین، در قارچ های پایین تر - کیتریدیومیست ها - و در گیاهان بالاتر، وجود ندارد. همانطور که مشخص شد، در جلبک ها، در سلول های انسان و در اکثر حیوانات، وجود یک مرکز سلولی برای اجرای فرآیندهای میتوز و میوز ضروری است. سلول های سوماتیک به روش اول و سلول های جنسی به روش دیگر تقسیم می شوند. یک شرکت کننده اجباری در هر دو فرآیند استسانتروزوم واگرایی سانتریول‌های آن به قطب‌های سلول تقسیم‌کننده و کشیده شدن رشته‌های دوک شکافت بین آنها، واگرایی بیشتر کروموزوم‌های متصل به این رشته‌ها و به قطب‌های سلول مادر را تضمین می‌کند.
مطالعات میکروسکوپی ویژگی های ساختاری مرکز سلولی را نشان داد. این شامل از یک تا چندین جسم متراکم - سانتریول است که میکروتوبول ها از آن خارج می شوند. بیایید ظاهر و همچنین ساختار مرکز سلولی را با جزئیات بیشتری مطالعه کنیم.
سانتروزوم در سلول اینترفاز
در چرخه زندگی یک سلول، مرکز سلولی را می توان در طول دوره ای به نام اینترفاز مشاهده کرد. دو میکروسیلندر معمولا در نزدیکی غشای هسته قرار دارند. هر یک از آنها شامل لوله های پروتئینی است که در سه قطعه (سه قلو) جمع آوری شده اند. 9 چنین ساختاری سطح سانتریول را تشکیل می دهند. اگر دو مورد از آنها وجود داشته باشد (که اغلب اتفاق می افتد) ، آنها در زوایای قائمه نسبت به یکدیگر قرار دارند. در طول دوره زندگی بین دو تقسیم، ساختار مرکز سلول در سلول تقریباً در همه یوکاریوت ها یکسان است.
فراساختار سانتروزوم
مطالعه دقیق ساختار مرکز سلولی در نتیجه استفاده از میکروسکوپ الکترونی ممکن شد. دانشمندان دریافته اند که استوانه های سانتروزوم دارای ابعاد زیر هستند: طول آنها 0.3-0.5 میکرون است، قطر آنها 0.2 میکرون است. تعداد سانتریول ها قبل از شروع تقسیم دو برابر می شود. این امر ضروری است تا خود سلول های مادر و دختر در نتیجه تقسیم، دریافت کنندمرکز سلولی که از دو سانتریول تشکیل شده است. ویژگی های ساختاری مرکز سلولی در این واقعیت نهفته است که سانتریول هایی که آن را تشکیل می دهند معادل نیستند: یکی از آنها، مرکز بالغ (مادر)، حاوی عناصر اضافی است: ماهواره pericentriolar و ضمائم آن. سانتریول نابالغ محل خاصی به نام چرخ چرخ دارد.
رفتار سانتروزوم در میتوز
به خوبی شناخته شده است که رشد یک موجود زنده و همچنین تولیدمثل آن در سطح واحد ابتدایی طبیعت زنده، یعنی سلول اتفاق می افتد. ساختار سلول، مکان یابی و عملکرد سلول و همچنین اندامک های آن توسط سیتولوژی مورد توجه قرار می گیرد. علیرغم این واقعیت که دانشمندان تحقیقات زیادی انجام داده اند، مرکز سلولی هنوز به اندازه کافی مورد مطالعه قرار نگرفته است، اگرچه نقش آن در تقسیم سلولی به طور کامل مشخص شده است. در پروفاز میتوز و در پروفاز تقسیم کاهش میوز، سانتریول ها به سمت قطب های سلول مادر واگرا می شوند و سپس رشته دوک شکافت تشکیل می شود. آنها به سانترومرهای انقباض اولیه کروموزوم ها متصل هستند. برای چیست؟
دوک تقسیم سلولی آنافاز
آزمایش‌های G. Boveri، A. Neil و دیگر دانشمندان این امکان را فراهم ساخت که ساختار مرکز سلولی و عملکردهای آن به هم مرتبط هستند. وجود دو سانتریول که به صورت دوقطبی نسبت به قطب‌های سلول قرار دارند و رشته‌های دوکی بین آنها، توزیع یکنواخت کروموزوم‌های متصل به میکروتوبول‌ها را به هر یک از قطب‌های سلول مادر تضمین می‌کند.
بنابراین، تعداد کروموزوم ها در سلول های دختر در نتیجه میتوز یکسان یا نصف (در میوز) تعداد کروموزوم ها در سلول مادر اصلی خواهد بود. جالب توجه این واقعیت است که ساختار مرکز سلولی تغییر می کند و با مراحل چرخه زندگی سلولی مرتبط است.
آنالیز شیمیایی اندامک
برای درک بهتر عملکرد و نقش سانتروزوم، بیایید بررسی کنیم که چه ترکیبات آلی در ترکیب آن وجود دارد. همانطور که انتظار می رود، پروتئین ها پیشرو هستند. یادآوری این نکته کافی است که ساختار و عملکرد غشای سلولی نیز به حضور مولکول های پپتید در آن بستگی دارد. توجه داشته باشید که پروتئین های موجود در سانتروزوم قابلیت انقباض دارند. آنها بخشی از میکروتوبول ها هستند و توبولین نامیده می شوند. با مطالعه ساختار بیرونی و درونی مرکز سلولی، عناصر کمکی را ذکر کردیم: ماهواره های اطراف مرکز و زائده های مرکز سلولی. آنها شامل سانکسین و میریسیتین هستند.
همچنین پروتئین هایی وجود دارند که متابولیسم ارگانوئید را تنظیم می کنند. اینها کیناز و فسفاتاز هستند - پپتیدهای ویژه ای که مسئول هسته زایی میکروتوبول ها هستند، یعنی برای تشکیل یک مولکول دانه فعال، که رشد و سنتز میکروفیلامنت های شعاعی از آن آغاز می شود.
مرکز سلولی به عنوان سازمان دهنده پروتئین های فیبریلار
در سیتولوژی، سرانجام ایده سانتروزوم به عنوان اندامک اصلی مسئول تشکیل میکروتوبول ها مطرح شد. با تشکر از مطالعات کلی K. Fulton، می توان استدلال کرد که مرکز سلولیاین فرآیند را به چهار روش ارائه می دهد. به عنوان مثال: پلیمریزاسیون رشته های دوک شکافت، تشکیل سانتریول ها، ایجاد یک سیستم شعاعی از میکروتوبول ها در سلول اینترفاز، و در نهایت، سنتز عناصر در مژک اولیه. این یک مشخصه تشکیل ویژه سانتریول مادر است. با مطالعه ساختار و عملکرد غشای سلولی، دانشمندان آن را در زیر میکروسکوپ الکترونی در مرکز سلول پس از تقسیم سلولی میتوزی یا در زمان شروع میتوز تشخیص می دهند. در مرحله G2 اینترفاز، و همچنین در مراحل اولیه پروفاز، مژک ناپدید می شود. با توجه به ترکیب شیمیایی آن، از مولکول های توبولین تشکیل شده و برچسبی است که با آن می توان یک سانتریول مادر بالغ را شناسایی کرد. بنابراین بلوغ سانتروزوم چگونه اتفاق می افتد؟ تمام تفاوت های ظریف این فرآیند را در نظر بگیرید.
مراحل تشکیل سانتریول
سیتولوژیست ها ثابت کرده اند که سانتریول های دختر و مادری که دیپلوزوم را تشکیل می دهند از نظر ساختار یکسان نیستند. بنابراین، ساختار بالغ با یک لایه از ماده pericentriolar - یک هاله میتوزی محدود شده است. بلوغ کامل سانتریول دختر بیش از یک چرخه زندگی سلولی طول می کشد. در پایان مرحله G1 چرخه سلولی دوم، سانتریول جدید از قبل به عنوان سازمان دهنده میکروتوبول ها عمل می کند و قادر به تشکیل رشته های دوک شکافت و همچنین تشکیل اندامک های حرکتی ویژه است. آنها می توانند مژک و تاژک باشند که در تک یاخته های تک سلولی (به عنوان مثال، اوگلنا سبز، مژک دار-کفش) و همچنین در بسیاری از جلبک ها مانند کلامیدوموناس یافت می شوند. تاژک‌هایی که در اثر میکروتوبول‌های مرکز سلولی تشکیل شده‌اند، به تعداد زیادی عرضه می‌شوندهاگ ها در جلبک ها و همچنین سلول های زایای حیوانات و انسان ها.
نقش سانتروزوم در زندگی سلولی
بنابراین، ما دیدیم که یکی از کوچکترین اندامکهای سلولی (کمتر از 1٪ از حجم سلول را اشغال می کند) نقش اصلی را در تنظیم متابولیسم سلولهای گیاهی و حیوانی ایفا می کند. نقض شکل گیری دوک تقسیم مستلزم تشکیل سلول های دختر معیوب ژنتیکی است. مجموعه کروموزوم های آنها با تعداد طبیعی متفاوت است که منجر به انحرافات کروموزومی می شود. در نتیجه رشد افراد غیر طبیعی یا مرگ آنها. در پزشکی، رابطه بین تعداد سانتریول ها و خطر ابتلا به سرطان ثابت شده است. به عنوان مثال، اگر سلول های طبیعی پوست حاوی 2 سانتریول باشند، بیوپسی بافت در صورت سرطان پوست افزایش تعداد آنها را به 4-6 نشان می دهد. این نتایج شواهدی را برای نقش کلیدی سانتروزوم در کنترل تقسیم سلولی ارائه می دهد. داده های تجربی اخیر به نقش مهم این اندامک در فرآیندهای انتقال درون سلولی اشاره دارد. ساختار منحصر به فرد مرکز سلولی به آن اجازه می دهد تا شکل سلول و تغییر آن را تنظیم کند. در یک واحد به طور معمول در حال توسعه، سانتروزوم در کنار دستگاه گلژی، نزدیک هسته قرار دارد و همراه با آنها عملکردهای یکپارچه و سیگنالی را در اجرای میتوز، میوز و همچنین مرگ برنامه ریزی شده سلولی - آپوپتوز ارائه می دهد. به همین دلیل است که سیتولوژیست های مدرن، سانتروزوم را یک اندامک متحد کننده مهم سلول می دانند که هم مسئول تقسیم آن و هم برای کل آن است.متابولیسم کلی.
