CENTRIOLOS: funzioni, caratteristiche e struttura

Per tutta la vita di un individuo, il suo le cellule stanno morendo e per mantenersi, hanno bisogno di dividersi in due cellule figlie durante il processo di divisione cellulare. Tuttavia, per eseguire correttamente questo processo è necessario che una serie di strutture cellulari svolgere correttamente la loro funzione. Tra queste strutture c'è il fuso mitotico, che deriva da strutture note come centrioli. In questa lezione di un INSEGNANTE vedremo cosa sono i centrioli, le loro funzioni, caratteristiche e struttura. Leggici qui sotto per saperne di più su di loro!

I centrioli sono una struttura tipica della maggior parte dei cellule eucariotiche e sono costituiti da microtubuli composti da proteine ​​tubuliniche.

I centrioli a loro volta costituiranno due strutture fondamentali per le cellule, come centrosomi che agiscono nella divisione cellulare e corpi basali che formano le ciglia e i flagelli, strutture che svolgono diverse funzioni.

Sia i centrioli che i corpi basali hanno la stessa struttura molecolare e

Il funzione dei centrioli nel centrosoma è quello di organizzarli, mentre la sua funzione nei corpi basali è quella di organizzare e cominciare a formare i microtubuli che andranno a formare l'assonema o scheletro di ciglia e flagelli.

Negli eucarioti umani, i centrioli maturi o corpi basali sono strutture cilindriche con tra 150 e 500 nm di altezza (è più variabile e non si sa come si stabilisca) e circa 250 nm di diametro, per tanto, i centrioli e i corpi basali sono due delle più grandi strutture proteiche della cellula eucariotica.

Le pareti dei centrioli sono formate da nove triplette di microtubuli disposti longitudinalmente e orientati tutti nella stessa direzione, con le estremità sopra i microtubuli che formano una parte del cilindro e le estremità meno nell'altro, formando un'estremità distale e una prossimale del centriolo o corpo basale, cioè sono strutture polarizzato. Tuttavia, questa struttura non soddisfatta in tutti gli organismi, come ad esempio in alcuni embrioni di mosca, dove sono presenti 9 coppie, o nel nematode C. elegans, dove sono presenti 9 microtubuli semplici.

Nella tripletta di microtubuli solo uno è completo ed è costituito dai 13 protofilamenti (formato da 13 filamenti di tubulina assemblati insieme). Questo microtubulo completo è chiamato microtubulo A, mentre i microtubuli B e C sono incompleti e sono costituiti solo da 10 protofilamenti, condividendone 3 con quelli di A. All'estremità distale del centriolo, solo i microtubuli A e B raggiungono e C è più corto. All'estremità prossimale nei giovani centrioli si forma una struttura a carretto che aiuta a organizzare e assemblare le 9 triplette di microtubuli.

I centrosomi delle cellule sono strutture formate da due centrioli, uno maturo e uno immaturo. Il centriolo maturo ha strutture proteiche che costituiranno appendici distali e subcristalline e sono le appendici distali che sono associate alla membrana plasmatica. per formare i corpi basali delle ciglia nel momento in cui il centriolo maturo migra in prossimità della membrana, mentre i sottocristalli sono responsabili dell'ancoraggio del microtubuli.

Anche i corpi basali hanno una specie di appendice alle loro estremità distali, ma in questo caso sono chiamati piedi basali e fibre di collegamento o di transizione, mentre alla loro estremità prossimale hanno radici ciliari striate. Queste appendici aiutano il corpo basale ad ancorarsi alla membrana plasmatica e le radici striate aiutano ad organizzare la struttura cellulare del corpo basale.

Immagine: Atlante di storia vegetale e animale

I centrioli hanno diverse funzioni per la cellula eucariotica e per il suo corretto funzionamento. Tra queste funzioni ci sono le seguenti.

Formazione dei centrosomi

I centrosomi sono gli elementi principali delle cellule animali che servono per iniziare a formare i microtubuli del citosol, processo noto come nucleazione dei microtubuli. Un centrosoma è costituito da una coppia di centrioli (uno maturo e uno immaturo) circondati da una nuvola di molecole che formano il materiale pericentriolare. L'evidenza ci mostra che i centrioli possono essere responsabili dell'assemblaggio del centriolo, poiché sono quelli che reclutano il materiale pericentriolare e il anelli delle subunità gamma della proteina tubulina che si trovano nella matrice pericentriolare e sembrano essere quelli che realmente servono alla nucleazione del microtubuli

I centrioli e il materiale pericentriolare che li circonda svolgono uno dei ruoli più importanti durante la divisione cellulare delle cellule animali, poiché sono responsabili della costituiscono il fuso mitotico. Tuttavia, non è lo stesso in tutte le cellule ed è stato visto che nei neuroni, nelle cellule epiteliali e nelle cellule muscolari, il centrosoma non è il principale nucleatore dei microtubuli. I centrosomi sono assenti anche nelle cellule vegetali e di lievito, dove il fuso mitotico si costituisce in assenza di centrioli.

Formazione delle ciglia o ciliogenesi

Il cigliasono Processi mobili o non mobili della superficie della membrana plasmatica di alcune cellule eucariotiche. Svolgono funzioni importanti dove si trovano, come difesa contro i microrganismi e il movimento del muco sulle superfici respiratorie, spostamento dell'ovocita formato dalle tube di Falloppio o funzioni sensoriali nell'apparato uditivo e in altri organi di senso. La sua formazione avviene dai corpi basali per allungamento che avviene per polimerizzazione dei microtubuli A e B di ciascuna delle triplette.

Quando una cellula termina la sua divisione cellulare, un vecchio centriolo migra verso la membrana plasmatica e diventa il corpo basale che forma le ciglia. Ci sono cellule che hanno migliaia di ciglia sulla loro superficie libera, come le cellule della trachea, l'ependima o gli ovidotti. Per la formazione di ciglia indipendenti in queste cellule, i corpi basali devono migrare verso la superficie cellulare e altri elementi del citoscheletro come microfilamenti di actina e microtubuli.

Poiché la presenza di ciglia non è compatibile con la divisione della cellula, queste devono essere smontate quando la cellula sta per dividersi e rimontate una volta terminato questo processo. Si ritiene che questo disassemblaggio avvenga in modo che i corpi basali non interferiscano con i centrioli durante la formazione del fuso mitotico.

Asimmetria cellulare

Nelle divisioni asimmetriche c'è una distribuzione ineguale tra le cellule figlie e i centrioli sono necessari per questo tipo di divisione, poiché contribuiranno al corretto orientamento del fuso mitotico. Un altro modo per creare un'asimmetria dipende da quale cellula figlia prende il centriolo più vecchio.

Il centriolo più antico sembra circondarsi di molecole leggermente diverse da quelle che circondano il più giovane, servendo le cellule staminali da distribuire tra i cellule figlie le diverse molecole associate al materiale pericentriolare dell'uno o dell'altro dei centrioli, come l'RNA messaggero o i diversi fattori quello aiutare ad avviare e mantenere la trascrizione.

Un'ipotesi che è stata osservata è che la cellula che riesce a catturare il centrosoma che ha il centriolo più antico finisce per sviluppare prima le ciglia che Servono a rispondere prima ai diversi segnali nell'ambiente, cioè questa distribuzione irregolare può produrre un comportamento diverso tra le due cellule figlie.

Organizzazione cellulare

La posizione in cui si trovano i centrioli nel citosol delle cellule, costituenti i centrosomi delle cellule, è importante per determinare l'organizzazione di molte cellule, o per consentire il movimento cellulare, poiché aiutano a creare una differenziazione tra il fronte in avanzamento e il retro della cellula. Ad esempio, negli astrociti del sistema nervoso centrale (cellule che aiutano i neuroni), il Apparato del Golgi si dispone verso il fronte avanzante della cellula per azione del centrosoma. Tuttavia, nei fibroblasti il ​​nucleo cellulare è disposto nella parte più caudale della cellula, anche grazie all'azione del centrosoma.

La posizione sia dei centrioli che del centrosoma nelle cellule sembra essere determinata dall'interazione tra microtubuli e microfilamenti di actina. Si è visto che la posizione del centrosoma nella cellula dipende dall'interazione tra i microtubuli che produce e la corteccia cellulare che si trova sulla faccia interna della membrana plasmatica ed è costituita da microfilamenti di actina.

Tuttavia, a volte il centrosoma si trova in prossimità del nucleo cellulare a causa dell'interazione con proteine ​​che fanno parte dell'involucro nucleare e lo ancorano in questa posizione. In altre cellule eucariotiche, la relazione tra centrosomi e involucro nucleare è dovuta alle fibre proteine ​​associate ai centrioli chiamate fibre striate, che fungono da unione per entrambi strutture.

Inizio dello sviluppo embrionale

Dopo la fusione delle due cellule aploidi nel processo di fecondazione, solo il spermatozooresterà con un centriolo che proviene dal corpo basale del flagello. Questo centriolo recluterà il materiale pericentriolare trovato nell'ovulo per formare il centrosoma.

Questo centrosoma appena formato si prenderà cura del nucleazione e organizzazione del sistema dei microtubuli cellule necessarie per la migrazione e la fusione dei due pronuclei (nuclei aploidi di entrambi i gameti). Successivamente, si dividerà e formerà il fuso mitotico responsabile della prima divisione della cellula.

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