В группу немембранных органелл входит центросома. Она расположена вблизи ядра и отвечает за создание микротрубочек и управление ими. Впервые функции и строение клеточного центра описал немецкий ученый Т. Бовери. Он изучал состав низших и высших растений, животных, грибов и некоторых простейших.
Особенности строения
Т. Бовери описал подробное строение клетки в XIX веке. Изучая процесс деления, ученый пришел к выводу, что центросферы не исчезают. В 1984 году биолог Д. Мезиа предложил использовать понятие «центросома» для совокупности центриолей и составных структур. Клеточный центр (КЦ) размером 0,3−1 мкм, состоящий из двух телец центриолей, можно легко рассмотреть под оптическим микроскопом.
Если для исследования использовать электронный микроскоп, можно увидеть центриоль в виде цилиндра. Его стенки имеют 9 триплетов, каждый из которых включает 2 неполных и 1 полный набор протофибрилл. В состав центриолей входит белковая ось. От нее к триплетам направляются нити.
Вокруг структуры находится матрикс. Он участвует в формировании микротрубочек. В состав клеточного центра входят 2 центриоли:
- дочерняя;
- материнская.
Компоненты перпендикулярны относительно друг друга. Они в комплексе формируют диплосому.
Материнская часть состоит из дополнительных структурных элементов — сателлитов. Их число постоянно изменяется, а сами они располагаются по всей центриоли.
В центральной части цилиндра расположена полость с однородной массой. Центриоли, вокруг которых находится светлая зона, называются центросферами. Особенности их строения:
- наличие фибриллярных органических компонентов (коллаген);
- микротрубочки.
Микро- и скелетные фибриллы обеспечивают присоединение КЦ вблизи оболочки. У эукариота центриоли расположены под прямым углом относительно друг друга. У простейших наблюдается другое строение.
Описание центриоли
Центриоли относятся к внутриклеточным органеллам и входят в состав клеточных центров грибов, папоротников, животных, простейших. Центриоли окружены оболочкой и имеют четко выраженную структуру. В их основе находятся:
- 9 комплексов;
- 3 трубочки.
Для подобной структуры характерны свои особенности. К примеру, первая трубочка находится в центре цилиндра, а в ее состав входит белок. Остальные трубочки имеют минимальное количество полипептидов. Одновременно центриоли имеют выросты разных направлений. Они зафиксированы к триплетам.
Ученые считают, что клеточные структуры выполняют следующие функции:
- Участие в делении.
- Воздействие на ориентацию митоза.
- Выполнение опорной функции.
- Транспортировка некоторых компонентов.
За период жизнедеятельности центриоли увеличиваются в размерах в 2 раза. Предварительно формируются 2 половинки. В таком процессе для центриолей характерны некоторые особенности:
- разрушение их в яйцеклетках;
- гибель при формировании сперматозоидов.
Химический состав центриоли изучен с помощью иммунохимических тестов. В отличие от ресничек и жгутиков они не содержат базальных частичек. Основным компонентом считается белок табулин. Он обеспечивает рост трубочек, с его помощью формируется веретено деления. Белок влияет на деление хромосом. Современные биологи предполагают, что в состав входят нуклеиновые кислоты, отвечающие за передачу генетических данных.
Деление клеток
До митоза клеточный центр удваивается. Материнским центриолям свойственно рассоединяться. Они расходятся в противоположные полюса, и в клетке образуется 2 клеточные системы. От них к центру собираются микротрубочки, которые крепятся к хроматидам, обеспечивая их равномерное распределение по дочерним клеткам.
При расхождении наблюдается разборка микротрубочек с минус-конца, размещенного в центросоме. Происходит укорачивание микротрубочек, хромосома отходит к конкретному полюсу клетки. Каждая новая структура получает диплоидный набор хромосом и по центросоме.
С учетом состава и процессов, протекающих в клетке, можно сделать вывод, что КЦ выполняет следующие функции:
- Образование органоидов движения у простейших (таким способом обеспечивается перемещение организма в воде).
- Формирование ресничек у эукариота, что позволяет воспринимать внешние раздражители.
- Обеспечение равнодолевого распределения информации между дочерними образованиями.
- Формирование микротрубочек.
- Увеличение количества центросом при раковом процессе.
Если КЦ занимает до 1% от всего объема клетки, тогда он участвует в ее метаболизме.
Значение центра
Проблемы, которые наблюдаются до начала деления, провоцируют генетические сбои в дочерних образованиях. Хромосомные наборы значительно отличаются от стандартной комплектации, что приводит к различным аномалиям. После деления происходит неправильное развитие новых клеток либо их гибель во время развития.
Ученые-медики проводят множество исследований, связанных с количеством центриолей клеточного центра у человека и риском появления рака. К примеру, при нормальном развитии в клетке присутствуют 2 центриоли, а в случае аномалии их количество находится в пределах от 2 до 6. Такие данные считаются доказательством ключевой роли центросомы в клеточном делении.
За счет уникального строения КЦ регулируются все изменения, включая связанные с клеткой состав и форму. Если структура развивается правильно, центросома находится вблизи аппарата Гольджи, клеточного ядра. Такое размещение обеспечивает правильное протекание митоза, мейоза и апоптоза (смерти клетки).
Поэтому ученые выделяют центросому как важную объединяющую единицу клетки. Без нее не могут осуществляться деление и метаболизм. КЦ отвечает за правильное перемещение хромосом при митозе, а с его структурой связана способность организмов активно перемещаться. Это доказывает тот факт, что в основе ресничек и жгутиков находится образование, похожее на клеточный центр.
