Центриоли удваиваются и начинают расходиться в интерфазе, а уже в профазе стартует образование нитей веретена деления. Тонкое строение центриолей удалось изучить с помощью электронного микроскопа. Строение центросомы: центриоли и перицентриолярный материал. типичное строение из большинства эукариотические клетки и они состоят из микротрубочек, состоящих из белков тубулина.
- Опорно-двигательная система клетки
Ядерные поры , или ядерные поровые комплексы, — крупные белковые комплексы, пронизывающие ядерную мембрану и осуществляющие транспорт макромолекул между цитоплазмой и ядром клетки. Переход молекул из ядра в цитоплазму и в обратном направлении называется ядерно-цитоплазматическим транспортом. Обычно в клетках эукариот имеется одно ядро, однако некоторые типы клеток, например, эритроциты млекопитающих, не имеют ядра, а другие содержат несколько ядер. Прометафаза начинается внезапно с быстрого разрушения ядерной оболочки. Прометафаза заканчивается, когда все хромосомы оказываются в экваториальной плоскости веретена деления. Во время интерфазы клетка готовится к будущему делению: растёт, удваивает количество цитоплазмы, клеточных белков и органелл. В S-фазе происходит удвоение хромосом и центросом клеточных центров.
Полярное тельце веретена ПТВ — центр организации микротрубочек, грибной эквивалент центросомы клеток животных. В отличие от центросомы в ПТВ нет центриолей. У дрожжей S. Помимо основной функции центр организации микротрубочек , полярное тельце веретена опосредованно участвует в сегрегации хромосом, расположении ядер в клетке, кариогамии и ориентации веретена деления. Аппарат Гольджи назван в честь итальянского учёного Камилло Гольджи, впервые обнаружившего его в 1898 году. Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении хромосом между дочерними ядрами, что обеспечивает образование генетически идентичных дочерних клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений.
В ходе анафазы кинетохорные микротрубочки укорачиваются, а полюса удаляются друг от друга, таким образом, оба процесса вносят свой вклад в расхождение хроматид. Nucleoid — неправильной формы зона в цитоплазме прокариотической клетки, в которой находится геномная ДНК и ассоциированные с ней белки. Белки нуклеоида, которые обеспечивают пространственную организацию геномной ДНК, называют нуклеоидными белками или нуклеоид-ассоциированными белками; они не имеют ничего общего с гистонами, упаковывающими ДНК у эукариот. В отличие от гистонов, ДНК-связывающие... Микрофиламенты актиновые микрофиламенты, МФ — нити, состоящие из молекул глобулярного белка актина и присутствующие в цитоплазме всех эукариотических клеток. В мышечных клетках их также называют «тонкие филаменты» толстые филаменты мышечных клеток состоят из белка миозина.
Под плазматической мембраной микрофиламенты образуют трёхмерную сеть; в цитоплазме формируют пучки из параллельно ориентированных нитей или трехмерную сеть. Имеют диаметр около 6—8 нм. Органеллы от орган и др. Органеллы располагаются во внутренней части клетки — цитоплазме, в которой, наряду с органеллами, могут находиться различные включения. Размер пилей варьирует от долей мкм до более чем 20 мкм в длину и 2—11 нм в диаметре.
В матриксе содержатся различные ферменты, принимающие участие в дыхании и синтезе АТФ. Центральное значение для синтеза АТФ имеет водородный потенциал внутренней мембраны митохондрии. Митохондрии имеют свой собственный ДНК - геном и прокариотические рибосомы, что безусловно указывает на симбиотическое происхождение этих органелл. В ДНК митохондрий закодированы совсем не все митохондриальные белки, большая часть генов митохондриальных белков находятся в ядерном геноме, а соответствующие им продукты синтезируются в цитоплазме, а затем транспортируются в митохондрии.
Геномы митохондрий отличаются по размерам: например геном человеческих митохондрий содержит всего 13 генов. Самое большое число митохондриальных генов 97 из изученных организмов имеет простейшее Reclinomonas americana. Сопоставление про- и эукариотической клеток[ ] Основная статья: Сравнение строения клеток бактерий, растений и животных Наиболее важным отличием эукариот от прокариот долгое время считалось наличие оформленного ядра и мембранных органоидов. Однако к 1970—1980-м гг. Некоторое время считалось, что цитоскелет свойственен только эукариотам, но в середине 1990-х гг. Именно наличие специфическим образом устроенного цитоскелета позволяет эукариотам создать систему подвижных внутренних мембранных органоидов. Кроме того, цитоскелет позволяет осуществлять эндо- и экзоцитоз как предполагается, именно благодаря эндоцитозу в эукариотных клетках появились внутриклеточные симбионты, в том числе митохондрии и пластиды. Другая важнейшая функция цитоскелета эукариот — обеспечение деления ядра митоз и мейоз и тела цитотомия эукариотной клетки деление прокариотических клеткок организовано проще. Различия в строении цитоскелета объясняют и другие отличия про- и эукариот — например, постоянство и простоту форм прокариотических клеток и значительное разнообразие формы и способность к её изменению у эукариотических, а также относительно большие размеры последних.
Так, размеры прокариотических клеток составляют в среднем 0,5—5 мкм , размеры эукариотических — в среднем от 10 до 50 мкм. Кроме того, только среди эукариот попадаются поистине гигантские клетки, такие как массивные яйцеклетки акул или страусов в птичьем яйце весь желток — это одна огромная яйцеклетка , нейроны крупных млекопитающих, отростки которых, укрепленные цитоскелетом, могут достигать десятков сантиметров в длину. Анаплазия[ Разрушение клеточной структуры например, при злокачественных опухолях носит название анаплазии. История открытия клеток[ Основная статья: Клеточная теория Первым человеком, увидевшим клетки, был английский учёный Роберт Гук известный нам благодаря закону Гука. В 1665 году , пытаясь понять, почему пробковое дерево так хорошо плавает, Гук стал рассматривать тонкие срезы пробки с помощью усовершенствованного им микроскопа. Он обнаружил, что пробка разделена на множество крошечных ячеек, напомнивших ему монастырские кельи, и он назвал эти ячейки клетками по-английски cell означает «келья, ячейка, клетка». В 1675 году итальянский врач М. Мальпиги , а в 1682 году — английский ботаник Н. Грю подтвердили клеточное строение растений.
О клетке стали говорить как о «пузырьке, наполненном питательным соком». В 1674 году голландский мастер Антоний ван Левенгук Anton van Leeuwenhoek, 1632 — 1723 с помощью микроскопа впервые увидел в капле воды «зверьков» — движущиеся живые организмы инфузории, амёбы, бактерии. Также Левенгук впервые наблюдал животные клетки — эритроциты и сперматозоиды. Таким образом, уже к началу XVIII века учёные знали, что под большим увеличением растения имеют ячеистое строение, и видели некоторые организмы, которые позже получили название одноклеточных. В 1802 — 1808 годах французский исследователь Шарль-Франсуа Мирбель установил, что все растения состоят из тканей, образованных клетками.
Микротрубочки простираются от каждого центриоля и используют центриоль в качестве якоря для основания каждого микротрубочек , Каждая клетка может иметь сотни или тысячи микротрубочек, которые распространяются на различные части клетки.
Во время нормальных функций клеток моторные белки прикрепляются как к микротрубочкам, так и к предмету, который необходимо транспортировать. Моторные белки ползут по микротрубочкам, увлекая за собой любое вещество или компартмент. Не все клетки содержат центриоли, и для создания микротрубочек используются другие методы. Функция Центриоли Клетки образуют комплекс эндоскелет микротрубочек, которые позволяют веществам быть транспортированными в любое место в клетке. Продукты помечены специальными гликопротеинами сахар и белок , которые действуют как сигналы для определенных моторных белков. Эти белки прикрепляются к продукту, или везикул что продукт хранится, а также прикрепить к микротрубочке.
Микротрубочки расположены в центриоле, из которых каждая центросома имеет две. Центриоли закрепляют простирающиеся от него микротрубочки и содержат факторы, необходимые для создания большего числа канальцев. В течение митоз Центросомы реплицируются путем дублирования каждого центриоля. Затем 4 центриоли делятся на две центросомы, каждая из которых имеет один центриоль под прямым углом ко второй центриоле. Микротрубочки простираются между центросомами, которые раздвигают наборы центриолей. Центриоли будут раздвинуты к противоположным концам клетки.
Центриоли функции функция. Ультрамикроскопическое строение центриоли. Клеточный центр структура и функции. Функции клеточного центра в клетке. Клеточный центр строение микротрубочки. Органоиды клетки микротрубочки. Цитоскелет клеточный центр , центриоль. Структуры из которых образованы центриоли. Центриоли цитоскелет.
Формула центриолей микротрубочек. Центриоли функции. Центриоли функции органоида в клетке. Центриоль немембранный органоид. Центриоли мембрана функция. Немембранные органоиды клетки. Клеточный центр центросома строение. Клеточный центр с центриолями в животной клетке функции. Клеточный центр функции органоида.
Функции клеточных органоидов клеточный центр. Органоид клеточный центр особенности строения и функции. Клеточный центр строение и функции ЕГЭ. Клеточный центр строение и функции анатомия. Клеточный центр состоит из двух центриолей и центросферы. Клеточный центр состоит из 2 центриолей. Клеточный центр триплеты микротрубочек. Клеточный центр центросома. Микротрубочки клеточного центра функции.
Схема строения клеточного центра. Центриоль и центросома. Клеточный центр строение и функции 10 класс.
Строение эукариотической клетки
В интерфазе митоза центриоли располагаются в центре клетки, связываясь с ядром или с комплексом Гольджи. Обнаруженные структуры клетки были названы центросферой, а её гранулы центриоли — полярными корпускулами. Термин «центросома» был предложен в 1888 году немецким биологом Теодором Бовери. Функции Центросомы участвуют в делении клетки и выполняют ряд важных функций. В таблице описано значение центросом для жизнедеятельности клетки. Функция Характеристика Образование веретена деления В интерфазе митоза происходит расхождение и удвоение центриолей путём самосборки. В результате образуется две диплосомы, которые расходятся к полюсам делящегося ядра.
У гифов грибов есть несколько ядер. У ядра грибной клетки есть одна главная функция — репликация ДНК. Репликация подразумевает перенос генетической информации в клеточную цитоплазму через РНК. В клеточном аппарате грибов имеются дикарионы или спаренные ядра — они образуются в результате слияния цитоплазмы.
У ядер грибов есть одна важная особенность: они способны перемещаться из одной клетки в другую. Особенностью строения клетки грибов является также оригинальные черты митоза. Он у грибов является закрытым или не сопровождается разрушением ядерной оболочки. В митозе у грибов отсутствуют центриоли. В ходе деления ядра не всегда происходит образование перегородки между клетками, которые делятся. Как результат — образование многоядерных клеток. Какие еще органоиды отсутствуют в клетках грибов? К примеру, в цитоплазме их клеток нет крахмала. Однако важную роль занимает гликоген — как основное запасное вещество грибной клетки. Он равномерно распределяется по всей цитоплазме в виде мелких гранул.
Как видно, клетки грибов содержат оригинальное по своему строению ядро. Оно провоцирует изменения в процессе деления грибных клеток. Заметно изменяется процесс митоза, снижается интенсивность развития дочерних клеток сразу после деления ядерной клетки. Всё ещё сложно?
Строение сперматозоида: 1 — акросома, 2 — ядро, 3 — центриоль, 4 — митохондрии, 5 — аксонема, образованная дистальной центриолью — основа жгутика. Митохондрии сперматозоида Вокруг основания жгутика располагаются митохондрии, образующие спираль. Они обеспечивают сперматозоид энергией для движения. Попробуйте решить задание ЕГЭ: Рассмотрите рисунок и выполните следующие два задания Какой цифрой на рисунке обозначена структура, содержащая гетерохроматин? Состоит из тубулина — белка, участвующего в движении Содержит кариоплазму При проникновении в яйцеклетку такой органоид образует веретено деления Участвует в клеточном дыхании.
Взаимодействие актиновых филаментов с плазмалеммой. Фокальный контакт, его строение. Специфические белки фокальных контактов: винкулин, таллин и другие. Опосредованное интегринами взаимодействие пучков актиновых филаментов и межклеточного матрикса в зоне фокального контакта. Взаимодействие стресс - фибрилл с межклеточными контактами эпителиоцитов. Суперсемейство миозинов. Разнообразие и общие свойства миозинов. Сходства и отличия с кинезинами и динеинами. Структура разных молекул миозина и миозина II. Структурные и функциональные домены тяжелых цепей миозина. Механохимический цикл миозина. Скорость движения различных миозинов по актину. Локализация различных типов миозинов в немышечных клетках. Миозин I, его взаимодействие с мембранами и роль в образовании микроворсинок. Миозин V и его роль в движении клеточных органелл. Образование биполярных пучков миозина II in vitro и в немышечных клетках in vivo, строение этих пучков. Роль миозина II в движении клеток по субстрату. Расположение миозина II в стресс - фибриллах и функции стресс-фибрилл. Перестройки актомиозиновой системы при распластывании клеток по субстрату, движении и при делении клеток. Промежуточные филаменты. Свойства промежуточных филаментов, их отличия от микротрубочек и актиновых филаментов. Экспрессия разных белков промежуточных филаментов в клетках и тканях. Молекулярная организация промежуточных филаментов. Структура палочковидного мономера промежуточных филаментов. Механизм сборки промежуточных филаментов из октамерных субъединиц ULF. Динамика промежуточных филаментов в клетках. Классы промежуточных филаментов. Строение ядерной ламины.
Клетка – основа жизни на земле
В интерфазе митоза центриоли располагаются в центре клетки, связываясь с ядром или с комплексом Гольджи. Тонкое строение центриолей удалось изучить только с помощью электронного микроскопа. Смотрите видео онлайн «Биология в картинках: Строение и функции центриолей (Вып. 68)» на канале «Строительные Рецепты» в хорошем качестве и бесплатно.
Центриоли: строение, удвоение, функции.
Центриоли удваиваются и начинают расходиться в интерфазе, а уже в профазе стартует образование нитей веретена деления. б) По строению базальное тело похоже на центриоль, т.е. состоит из 9 периферических триплетов. В клеточный центр входят две центриоли: дочерняя и материнская, которые взаимно перпендикулярны друг к другу и вместе формируют диплосому. Рассмотренное выше строение центриолей характерно для Gj-периода интерфазы.
Центриоли: строение, удвоение, функции.
Каким же образом эта едва различимая занимающая не более 0. Биологи начала ХХ в. Действительность, как это часто случается, превзошла все, даже самые смелые, предположения первооткрывателей. Самая обаятельная и привлекательная Прорыв в исследовании строения центросомы произошел после появления в середине XX в. Использование электронного пучка вместо светового луча традиционного микроскопа невероятно расширило возможности морфологического анализа чрезвычайно мелких по величине объектов.
Примечательно, что первое такое исследование центриолей, выполненное С. Селби, оказалось неудачным [ 6 ]. Хотя на отдельных микрофотографиях митотических клеток видны косые срезы центриолей, автор не смогла их идентифицировать, а за центриоли приняла осмиофильные гранулы вблизи митотических полюсов. И вот тут весьма кстати оказалась уже упомянутая гомология центриолей и базальных телец, поскольку первые описания ультраструктуры центриолярных цилиндров были сделаны именно на объектах, имеющих жгутики и реснички — на клетках ресничного эпителия и на сперматозоидах [ 7 , 8 ].
Сразу после этого была описана и ультраструктура митотических и интерфазных центриолей [ 9 , 10 ]. Ультраструктура центросомы в интерфазной клетке млекопитающих на последовательных серийных срезах [ 19 ]. Масштабный отрезок 0,1 мкм Здесь и далее микрофотографии авторов К настоящему времени ультраструктура центриолей и ассоциированных с ними структур детально исследована. Выяснилось, что в состав центросомы входит пара центриолей, окруженных перицентриолярным материалом рис.
Центриоли в паре не одинаковы, одна них зрелая, или материнская , в отличие от второй незрелой, или дочерней , несет на себе дополнительные структуры рис. Оказалось, что созревание центриоли занимает более одного клеточного цикла; в течение первого цикла формирующийся цилиндр, называемый в это время процентриолью, дорастает до нормального размера см. Упрощенная схема строения центросомы в интерфазных клетках млекопитающих в середине S-фазы клеточного цикла [ 19 ] Длина центриолярных цилиндров составляет 0. Центриолярный цилиндр — полярная структура.
Поскольку в базальном тельце конец цилиндра, от которого растет ресничка, обращен к внешней поверхности клетки, он был назван дистальным, а противоположный конец, обращенный внутрь клетки, — проксимальным. В центриолях придатки и перицентриолярные сателлиты располагаются ближе к дистальному концу, и от него же может расти первичная ресничка рис. В то же время как процентриоль вновь формирующаяся центриоль всегда образуется ближе к проксимальному концу см. Именно здесь, на проксимальном конце, располагается структура, характерная только для молодых незрелых центриолей, — так называемая «ось со спицами», или «тележное колесо» см.
Ультраструктура первичной реснички исчерченных корешков в интерфазной клетке млекопитающих [ 20 ]. Масштабный отрезок 0,2 мкм Триплеты микротрубочек лежат под углом к радиусу центриолярного цилиндра, причем закручены они в центриолях всех исследованных объектов одинаково — против часовой стрелки, если смотреть на центриоль с проксимального конца. Микротрубочки также полярные биополимеры в составе центриолярных триплетов всегда ориентированы одинаково — их минус конец находится на проксимальном конце центриолярного цилиндра, а плюс конец — на дистальном. С поверхностью материнской центриоли связаны структуры двух типов.
Во-первых, это перицентриолярные сателлиты образования, напоминающие по форме фишку детской игры , состоящие из конической ножки длиной около 0. Число их варьирует в норме от одной до четырех на центриоль, но может достигать девяти и более, либо они вовсе отсутствуют в клетках некоторых типов. С головками перицентриолярных сателлитов часто связаны отходящие от центросомы микротрубочки, причем от сателлитов их может отходить значительно больше, чем от стенки центриоли. Перицентриолярные сателлиты — структуры, характерные исключительно для интерфазной центросомы.
За несколько часов до митоза они исчезают, и их материал включается в состав так называемого митотического гало — аморфной тонкофибриллярной структуры диаметром около 1 мкм, окружающей центросому в митозе. Второй тип выростов на поверхности центриолярных цилиндров — придатки, они расположены на дистальном конце каждого триплета, а потому их количество всегда равно девяти см. В отличие от перицентриолярных сателлитов, придатки не исчезают при переходе клетки из интерфазы в митоз, и по их наличию всегда можно определить более зрелую материнскую центриоль. У материнской центриоли есть еще одна особенность: она способна формировать рудиментарную первичную ресничку — структуру, которая выступает над поверхностью клетки подобно реснице над глазом см.
Первичные реснички появляются в клетках вскоре после завершения деления и исчезают перед митозом или в самом его начале. С центриолями, формирующими первичную ресничку, часто ассоциированы исчерченные корешки см. Назвали их по предполагаемой функции — первоначально считалось, что они заякоривают ресничку, подобно корням дерева. Однако исчерченные корешки могут наблюдаться и в отсутствии реснички [ 12 ].
Строение интерфазной центросомы постепенно меняется в зависимости от стадии клеточного цикла. В конце интерфазы или в профазе митоза две пары центриолей начинают расходиться и формируют два равнозначных центра полимеризации микротрубочек — профазные звезды, при этом интерфазные микротрубочки полностью разрушаются. Каждый полюс веретена в митозе содержит две взаимно перпендикулярных центриоли — диплосому рис. Материнскую центриоль легко отличить от дочерней, поскольку она имеет два свободных конца и окружена митотическим гало.
Ультраструктура центросомы в митотической клетке млекопитающих. Верхнее фото: общий вид митотического веретена; нижнее фото: увеличенное изображение диплосомы нижнего левого полюса веретена. Масштабный отрезок 0,2 мкм Во всех ты, душечка, нарядах хороша! По биохимическому составу центросома оказалась мультибелковым комплексом.
Отсутствие любого из них в большей или меньшей степени приводит к нарушению структуры и функций центросомы. К настоящему времени охарактеризовано уже более сотни ассоциированных с центросомой белков. Поскольку трудно дать единую универсальную классификацию всех этих белков, существует несколько вариантов их систематизации в зависимости от выбранного параметра. По локализации в центросоме различают белки, непосредственно входящие в состав центриолей как уже упомянутые тубулины , и белки ассоциированных структур и перицентриолярного материала например, перицентрин.
По продолжительности нахождения в центросоме белки разделяют на постоянно присутствующие и появляющиеся в ней только в специфические моменты клеточного цикла. По функциям выделяют несколько групп центросомальных белков: структурные, белки-моторы, регуляторы в первую очередь киназы и фосфатазы , а также белки, связанные с нуклеацией микротрубочек образованием затравки, с которой начинается их рост и удержанием микротрубочек на центросоме. Центросома, окруженная комплексом Гольджи. На ультратонком срезе располагается одна центриоль из пары.
Масштабный отрезок 0,2 мкм Белки-моторы, ассоциированные с микротрубочками, участвуют в формировании митотического веретена и осуществляют направленный транспорт вдоль микротрубочек интерфазной сети.
Полный размер Функции а В комплексе Гольджи продолжается модификация белков - в т. Судьба пузырь- ков 1.
Другие пузырьки содержащие гидролитические ферменты становятся лизосомами.
Однако это не одно и то же во всех клетках, и было замечено, что в нейронах, эпителиальных клетках и мышечных клетках центросома не является основным нуклеатором микротрубочек. Центросомы также отсутствуют в клетках растений и дрожжей, где митотическое веретено он образован при отсутствии центриолей. Формирование ресничек или цилиогенез В ресничкиявляются Подвижные или неподвижные отростки поверхности плазматической мембраны некоторых эукариотических клеток. Они выполняют важные функции там, где находятся, например, защита от микроорганизмов и движения слизи на респираторных поверхностях - смещение ооцита, образованного маточными трубами или сенсорными функциями слухового аппарата и других органов чувств.
Его образование происходит из базальных тел путем удлинения, которое происходит при полимеризации микротрубочек A и B каждого из триплетов. Когда клетка завершает свое клеточное деление, старая центриоль мигрирует к плазматической мембране и становится образующим реснички базальным телом. Есть клетки, на свободной поверхности которых расположены тысячи ресничек, например, клетки трахеи, эпендимы или яйцеводов. Для образования независимых ресничек в этих клетках базальные тельца должны мигрировать на поверхность клетки и другие элементы цитоскелета, такие как актиновые микрофиламенты и микротрубочки. Поскольку наличие ресничек несовместимо с делением клетки, они должны быть разобраны, когда клетка собирается делиться, и снова собраны после завершения этого процесса. Считается, что эта разборка происходит так, что базальные тельца не мешают центриолям во время формирования митотического веретена.
Асимметрия клеток В асимметричных делениях существует неравное распределение между дочерними клетками и центриолями, необходимыми для этого типа деления, поскольку они будут способствовать правильной ориентации митотического веретена. Другой способ создания асимметрии зависит от того, какая дочерняя клетка принимает самую старую центриоль. Кажется, что самая старая центриоль окружает себя молекулами, немного отличными от тех, что окружают самую молодую, и служат стволовым клеткам для распределения между ними.
Они называются так потому, что имеют диаметр около 10 нм — промежуточный между актиновыми нитями и микротрубочками. Белковый состав промежуточных филаментов тканеспецифичен. Например, к ним относятся белки кератины, характерные для эпителиев и входящие в состав роговых производных эпидермиса. Другие белки промежуточных филаментов — десмин, виментин, а также ламины — белки внутренней выстилки ядерной оболочки.
Важно отметить, что все мономеры промежуточных филаментов — фибриллярные белки, то есть белки, молекула которых имеет вид волокна вытянутой структуры. Этим они отличаются от микротрубочек и микрофиламентов, мономеры которых — глобулярные округлые белки актин и тубулин. Промежуточные филаменты стабильны в отличие от динамичных микротрубочек и тонких филаментов, которые подвержены постоянной сборке-разборке и в основном отвечают за поддержание формы клеток. Участие в движениях для них нехарактерно. В клетке все эти типы цитоскелета существуют параллельно и функционируют координированно. Клеточный центр. Центриоли В клетке микротрубочки радиально звездообразно расходятся в стороны от клеточного центра, где находятся центры организации микротрубочек.
В клетках животных в клеточном центре находятся парные образования, называемые центриолями. Центриоли представляют собой полые цилиндры, расположенные перпендикулярно друг другу.
Что такое центриоли: характеристика, структура, функции
Несмотря на разнообразие форм, в основе любых двигательных реакций лежат общие молекулярные механизмы. Кроме того, двигательные аппараты реснички, жгутики структурно связаны с существованием опорных внутриклеточных структур. Это позволяет говорить об опорно-двигательной системе клеток. Центриоли, структура, репликация, участие в делении клетки Клеточный центр, или центросома, представляет собой немембранный органоид, локализованный около ядра и состоящий из двух центриолей и центросферы. Причем постоянным и наиболее важным компонентом клеточного центра являются центриоли. Этот органоид обнаружен в клетках животных, низших растений и грибов. Центриоли от лат. Конец одного цилиндра дочерняя центриоль направлен к поверхности другого материнская центриоль.
Совокупность сближенных между собой материнской и дочерней центриолей называетя диплосомой. Впервые центриоли были обнаружены и описаны в 1875 В. В интерфазных клетках центриоли часто располагаются возле комплекса Гольджи и ядра. Ультрамикроскопическое строение центриолей было изучено только с помощью электронного микроскопа. Стенку центриолей составляют расположенные по окружности 9 триплетов микротрубочек, образующих полый цилиндр. Ширина центриоли составляет около 0,2 мкм, длина - 0,3-0,5 мкм однако, есть центриоли, достигающие в длину нескольких микрометров. Кроме микротрубочек в состав центриоли входят дополнительные структуры - "ручки", соединяющие триплеты.
Центросфера - плотный слой цитоплазмы вокруг центриолей, в котором часто содержатся микротрубочки, расположенные лучами. Центриолярный цикл. Строение и активность центриолей меняются в зависимости от периода клеточного цикла. Это позволяет говорить о центриолярном цикле. В начале периода G1 от поверхности материнской центриоли начинается рост микротрубочек, которые растут и заполняют цитоплазму. По мере роста микротрубочки теряют связь с областью центриолей и могут находиться в цитоплазме длительное время. В периоде S или G2 происходит удвоение числа центриолей.
Этот процесс заключается в том, что центриоли в диплосоме расходятся и около каждой из них происходит закладка процентриолей. В начале вблизи и перпендикулярно исходной центриоли закладываются девять одиночных микротрубочек. Затем они преобразуются в девять дуплетов, а потом в девять триплетов микротрубочек новых центриолей.
Митотическое веретено первоначально появляется в виде к структур, называемых астрами, которые окружают каждую пару центриолей. Микротрубочки образуют волокна веретена деления, простирающиеся от каждой центросомы, тем самым разделяя пары центриолей и удлиняя клетку.
В метафазе центриоли помогают позиционировать полярные волокна, поскольку они простираются от центросомы и располагают хромосомы вдоль метафазной пластины. В анафазе полярные волокна, связанные с хромосомами, сокращаются и разделяют сестринские хроматиды реплицированные хромосомы. Отделенные хромосомы вытягиваются к противоположным концам клетки полярными волокнами, простирающимися от центросомы. В телофазе волокна веретена диспергируются по мере того, как хромосомы опираются на отдельные новые ядра. После цитокинеза каждая дочерняя клетка содержит одну центросому с одной центриольной парой.
Не все нашли?
Примерно сходное строение имеют клеточные центры на всех стадиях митоза, но к телофазе толщина фибриллярного гало уменьшается. К концу телофазы, когда произошло разделение клетки надвое, а хромосомы начали деконденсироваться и образовывать новые интерфазные ядра, идет разрушение веретена деления, его микротрубочки деполимеризуются. Клеточные центры при этом меняют свою структуру. Материнская и дочерняя центриоли теряют взаимно перпендикулярное расположение и отходят друг от друга на небольшие 0,5—2 мкм расстояния, но все же держатся в одном месте. Вокруг материнской центриоли гало и микротрубочки не выявляются. В это время микротрубочек в цитоплазме также практически нет. В начале G1-периода на поверхности материнской центриоли возникают сателлиты, имеющие ножку и головку, от которой радиально отходят микротрубочки, которые начинают расти в длину и заполнять собой цитоплазму см. Следовательно, вторая форма активности клеточного центра — образование цитоплазматических микротрубочек в интерфазных клетках.
Надо подчеркнуть, что активной здесь является только материнская центриоль, которую легко узнать по придаткам в ее дистальной части. Если считать клеточные центры основными если не единственными местами образования цитоплазматических микротрубочек, то общее количество последних должно быть равно числу микротрубочек, отходящих от центриолей. При исследовании в электронном микроскопе оказалось, что от клеточных центров в интерфазе отходит всего лишь несколько десятков микротрубочек, а в цитоплазме их так много, что с помощью иммунофлуоресцентного метода их трудно подсчитать. Это дает основание предполагать, что по мере роста микротрубочек часть из них теряет связь с областью центриолей и может находиться в цитоплазме долгое время. Центросомы же индуцируют полимеризацию новых микротрубочек, которые приходят на смену постепенно деполимеризующимся старым. Вероятно, в цитоплазме есть несколько генераций микротрубочек: «старые», не связанные с клеточным центром, и новые, растущие от центросом. Таким образом, в клетке происходят как бы конвейерная смена и репродукция цитоплазматических микротрубочек. Если клеткам запретить переходить в S-период, они могут существовать в фазе клеточного покоя G0-период рис. В это время материнская центриоль продолжает функционировать как центр образования микротрубочек цитоскелета.
Но одновременно она может проявить еще одну форму активности — образовать ресничку, вырост плазматической мембраны, заполненный аксонемой осевой нитью , состоящей из девяти дублетов микротрубочек. Эти микротрубочки отрастают, как от затравок, от А- и В-микротрубочек триплетов материнской центриоли в дистальной ее части. Это — третья форма активности центриолей как центров организации микротрубочек. Сеть микротрубочек, окрашенная мечеными антителами к тубулину в клетке культуры ткани в G1-периоде фото А. Я — ядро При наступлении S-периода или в середине его клеточный центр приступает к четвертой форме своей активности: происходит удвоение числа центриолей. В это время около каждой из разошедшихся еще в конце телофазы центриолей, материнской и дочерней, идет закладка новых центриолярных цилиндров — процентриолей рис. В районе проксимальных концов каждой центриоли перпендикулярно длинной оси закладываются сначала девять синглетов одиночных микротрубочек, затем они преобразуются в девять дуплетов, а потом — в девять триплетов растущих микротрубочек новых центриолярных цилиндров. Закладка процентриолей происходит на проксимальных концах центриолей; в этом месте растут новые поколения центриолей, тоже с проксимального конца. Во время роста процентриолей здесь можно видеть центральную «втулку» со спицами.
Благодаря такому росту структур образуется сначала короткая дочерняя центриоль, то есть процентриоль, которая затем дорастает до размера материнской. Этот способ увеличения числа центриолей был назван дупликацией. Важно отметить, что размножение центриолей не связано с их делением, почкованием или фрагментацией, а происходит путем образования зачатка процентриоли вблизи и перпендикулярно к исходной центриоли. Правда, последнее условие соблюдается не во всех объектах, у некоторых оомицетов при дупликации центриоли осуществляются сначала расхождение центриолей, рост втулки, затем рост микротрубочек вдоль продолжения оси исходной центриоли, и центриоли располагаются конец в конец. Интересно, что триплеты в таких новых центриолях имеют угол наклона, противоположный таковому в материнской центриоли. Факт удвоения центриолей привел некоторых исследователей к предположению, что центриоли, так же как митохондрии и пластиды, принадлежат к саморедуплицирующимся компонентам цитоплазмы, хотя прямых данных о наличии ДНК в составе центриолей нет. В S-периоде во время удвоения дупликации центриолей материнская проявляет вторую форму активности: она продолжает быть центром образования цитоплазматических микротрубочек. В результате процесса дупликации около каждой центриоли вырастает новая дочерняя центриоль первая материнская центриоль и дочерняя на бывшей дочерней центриоли могут считаться как бы бабушкой и внучкой. Поэтому в клетке после завершения S-периода находятся уже две диплосомы а всего четыре центриолярных цилиндра рис.
Клетка культуры ткани в S—G2-периоде фото А. Буракова Окраска та же, что на рис. Видны две реплицированные центриоли После этого наступает следующий период клеточного цикла — постсинтетический G2-период , когда в клетке начинается подготовка к очередному делению. В это время исчезают сателлиты на материнской диплосоме так можно назвать старую материнскую центриоль с новой дочерней , а обе материнские центриоли в обеих диплосомах покрываются фибриллярным гало, от которого в профазе начинают отрастать митотические микротрубочки. Параллельно этому в цитоплазме происходит исчезновение микротрубочек, и клетка стремится приобрести шаровидную форму. Вся такая последовательность событий повторяется от цикла к циклу у клеток, способных к длительному размножению. В большинстве случаев клетки организма находятся в G0-периоде, поэтому у них центриоль участвует в полимеризации цитоплазматических микротрубочек и в образовании реснички или множества ресничек. В последнем случае она входит в состав так называемого базального тельца. Обычно в клетку после деления попадают два центриолярных цилиндра в составе диплосомы.
В различных экспериментальных условиях можно прекратить разделение клетки надвое и получить клетки с удвоенным числом хромосом полиплоидные клетки. Совершенно очевидно, что в таких клетках будет и удвоенное число центриолей. Клетки могут снова вступать в клеточный цикл, при этом будет удваиваться как количество ДНК, так и число центриолей. У тетраплоидных с четырехкратным набором хромосом клеток печени в G0-периоде в цитоплазме видны не два, а четыре центриолярных цилиндра, а в полюсах при делении таких клеток было обнаружено по две диплосомы в каждом. Аналогичная ситуация замечена и у других полиплоидных клеток мегакариоциты костного мозга, полиплоидные гибридные клетки и др. В связи с этим предположили, что между числом плоидности клетки числом хромосомных наборов и числом центриолей существует прямая связь. Нарушения центриолярного цикла могут вызвать ряд патологических изменений клеток, в первую очередь появление многополюсных митозов. При отмывании от этого вещества клетка снова приступает к делению, но в этом случае каждая центриоль активируется и образует полюс веретена. Таким образом, возникают трех- или четырехполюсные митозы, обусловливающие неравномерное распределение хромосом между дочерними клетками.
Это в свою очередь приводит к изменению числа хромосом анэуплоидия , которое часто вызывает гибель клетки. Иногда при образовании многополюсных митозов в некоторых полюсах отсутствуют центриоли: в полюсе располагается только фибриллярный материал центросомы бесцентриолярные полюса. Итак, в подавляющем большинстве клеток млекопитающих центросомы участвуют в полимеризации тубулинов и являются структурами, играющими роль центров организации микротрубочек. Микротрубочки самих центриолей служат затравками для полимеризации тубулинов только в одном случае — при росте аксонемы реснички, когда центриоль становится базальным тельцем. Это временное состояние: при переходе клеток к делению реснички могут исчезать, а базальное тельце снова может выполнять роль центриоли, участвуя в организации цитоплазматических микротрубочек или микротрубочек митотического веретена. Только в этих случаях центрами организации микротрубочек являются не сами центриолярные цилиндры, а перицентриолярный материал головка сателлитов, околоцентриолярный матрикс, гало и т. Следовательно, центриоль как таковую нужно рассматривать как один из компонентов более сложной структуры — клеточного центра, или центросомы.
Хромосомный набор человеческой клетки перед началом деления Структурирование всех хромосом в пары свидетельствует о том, что число хромосом — чётное. Поэтому, его часто обозначают 2n, где n — количество хромосомных пар, а соответствующий набор хромосом называют диплоидным. Однако, в половых клетках число хромосом в два раза меньше. Поэтому набор хромосом в половых клетках называется гаплоидным. Клетки, не являющиеся половыми называются соматическими. Иногда клетки с гаплоидным набором хромосом называют гаплоидными клетками, а с диплоидным набором хромосом — диплоидными клетками. При слиянии двух родительских гаплоидных половых клеток образуется диплоидная клетка, дающая начало новому организму с набором генов отца и матери Совокупность всех хромосом ядра а значит и генов клетки называется генотип. Именно генотип определяет все внешние и внутренние признаки конкретного организма. В соматических клетках 44 Х-образные хромосомы 22 пары у женщин и мужчин идентичны сходны по строению , их называют аутосомами. А 23-я пара имеет конфигурацию ХХ — у женщин и ХY — у мужчин. Эти пары хромосом именуются половыми хромосомами. В половых клетках 22 хромосомы также одинаковые у яйцеклеток и у сперматозоидов, а 23-я хромосома конфигурации Х — у яйцеклетки и Х или Y — у сперматозоидов. Необходимо помнить, что хотя в соматических клетках набор хромосом диплоидный 2n , однако, перед началом деления клеток происходит репликация ДНК, то есть, удвоение их количества, а, значит, и удвоение количества хромосом. Поэтому перед началом деления соматической клетки в ней насчитывается 4n хромосом рис. Она становится тетраплоидной. Функции ядра: — хранение генетической информации; — контроль за всеми процессами, происходящими в клетке: делением, дыханием, питанием и др. Ядрышко — структура, содержащаяся в ядре. Ядро может содержат 1, 2 или более ядрышек.
Строение клеток эукариот. Немембранные органеллы
Особенностью строения грибной клетки является то, что клеточная оболочка обеспечивает контакт клетки с внешней средой. Ультрамикроскопическое строение центриолей было изучено только с помощью электронного микроскопа. Центриоли и образование веретена деления Деление цитоплазмы, или цитокинез Митоз в животных и растительных клетках.
Функция и строение центриолей.
| Биология для студентов - 42. Центриоли, их строение и поведение в клеточном цикле | Перед делением клетка содержит две центриоли, расположенные под прямым углом друг к другу. |
| Центриоли, структура, репликация, участие в делении клетки | Сходство клеточного строения всех организмов указывает на единство их происхождения. |
| Строение эукариотической клетки | Центрио́ль — органелла эукариотической клетки. Размер центриоли находится на границе разрешающей способности светового микроскопа. |
| Что такое клеточный центр? | центриоли окружены бесструктурным веществом – центриолярным матриксом, который участвует в создании микротрубочек. |