Клеточный центр строение. Центросома — клеточный концертмейстер

Клеточки всех живых организмов имеют родственную структуру. Они все состоят из плазматической мембраны, оболочки вокруг нее (гликокаликса у животных либо клеточной стены: у грибов — из хитина, у растений — из целлюлозы), цитоплазмы (в ней размещены органоиды, любой из которых делает свои функции, клеточный центр, например, учавствует в делении) и ядра, которое защищает ДНК (не считая прокариотов).

Органоиды клеточки

К ним относятся рибосомы, лизосомы, митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматический ретикулум и клеточный центр. В растительных клеточках также содержатся специальные органоиды, присущие только им – вакуоли. В их накапливаются ненадобные вещества, пластиды (хромопласты, лейкопласты, хлоропласты, в последних происходит процесс фотосинтеза). Функции клеточного центра, митохондрий, рибосом и других структур очень важны. Митохондрии делают роль типичных станций по выработке энергии, в их происходит процесс внутриклеточного дыхания. Рибосомы отвечают за выработку белков, синтезируя их из отдельных аминокислот в присутствии иРНК, на которой записана информация о субстанциях, нужных клеточке. Функции лизосом заключаются в расщеплении хим соединений при помощи ферментов, которые содержатся снутри органоида. Комплекс Гольджи копит и сохраняет определенные вещества. Эндоплазматический ретикулум также учавствует в обмене веществ.

Клеточный центр — строение и функции

Данный органоид еще именуют центросомой. Функции клеточного центра трудно переоценить — без этого органоида нереально было бы деление клеточки. Он состоит из 2-ух частей. В этом клеточный центр идентичен с рибосомой, в структуре которой также находятся две половины. Части центросомы именуются центриолями, любая из их смотрится как полый цилиндр, образованный из микротрубочек. Они размещены перпендикулярно друг к другу. Функции клеточного центра заключаются в образовании центриолями веретена деления в процессе мейоза либо митоза.

Как делится клеточка?

Существует два главных метода — мейоз и митоз. Функции клеточного центра появляются в обоих процессах. И в первом, и во 2-м случаях деление происходит в несколько стадий. Выделяют такие этапы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.
Мейоз, обычно, предполагает два поочередных деления клеток, время меж ними именуется интерфазой. Вследствие этого процесса из клеточки с диплоидным набором хромосом (двойным) появляется несколько с гаплоидным (одинарным). В процессе митоза количество хромосом не миниатюризируется — дочерние клеточки также владеют диплоидным набором. Также существует таковой метод деления, как амитоз. В этом случае ядро, а потом и вся цитоплазма просто делятся надвое. Данный вид далековато не так всераспространен, как 1-ые два, он встречается в большей степени посреди простых. Клеточный центр в этом процессе не участвует.

Роль клеточного центра в делении

Профаза предполагает подготовку к процессу митоза либо мейоза, на ее протяжении разрушаются ядерные оболочки. Во время метафазы клеточный центр разъединяется на две отдельные центриоли. Они, в свою очередь, расползаются к обратным полюсам клеточки. На этой же стадии хромосомы выстраиваются повдоль экватора. Потом нитями веретена деления они прикрепляются к центриолям таким макаром, чтоб различные хроматиды каждой хромосомы были присоединены к обратным центриолям. В протяжении метафазы любая из хромосом расщепляется на отдельные хроматиды, которые центриоли за нити притягивают к обратным полюсам.
В протяжении телофазы происходит формирование ядерных оболочек, делится цитоплазма и совсем формируются дочерние клеточки.

Доказано, что клетки эукариотических организмов представлены системой мембран, образующих органоиды белково-фосфолипидного состава. Однако из этого правила существует важное исключение. Две органеллы (клеточный центр и рибосома), а также органоиды движения (жгутики и реснички) имеют немембранную структуру. Чем же они образованы? В данной работе мы постараемся найти ответ на этот вопрос, а также изучим строение клеточного центра клетки, часто называемого центросомой.

Все ли клетки содержат клеточный центр

Первый факт, который заинтересовал ученых, - это необязательное наличие данного органоида. Так, у низших грибов - хитридиомицетов - и у высших растений он отсутствует. Как выяснилось, у водорослей, в клетках человека и у большинства животных наличие клеточного центра необходимо для осуществления процессов митоза и мейоза. Первым способом делятся соматические клетки, а другим - половые. Обязательным участником в обоих процессах выступает центросома. Расхождение её центриолей к полюсам делящейся клетки и натягивание между ними нитей веретена деления обеспечивает и дальнейшее расхождение хромосом, прикрепленных к этим нитям и к полюсам материнской клетки.

Выявили особенности строения клеточного центра. В него входит от одного до нескольких плотных телец - центриолей, от которых веерообразно расходятся микротрубочки. Изучим более подробно внешний вид, а также строение клеточного центра.

Центросома в интерфазной клетке

В жизненном цикле центр можно увидеть в период, называемый интерфазой. Рядом с мембраной ядра обычно располагаются два микроцилиндра. Каждый из них состоит из белковых трубочек, собранных по три штуки (триплеты). Девять таких структур образуют поверхность центриоли. Если их две (что бывает чаще всего), то они располагаются друг к другу под прямым углом. В период жизни между двумя делениями строение клеточного центра в клетке практически одинаково у всех эукариот.

Ультраструктура центросомы

Детально изучить строение клеточного центра стало возможным в результате использования электронного микроскопа. Ученые установили, что цилиндры центросом имеют следующие размеры: их длина - 0,3-0,5 мкм, диаметр - 0,2 мкм. Количество центриолей перед началом деления обязательно удваивается. Это необходимо для того, чтобы сама материнская и дочерняя клетки в результате деления получили клеточный центр, состоящий из двух центриолей. Особенности строения клеточного центра заключаются в том, что центриоли, составляющие его, не равнозначны: одна из них - зрелая (материнская) - содержит дополнительные элементы: перицентриолярный сателлит и его придатки. Незрелая центриоль имеет специфический участок, названный тележным колесом.

Поведение центросомы в митозе

Хорошо известно, что рост организма, а также его размножение происходит на уровне элементарной единицы живой природы, которой является клетка. локализация и а также её органоидов рассматриваются цитологией. Несмотря на то что ученые провели достаточно много исследований, клеточный центр остается до сих пор недостаточно изученным, хотя его роль в клеточном делении выяснена полностью. В профазе митоза и в профазе редукционного деления мейоза центриоли расходятся к полюсам материнской клетки, а далее происходит образование нити веретена деления. Именно они прикрепляются к центромерам первичной перетяжки хромосом. Для чего же это необходимо?

Веретено деления анафазной клетки

Опыты Г. Бовери, А. Нейла и других ученых позволили установить, что строение клеточного центра и его функции взаимосвязаны. Наличие двух центриолей, биполярно расположенных по отношению к полюсам клетки, и нитей веретена деления между ними обеспечивает равномерное распределение хромосом, соединенных с микротрубочками, к каждому из полюсов материнской клетки.

Таким образом, количество хромосом будет одинаковым в дочерних клетках в результате митоза или вдвое меньше (в мейозе), чем у исходной материнской клетки. Особенно интересным представляется тот факт, что строение клеточного центра меняется и коррелятивно связано со стадиями жизненного цикла клетки.

Химический анализ органеллы

Для лучшего понимания функций и роли центросомы изучим, какие же органические соединения входят в её состав. Как и следовало ожидать, ведущими являются белки. Достаточно вспомнить, что также зависят от присутствия в ней молекул пептидов. Отметим, что в центросоме белки обладают сократительной способностью. Они входят в состав микротрубочек и называются тубулинами. Изучая внешнее и внутреннее строение клеточного центра, мы упоминали вспомогательные элементы: перицентриолярные сателлиты и придатки центриолей. В их состав входят ценексин и мирицитин.

Есть также белки, регулирующие обмен веществ органоида. Это киназа и фосфатаза - специальные пептиды, отвечающие за нуклеацию микротрубочек, то есть за образование активной молекулы-затравки, с которой начинается рост и синтез радиальных микронитей.

Клеточный центр как организатор фибриллярных белков

В цитологии окончательно закрепилось представление о центросоме как о главной органелле, отвечающей за образование микротрубочек. Благодаря обобщающим исследованиям К. Фултонаможно утверждать, что клеточный центр обеспечивает этот процесс четырьмя путями. Например: полимеризацией нитей веретена деления, формированием процентриолей, созданием радиальной системы микротрубочек интерфазной клетки и, наконец, синтезом элементов в первичной ресничке. Это особое образование, характерное для материнской центриоли. Изучая строение и функции клеточной оболочки, ученые обнаруживают её под электронным микроскопом в клеточном центре после митотического деления клетки или же в момент начала митоза. В стадию G2 интерфазы, а также на ранних этапах профазы ресничка исчезает. По химическому составу она состоит их молекул тубулина и является меткой, по которой можно определить зрелую материнскую центриоль. Так как же происходит созревание центросомы? Рассмотрим все нюансы этого процесса.

Этапы образования центриоли

Цитологи установили, что дочерняя и материнская центриоли, образующие диплосому, не одинаковы по своему строению. Так, зрелая структура окаймлена слоем перицентриолярного вещества - митотическим гало. Полное созревание дочерней центриоли происходит дольше, чем длится один жизненный цикл клетки. В конце стадии G1 второго клеточного цикла новая центриоль уже выступает в роли организатора микротрубочек и способна к формированию нитей веретена деления, а также к образованию специальных органелл движения. Ними могут быть реснички и жгутики, встречающиеся у одноклеточных простейших животных (например, эвглены зеленой, инфузории-туфельки), а также у многих водорослей, например хламидомонады. Жгутиками, образованными благодаря микротрубочкам клеточного центра, снабжены многие споры у водорослей, а также половые клетки животных и человека.

Роль центросомы в жизнедеятельности клетки

Итак, мы убедились в том, что одна из самых маленьких клеточных органелл (занимает менее 1 % объема клетки) играет ведущую роль в регуляции метаболизма как растительных, так и животных клеток. Нарушение формирования веретена деления влечет за собой образование генетически дефектных дочерних клеток. Их наборы хромосом отличаются от нормального количества, что приводит к хромосомным аберрациям. Как результат - развитие аномальных особей или же их гибель. В медицине установлен факт взаимосвязи количества центриолей от риска развития онкозаболеваний. Например, если нормальные клетки кожи содержат 2 центриоли, то биопсия тканей при заболевании раком кожи выявляет увеличение их количества до 4-6. Эти результаты служат доказательством ключевой роли центросомы в контроле над клеточным делением. Последние экспериментальные данные указывают на важную роль этой органеллы в процессах внутриклеточного транспорта. Уникальное строение клеточного центра позволяет ему регулировать как форму клетки, так и её изменение. У нормально развивающейся единицы центросома располагается рядом с аппаратом Гольджи, вблизи ядра, и вместе с ними обеспечивает интегративную и сигнальную функции в осуществлении митоза, мейоза, а также запрограммированной клеточной смерти - апуптоза. Именно поэтому современные цитологи считают центросому важным объединяющим органоидом клетки, отвечающим как за её деление, так и за весь метаболизм в целом.

Клеточный центр (или центросома) - не мембранная органелла, которая находится в центре клетки, рядом с ядром. Отсюда и пошло название органоида. Присутствует только у низших растений и животных; высшие растения, грибы и некоторые простейшие лишены его.

Открытие в науке

Описание центросом на полюсах веретена деления, которые находятся в клетках во время митоза, сделали почти одновременно ученые-биологи Флеминг В. и Гертвиг О. Открытие сделано в 70-х годах XIX ст.

Ученые еще тогда установили, что после завершения митоза, центросомы не исчезают, а остаются в интерфазном периоде. Подробное строение удалось определить после появления электронной микроскопии в середине XX ст.

Функции и строение

Клеточный центр - органоид, видимый в оптический микроскоп в клетках животных и низших растений. Он находится обычно около ядра или в геометрическом центре клетки и состоит из двух палочковидных телец центриолей, размером около 0,3-1 мкм.

Под электронным микроскопом установлено, что центриоль представляет собой цилиндр, стенки которого построены девятью триплетами очень тонких трубочек. Каждый триплет включает 2 неполных набора - 11 протофибрил и 1 полный - 13 протофибрил.

Все центриоли имеют белковую ось, от которой к триплетам направляются тонкие нити из белка. Центриоли находятся в окружении бесструктурного вещества - центриолярного матрикса. Здесь происходит формирование микротрубочек, благодаря белку гамма-тубулину.

В клеточный центр входят две центриоли: дочерняя и материнская, которые взаимно перпендикулярны друг к другу и вместе формируют диплосому. Материнская центриоль в составе имеет дополнительные структурные элементы - сатиллиты, их количество постоянно меняется, и располагаются они на всем протяжении центриоли.

В середине цилиндра находится полость, заполненная однородной массой. Пара центриолей, окружена более светлой зоной, называется центросферой.

Центросфера состоит из фибриллярных белков (основной - коллаген). Здесь располагаются микротрубочки, много микрофибрилл и скелетных фибрилл, которые обеспечивают фиксацию клеточного центра возле ядерной оболочки. Только в эукариотических клетках центриоли находятся под прямым углом относительно друг друга. Простейшим, нематодам не характерно такое строение.

Механизм распределения генетической информации

Перед митозом клеточный центр удваивается, при этом материнские центриоли рассоединяются и расходятся к противоположным полюсам.

Так в клетке появляется два клеточных центра. От них по направлению к центру, к хроматидам, идет сборка микротрубочек. Микротрубочки крепятся к центромерам пар хроматид и обеспечивают их равномерное распределение по дочерним клеткам.

Во время расхождения идет разборка микротрубочек с минус-конца, который расположен в центросоме. Микротрубочка укорачивается и, таким образом, тянет хромосому к определенному полюсу клетки. Каждая новообразованная клетка получает диплоидный набор хромосом и по одной центросоме.

Значение

Клеточный центр - главная структура, отвечающая за создание и управление микротрубочками клетки.

Выполняет такие функции:

1. Формирование органоидов движения простейших организмов (жгутики), которые дают возможность перемещаться в водной среде.
2. Образует реснички на поверхности эукариотических клеток, которые необходимы для восприятия внешних раздражителей (кожная рецепция).
3. Формирует нити веретена деления во время непрямого, митотического деления клетки. Обеспечивает равное распределение генетической информации между дочерними клетками.
4. Принимает участие в формировании микротрубочек, которые уходят или в цитоплазму, или становятся компонентом опорно-сократительного аппарата.
5. Увеличение количества центросом характерно для опухолевых клеток.

Клеточный центр играет важную роль в процессе перемещения хромосом при митозе. С ним связана способность некоторых клеток к активному движению. Это доказывается тем, что в основании жгутиков или ресничек подвижных клеток (простейшие, сперматозооны) находятся образования такой же структуры, как и клеточный центр.

Клетки всех живых организмов имеют схожую структуру. Все они состоят из оболочки вокруг нее (гликокаликса у животных или клеточной стенки: у грибов — из хитина, у растений — из целлюлозы), цитоплазмы (в ней расположены органоиды, каждый из которых выполняет свои функции, клеточный центр, к примеру, принимает участие в делении) и ядра, которое защищает ДНК (кроме прокариотов).

Органоиды клетки

К ним относятся рибосомы, лизосомы, митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматический ретикулум и клеточный центр. В также содержатся специфические органоиды, присущие только им - вакуоли. В них скапливаются ненужные вещества, пластиды (хромопласты, лейкопласты, хлоропласты, в последних происходит центра, митохондрий, рибосом и других структур очень важны. Митохондрии выполняют роль своеобразных станций по выработке энергии, в них происходит процесс внутриклеточного дыхания. Рибосомы отвечают за выработку белков, синтезируя их из отдельных аминокислот в присутствии иРНК, на которой записана информация о веществах, необходимых клетке. заключаются в расщеплении химических соединений с помощью ферментов, которые содержатся внутри органоида. Комплекс Гольджи накапливает и сохраняет определенные вещества. Эндоплазматический ретикулум также принимает участие в обмене веществ.

Клеточный центр — строение и функции

Данный органоид еще называют центросомой. Функции клеточного центра сложно переоценить — без этого органоида невозможно было бы Он состоит из двух частей. В этом клеточный центр схож с рибосомой, в структуре которой также присутствуют две половины. Части центросомы называются центриолями, каждая из них выглядит как полый цилиндр, образованный из микротрубочек. Они расположены перпендикулярно друг к другу. Функции клеточного центра заключаются в образовании центриолями веретена деления в процессе мейоза или митоза.

Как делится клетка?

Существует два основных способа — мейоз и митоз. Функции клеточного центра проявляются в обоих процессах. И в первом, и во втором случаях деление происходит в несколько стадий. Выделяют такие этапы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

Мейоз, как правило, подразумевает два последовательных деления клеток, время между ними называется интерфазой. Вследствие этого процесса из клетки с диплоидным набором хромосом (двойным) образуется несколько с В процессе митоза количество хромосом не уменьшается — дочерние клетки также обладают диплоидным набором. Также существует такой способ деления, как амитоз. В данном случае ядро, а затем и вся цитоплазма просто разделяются надвое. Данный вид далеко не так распространен, как первые два, он встречается преимущественно среди простейших. Клеточный центр в этом процессе не участвует.

Участие клеточного центра в делении

Профаза подразумевает подготовку к процессу митоза или мейоза, на ее протяжении разрушаются ядерные оболочки. Во время метафазы клеточный центр разъединяется на две отдельные центриоли. Они, в свою очередь, расходятся к противоположным полюсам клетки. На этой же стадии хромосомы выстраиваются вдоль экватора. Затем нитями веретена деления они прикрепляются к центриолям таким образом, чтобы разные хроматиды каждой хромосомы были присоединены к противоположным центриолям. На протяжении метафазы каждая из хромосом расщепляется на отдельные хроматиды, которые центриоли за нити притягивают к противоположным полюсам.

На протяжении телофазы происходит формирование ядерных оболочек, разделяется цитоплазма и окончательно формируются дочерние клетки.

«Строение эукариот и прокариот» - Способность к активному передвижению. Прокариоты продолжают существовать во всех средах на Земле. Патогенные бактерии. Органоид. Значение бактерий. Генетический материал. Выживаемость прокариот. Знания о строении прокариот. Сравните эукариотическую и прокариотическую клетки. Бактерии. История открытия. Строение клеток. Уникальная быстрота бесполого размножения. Количество бактерий. Простота строения.

«Строение и функции клетки» - Хромосомы. Комплекс Гольджи. Лизосомы. Типы клеток. Клеточный центр. Органоид. Оболочка ядра. Микроскоп. Ядерный сок. Как увидеть и изучить клетку. Ядро. Ядра клетки. Рибосома. Митохондрия. Цитоскелет. Ученый. Эндоплазматическая сеть. Строение клетки. Оболочка. Электронный микроскоп. Цитоплазма.

«Органоиды» - Комплекс Гольджи. Органоиды клетки. Функции клеточной мембраны. Клеточная мембрана. Эндоплазматическая сеть. Функции лизосом. Клеточный центр. Функции митохондрий. Пластиды. Рибосомы. Функции центриолей. Функции ЭПС. Вакуоли. Митохондрии. Функции комплекса Гольджи. Функции ядра. Ядро. Клетка. Лизосомы. Функции рибосом. Клетки растений, грибов и животных имеют сходное строение.

«Состав живой клетки» - Виды эндоплазматической сети. Наружная цитоплазматическая мембрана. Методы изучения клетки. Эукариотическая клетка. Лизосомы. Аппарат Гольджи. Сходства и отличия растительной и животной клеток. Кариолемма. Рибосомы. Типы хромосом. Цитоплазма. Строение и ядра клетки. Состав цитоплазматической мембраны. Лейкопласты и хромопласты. Схема строения клеточного центра. Органоиды движения. Митохондрии. Ядерный сок.

«Структурные компоненты клетки» - Основные неорганические и органические соединения(в %). Структурные компоненты клетки. Поверхностный комплекс. Ядро. Строение. Нуклеоплазма. Ядрышко. Комплекс Гольджи. Метаболизм. Органеллы. Химическая организация клетки. Ядро – главнейшая структура клетки. Немембранные органоиды. Клетка является основной структурной и функциональной единицей. Двумембранные органоиды. Микотрубочки. Одномембранные органоиды.

«Прокариоты» - Прокариоты. Гены ответа на тепловой шок. Механизмы репрессии. Активаторы. Факторы транскрипции. Этапы транскрипции. Механизмы активации. РНК-полимераза. Субъединицы. Взаимодействие фактора транскрипции с лигандом. Линкерная область. Мультидоменный белок. Последовательность промотора. Обратная связь.