CENTROSOME: FUNCTIES EN STRUCTUUR - BIOLOGIE - 2026

Het centrosoom is een membraanvrij celorganel dat deelneemt aan processen van celdeling, celmotiliteit, celpolariteit, intracellulair transport, organisatie van het microtubuli-netwerk en bij de productie van cilia en flagella.

Vanwege zijn hoofdfunctie staat het bekend als het "organiserende centrum van microtubuli". In de meeste gevallen bevindt deze structuur zich zeer dicht bij de celkern en is sterk geassocieerd met de nucleaire envelop.

In dierlijke cellen worden centrosomen gevormd door twee centriolen die zijn ondergedompeld in een pericentriolaire matrix, rijk aan verschillende soorten eiwitten. De centriolen zijn verantwoordelijk voor het organiseren van de microtubuli van de spil.

Deze structuren zijn echter niet essentieel voor de celdelingsprocessen. Inderdaad, in de meeste planten en andere eukaryoten missen de centrosomen centriolen.

Alle centrosomen zijn van ouderlijke oorsprong, aangezien op het moment waarop de bevruchting plaatsvindt, het centrosoom van de eicel wordt geïnactiveerd. Daarom komt het centrosoom dat de celdelingsprocessen na de bevruchting aanstuurt uitsluitend uit het sperma. In tegenstelling tot bijvoorbeeld de mitochondriën, die van moederlijke oorsprong zijn.

Er is een vrij nauwe relatie vastgesteld tussen veranderingen in de centrosomen en de ontwikkeling van kankercellen.

Hoofdfuncties van het centrosoom

In verschillende lijnen van eukaryoten worden centrosomen beschouwd als multifunctionele organellen die een aanzienlijk aantal cellulaire taken uitvoeren.

De belangrijkste functie van de centrosomen is het organiseren van de microtubuli en het bevorderen van de polymerisatie van de subeenheden van een eiwit genaamd "tubuline". Dit eiwit is het hoofdbestanddeel van microtubuli.

Centrosomen maken deel uit van het mitotische apparaat. Naast de centrosomen omvat dit apparaat de mitotische spoel, gevormd door de microtubuli, die in elk centrosoom worden geboren en de chromosomen verbinden met de polen van de cellen.

Bij celdeling hangt de gelijke scheiding van chromosomen tot dochtercellen in wezen af ​​van dit proces.

Wanneer de cel een ongelijke of abnormale set chromosomen heeft, kan het organisme niet levensvatbaar zijn of kan de groei van tumoren worden bevorderd.

Secundaire functies

Centrosomen zijn betrokken bij het handhaven van de celvorm en zijn ook betrokken bij membraanbewegingen, omdat ze direct gerelateerd zijn aan microtubuli en andere elementen van het cytoskelet.

Recente studies hebben een nieuwe functie van de centrosomen gesuggereerd, gerelateerd aan de stabiliteit van het genoom. Dit is cruciaal voor de normale ontwikkeling van cellen en als dit niet lukt, kan dit leiden tot de ontwikkeling van verschillende pathologieën.

Of dierlijke cellen zich goed kunnen ontwikkelen in afwezigheid van centriolen, is een fel bediscussieerd onderwerp in de literatuur.

Sommige experts ondersteunen het idee dat, hoewel bepaalde dierlijke cellen kunnen prolifereren en overleven in afwezigheid van centriolen, ze een afwijkende ontwikkeling vertonen. Aan de andere kant is er ook bewijs dat de tegenovergestelde positie ondersteunt.

Structuur

Centrosomen bestaan ​​uit twee centriolen (een paar, ook wel diplosomen genoemd) omgeven door de pericentriolaire matrix.

Centrioles

De centriolen hebben de vorm van cilinders en lijken op een vat. Bij gewervelde dieren zijn ze 0,2 µm breed en 0,3 tot 0,5 µm lang.

Deze cilindrische structuren zijn op hun beurt georganiseerd in negen ringvormige microtubuli-tripletten. Deze volgorde wordt meestal aangeduid als 9 + 0.

Het cijfer 9 geeft de negen microtubuli aan en de nul verwijst naar hun afwezigheid in het centrale deel. Microtubuli functioneren als een soort liggersysteem dat bestand is tegen compressie van het cytoskelet.

In de centrosomen zijn er drie soorten microtubuli, elk met een gedefinieerde functie en distributie:

-De astrale microtubuli, die het centrosoom met korte verlengingen aan het celmembraan verankeren.

-De microtubuli van de kinetochoor (de kinetochoor is een structuur van het chromosoom in de centromeren daarvan), die de kinetochoor geassocieerd met het chromosoom koppelen aan de centrosomen.

-Tot slot, de polaire microtubuli, gelegen aan beide polen van gebruik.

Bovendien geven de centriolen aanleiding tot de basale lichamen. Beide items zijn onderling converteerbaar. Dit zijn de structuren waaruit de trilharen en flagella komen, elementen die voortbeweging in bepaalde organismen mogelijk maken.

Pericentriolaire matrix

De matrix of het pericentriolaire materiaal is een korrelig en vrij dicht gebied van het cytoplasma. Het is samengesteld uit een gevarieerde set eiwitten.

De belangrijkste eiwitten in deze amorfe matrix zijn tubuline en pericentrine. Beide hebben het vermogen om te interageren met microtubuli voor de vereniging van chromosomen.

In het bijzonder zijn het de ɣ tubuline-ringen die dienen als nucleatieplaatsen voor de ontwikkeling van microtubuli die vervolgens uit het centrosoom stralen.

Centrosomen en de celcyclus

De grootte en samenstelling van eiwitten in centrosomen variëren aanzienlijk tijdens verschillende stadia van de celcyclus. Om te repliceren, doen de centrosomen het vanuit een reeds bestaande.

Interphase-cellen bevatten slechts één centrosoom. Dit wordt slechts één keer gedupliceerd tijdens de celcyclus en geeft aanleiding tot twee centrosomen.

In de G1-fase van de cyclus zijn de twee centriolen orthogonaal georiënteerd (een hoek van 90 graden vormend), wat hun karakteristieke positie is.

Wanneer de cel de G1-fase passeert, een belangrijk ijkpunt van de celcyclus, vindt DNA-replicatie en celdeling plaats. Tegelijkertijd begint de replicatie van de centrosomen.

Op dit punt worden de twee centriolen over een korte afstand van elkaar gescheiden, en elke originele centriool geeft aanleiding tot een nieuwe. Blijkbaar vindt deze synchronisatie van gebeurtenissen plaats door de werking van enzymen die kinasen worden genoemd.

In de G ₂ / M- fase is de duplicatie van de centrosomen voltooid en is elk nieuw centrosoom samengesteld uit een nieuwe en een oude centriole. Dit proces staat bekend als de centrosoomcyclus.

Deze twee centriolen, ook wel bekend als het "moeder" centriol en het "kind" centriol, zijn niet volledig identiek.

De moedercentriolen hebben uitbreidingen of aanhangsels die kunnen dienen om microtubuli te verankeren. Deze structuren zijn afwezig in de dochtercentriolen.

Referenties

1. Alieva, IB, & Uzbekov, RE (2016). Waar zijn de grenzen van het centrosoom? Bioarchitecture, 6 (3), 47-52.
2. Azimzadeh, J. (2014). Onderzoek naar de evolutionaire geschiedenis van centrosomen. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Serie B, 369 (1650), 20130453.
3. Azimzadeh, J., en Bornens, M. (2007). Structuur en duplicatie van het centrosoom. Journal of cell science, 120 (13), 2139-2142.
4. D'Assoro, AB, Lingle, WL en Salisbury, JL (2002). Centrosoomamplificatie en de ontwikkeling van kanker. Oncogene, 21 (40), 6146.
5. Kierszenbaum, A., & Tres, L. (2017). Histologie en celbiologie. Inleiding tot pathologische anatomie. Tweede druk. Elsevier.
6. Lerit, DA en Poulton, JS (2016). Centrosomen zijn multifunctionele regulatoren van genoomstabiliteit. Chromosoomonderzoek, 24 (1), 5-17.
7. Lodish, H. (2005). Cellulaire en moleculaire biologie. Redactioneel Médica Panamericana.
8. Matorras, R., Hernández, J., en Molero, D. (2008). Verhandeling over menselijke voortplanting voor verpleging. Pan-Amerikaans.
9. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Inleiding tot microbiologie. Redactioneel Médica Panamericana.