Что такое клеточный центр, где находится и его значение для деления клеток

Клеточный центр

Клеточный центр (центросома) — это немембранная органелла в клетках эукариот.

Явление центросомы было описано в 1870-х гг практически одновременно несколькими учеными:

• Вальтером Флеммингом;
• Оскаром Гертвигом;
• Эдвардом ван Бенеденом.

Позднее Эдвард ван Бенеден и Теодор Бовери сумели параллельно друг с другом установить, что центросферы не исчезают в окончании процесса митоза, а сохраняются в клетке, которая находится в интерфазе, при этом зачастую обнаруживаются строго в геометрическом центре.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Со временем знания о центросоме, ее устройстве и функциях в биологии прибавлялись. Это отражалось также на том, какие названия присваивали клеточному центру. Так, например, в качестве изначального понятия использовался термин «центросфера», затем — «центральные корпускулы». Позднее был введено в оборот определение «центросома», но окончательно оно прижилось лишь в середине XX века, когда была определена структура клеточного центра.

Все ли клетки содержат клеточный центр

Несмотря на то что центросома выполняет довольно важную функцию, она присутствует в клетках далеко не у всех организмов. Так, ее обнаруживают чаще всего в клетках животных, тогда как высшие растения, низшие грибы и ряд простейших не обладают ею.

Особенности строения, где находится и как выглядит

Приведем описание основных компонентов центросомы:

1. Центриоли (материнская и дочерняя) — включают в себя микротрубочки, белковые стержни и нити. Являются центром организации микротрубочек. Лишь материнская центриоль имеет в наличии дополнительные придатки.
2. Сателлиты — составные части материнской центриоли, соединенные с ней с помощью белковых ножек. Ответственны за производство микротрубочек и функционирование веретена деления.
3. Микротрубочки — состоят из белка тубулина, обладают плюс-концами, которые относятся к материнской центриоли, и минус-концами, которые распределяются по периферии клетки. Непосредственно влияют на процесс деления клетки тем, что распределяют хромосомы между полюсами.
4. Матрикс или центросомное гало — имеет в составе различные белки, принимает участие в создании микротрубочек, окружает центриоли и заметно выделяется цветом под микроскопом.

Что касается местоположения, то чаще всего центросома располагается практически в геометрическом центре клетке, рядом с ядром или же рядом с аппаратом Гольджи. Характерным признаком органеллы является размер: он не превышает 0,5 мкм в длину и 0,2 мкм в диаметре.

Теперь определим, как выглядит органелла:

Какую функцию выполняет клеточный центр

Центросома (клеточный центр) выполняет важнейшие функции в клетке:

1. У простейших организмов формирует органоиды, которые предоставляют возможность передвигаться по водной среде. Эти органоиды называются жгутиками.
2. У эукариотических клеток отвечает за образование ресничек, которые делают возможной кожную рецепцию — то есть восприятие внешних раздражителей кожными покровами.
3. Играет важную роль в митотическом делении клеток за счет того, что формирует нити веретена и способствует равному распределению информации ДНК между дочерними клетками.
4. Органеллы, составляющие центросомы, то есть центриоли, участвуют в образовании микротрубочек, которые являются важными элементами опорно-сократительного аппарата.
5. Клеточный центр и его особенности важны для медицины: так, увеличение количества центросом в клетке свидетельствуют о наличии злокачественной опухоли.

Поведение центросомы в митозе

Особый интерес представляет функции центросомы при митозе.

Митоз — непрямое деление клетки, наиболее распространённый способ репродукции эукариотических клеток.

Перед митозом клеточный центр дублирует сам себя. Во время этого процесса материнские центриоли отходят друг от друга и распределяются по разным полюсам клетки.

То есть нужно помнить, что во время митоза клетка обладает двойным набором центросом. Одновременно же протекает «сборка» микротрубочек.

Затем начинается расхождение центросом друг от друга. В это же время микротрубочки отсоединяются друг от друга с минус-конца, укорачиваются и, следовательно, тянут хромосому к тому или иному полюсу клетки.

В итоге новая клетка получает набор хромосом и одну центросому.

Центросома в интерфазной клетке

Как уже говорилось выше, клеточный центр не исчезает после митоза, а сохраняется в интерфазе.

Во время интерфазы клетка готовится к будущему делению: увеличивается в размерах, дублирует цитоплазму, клеточные белки и собственные органеллы, в том числе центросомы.

Удвоение центросом начинается с того, что возле материнской и дочерней центриолей начинают формироваться процентриоли. Они растут до тех пор, пока не приобретут размеры исходных центриолей. По завершении этого процесса возникает диплосома — одна из предшествующих центриолей с новосинтезированной центриолью. Причём бывшая дочерняя центриоль меняет свой статус на материнскую, а бывшая материнская центриоль остается таковой. Затем диплосомы разъединяются.

Данный процесс называется центросомным циклом.

Клеточный центр как организатор фибриллярных белков

Фибриллярные белки — белки, имеющие вытянутую нитевидную структуру.

К ним относятся:

• кератины;
• фиброины;
• коллагены;
• эластины.

На сегодняшний день установлено, что клеточный центр — это главная органелла в процессе организации таких белков. Этот процесс имеет четыре пути:

Что такое клеточный центр и его значение для деления клеток

В клеточной биологии клеточный центр называется центросомой. Она представляет собой органелл, который служит главным центром организации микротрубочек в клетках животных, а также регулятором прогрессирования клеточного цикла.

Клеточный центр был открыта Эдуардом Ван Бенеденом в 1883 году, а позже описан и назван в 1888 году Теодором Бовери.

• Что такое клеточный центр, строение и функции
• Функции
• Изменения в сердечно сосудистых системах
• Эволюция

Грибы и растения не имеют клеточных центров и поэтому используют другие структуры для организации своих микротрубочек. Хотя центросома играет ключевую роль в эффективном митозе в клетках животных, это не существенно для некоторых видов мух и плоских червей.

Это интересно: какие имеют последствия хромосомные мутации у человека?

Что такое клеточный центр, строение и функции

Центросомы состоят из двух ортогонально расположенных центриолей, окружённых аморфной массой белка, называемой перицентриолярным материалом, который содержит белки, ответственные за зарождение и закрепление микротрубочек. В общем, каждый центриол основан на девяти триплетных микротрубочках, собранных в структуре колёс, и содержит:

Во многих клеточных типах центросома заменяется ресничкой во время клеточной дифференцировки. Однако, как только клетка начинает делиться, ресничка снова заменяется центросомой.

Это интересно: органические вещества клетки, что входит в ее состав?

Функции

Развитие клеточного цикла

Клеточные центры связаны с мембраной ядра во время стадии профазы клеточного цикла. В митозе ядерная мембрана разрушается, и микротрубочки, зародышевые центросомы, могут взаимодействовать с хромосомами для создания митотического веретена.

Центросома копируется только один раз на клеточный цикл, так что каждая дочерняя клетка наследует одну центросому, содержащую две структуры, называемые центриолями. Центросома реплицируется во время S фазы клеточного цикла. Во время профазы в процессе деления клеток, называемого митозом, клеточные центры мигрируют в противоположные полюса клетки. Затем митотический шпиндель образуется между двумя центросомами. После деления каждая дочерняя клетка получает одну центросому.

Аберрантные числа центросом в клетке связаны с раком. Их удвоение аналогично репликации ДНК в двух отношениях: полуконсервативная природа процесса и действие в качестве регулятора процесса. Но процессы существенно отличаются тем, что удвоение не происходит путём чтения и сборки шаблонов. Мать — центриоль просто помогает в накоплении материалов, необходимых для сборки дочери — центриоли.

Однако центриоли не требуются для развития митоза. Когда центриоли облучаются лазером, митоз протекает нормально с морфологически нормальным шпинделем. Более того, развитие фруктовой мухи дрозофила протекает нормально, даже когда центриоли отсутствуют из-за мутации в гене, требуемом для их дублирования. В отсутствие центриолей микротрубочки шпинделя фокусируются двигателями, допускающими образование биполярного шпинделя.

Многие клетки могут полностью пройти интерфазу без центриолей. В отличие от центриолей, центросомы необходимы для выживания организма. Клетки без них не имеют радиальных массивов астральных микротрубочек.

Предполагается, что функция центросомы в этом контексте обеспечивает правильность деления клеток, поскольку она значительно повышает эффективность. Некоторые клеточные типы останавливаются в следующем клеточном цикле при отсутствии клеточного центра.

Когда яйцо нематоды оплодотворяется, сперма доставляет пару центриолей. Эти центриоли образуют центросомы, которые будут направлять первое клеточное деление зиготы, и это определит его полярность. Пока неясно, является ли их роль главной в определении полярности зависимой или независимой от микротрубочек.

Нужно знать: Сколько хромосом у человека

Изменения в сердечно сосудистых системах

Теодор Бовери, в 1914 году, описал центросомальные аберрации в раковых клетках. Это первоначальное наблюдение было впоследствии распространено на многие типы опухолей человека. Изменения в сердечно-сосудистой системе из-за рака можно разделить на две подгруппы, структурные или числовые аберрации, но оба они могут быть одновременно обнаружены в опухоли.

Структурные аберрации

Обычно они появляются из-за неконтролируемой экспрессии компонентов центросомы или из-за посттрансляционных модификаций (таких как фосфорилирования), которые не подходят для этих компонентов. Эти модификации могут приводить к изменениям размера. Кроме того, поскольку центросомальные белки имеют тенденцию образовывать агрегаты, часто центры, связанные с центросомой, наблюдаются в эктопических местах.

Увеличенные центры, похожи на центросомальные структуры, наблюдаемые в опухолях. Более того, эти структуры могут индуцироваться в клетках культуры специфических центросомальных белков. Эти структуры могут выглядеть очень похожими, однако, подробные исследования показывают, что они могут представлять очень разные свойства в зависимости от их протеинового состава. Например, их способность включать тубулин может быть очень изменчивой, и поэтому их способность к зарождению микротрубочек, таким образом, влияет по-разному на форму, полярность и подвижность вовлечённых опухолевых клеток.

Числовые аберрации

Наличие неадекватного числа центросом очень часто связано с появлением нестабильности генома и потерей дифференциации тканей. Однако метод подсчёта числа центров (каждый с 2 ​​центриолями) часто не очень точен, потому что его часто оценивают с помощью флуоресцентной микроскопии, оптическое разрешение которой недостаточно велико, чтобы увидеть центриоли, находящиеся близко друг к другу.

Тем не менее ясно, что наличие избытка является обычным явлением в опухолях человека. Было замечено, что потеря опухолевого супрессора р53 вызывает избыточные центросомы, а также дерегулирование других белков, вовлечённых в образование рака у людей.

Избыток может быть вызван очень разными механизмами:

• специфическая редупликация центросомы,
• отказ цитокинеза при делении клеток (генерация увеличения числа хромосом),
• слияние клеток (например, из-за инфекции конкретными вирусами),
• дезово- генерация центросом.

На данный момент недостаточно информации, чтобы знать, насколько часты эти механизмы, но, возможно, что увеличение числа центросом, из-за отказа при делении клеток может быть более частым, чем оценено, поскольку многие «первичные» дефекты в одной клетке:

• дерегулирование клеточного цикла,
• дефектный обмен ДНК или хроматином,
• отказ в контрольном пункте шпинделя.

Приведёт к провалу деления клеток, увеличению плоидности и увеличению числа клеточных центров в качестве «вторичного» эффекта.

Эволюция

Эволюционная история центросомы и центриоли прослеживается для некоторых сигнатурных генов, например, центральных. Центрины участвуют в сигнализации кальция и необходимы для дублирования центриолей. Существуют два основных подсемейства центринов, оба из которых присутствуют в раннем ветвящемся эукариоте. Таким образом, центрины присутствовали в общем предке эукариот. Напротив, у них нет узнаваемых гомологов в археи и бактериях, следовательно, они являются частью «генов эукариотической подписи».

Несмотря на исследования эволюции центринов и центриолей, не было опубликовано исследований эволюции перицентриолярного материала.

Очевидно, что некоторые части сильно расходятся в модельных видах некоторых мух. Очевидно, они потеряли одно из центральных подсемейств, которые обычно связаны с дублированием центриолей. Мутанты, у которых отсутствуют центросомы, могут даже развиться в морфологически нормальных взрослых мух.

Что такое клеточный центр и его значение для деления клеток

В клеточной биологии клеточный центр называется центросомой. Она представляет собой органелл, который служит главным центром организации микротрубочек в клетках животных, а также регулятором прогрессирования клеточного цикла.

Клеточный центр был открыта Эдуардом Ван Бенеденом в 1883 году, а позже описан и назван в 1888 году Теодором Бовери.

Грибы и растения не имеют клеточных центров и поэтому используют другие структуры для организации своих микротрубочек. Хотя центросома играет ключевую роль в эффективном митозе в клетках животных, это не существенно для некоторых видов мух и плоских червей.

Это интересно: какие имеют последствия хромосомные мутации у человека?

Что такое клеточный центр, строение и функции

Центросомы состоят из двух ортогонально расположенных центриолей, окружённых аморфной массой белка, называемой перицентриолярным материалом, который содержит белки, ответственные за зарождение и закрепление микротрубочек. В общем, каждый центриол основан на девяти триплетных микротрубочках, собранных в структуре колёс, и содержит:

Во многих клеточных типах центросома заменяется ресничкой во время клеточной дифференцировки. Однако, как только клетка начинает делиться, ресничка снова заменяется центросомой.

Функции

Развитие клеточного цикла

Клеточные центры связаны с мембраной ядра во время стадии профазы клеточного цикла. В митозе ядерная мембрана разрушается, и микротрубочки, зародышевые центросомы, могут взаимодействовать с хромосомами для создания митотического веретена.

Центросома копируется только один раз на клеточный цикл, так что каждая дочерняя клетка наследует одну центросому, содержащую две структуры, называемые центриолями. Центросома реплицируется во время S — фазы клеточного цикла. Во время профазы в процессе деления клеток, называемого митозом, клеточные центры мигрируют в противоположные полюса клетки. Затем митотический шпиндель образуется между двумя центросомами. После деления каждая дочерняя клетка получает одну центросому.

Аберрантные числа центросом в клетке связаны с раком. Их удвоение аналогично репликации ДНК в двух отношениях: полуконсервативная природа процесса и действие в качестве регулятора процесса. Но процессы существенно отличаются тем, что удвоение не происходит путём чтения и сборки шаблонов. Мать — центриоль просто помогает в накоплении материалов, необходимых для сборки дочери — центриоли.

Однако центриоли не требуются для развития митоза. Когда центриоли облучаются лазером, митоз протекает нормально с морфологически нормальным шпинделем. Более того, развитие фруктовой мухи дрозофила протекает нормально, даже когда центриоли отсутствуют из-за мутации в гене, требуемом для их дублирования. В отсутствие центриолей микротрубочки шпинделя фокусируются двигателями, допускающими образование биполярного шпинделя.

Многие клетки могут полностью пройти интерфазу без центриолей. В отличие от центриолей, центросомы необходимы для выживания организма. Клетки без них не имеют радиальных массивов астральных микротрубочек.

Предполагается, что функция центросомы в этом контексте обеспечивает правильность деления клеток, поскольку она значительно повышает эффективность. Некоторые клеточные типы останавливаются в следующем клеточном цикле при отсутствии клеточного центра.

Когда яйцо нематоды оплодотворяется, сперма доставляет пару центриолей. Эти центриоли образуют центросомы, которые будут направлять первое клеточное деление зиготы, и это определит его полярность. Пока неясно, является ли их роль главной в определении полярности зависимой или независимой от микротрубочек.

Изменения в сердечно сосудистых системах

Теодор Бовери, в 1914 году, описал центросомальные аберрации в раковых клетках. Это первоначальное наблюдение было впоследствии распространено на многие типы опухолей человека. Изменения в сердечно-сосудистой системе из-за рака можно разделить на две подгруппы, структурные или числовые аберрации, но оба они могут быть одновременно обнаружены в опухоли.

Структурные аберрации

Обычно они появляются из-за неконтролируемой экспрессии компонентов центросомы или из-за посттрансляционных модификаций (таких как фосфорилирования), которые не подходят для этих компонентов. Эти модификации могут приводить к изменениям размера. Кроме того, поскольку центросомальные белки имеют тенденцию образовывать агрегаты, часто центры, связанные с центросомой, наблюдаются в эктопических местах.

Увеличенные центры, похожи на центросомальные структуры, наблюдаемые в опухолях. Более того, эти структуры могут индуцироваться в клетках культуры специфических центросомальных белков. Эти структуры могут выглядеть очень похожими, однако, подробные исследования показывают, что они могут представлять очень разные свойства в зависимости от их протеинового состава. Например, их способность включать тубулин может быть очень изменчивой, и поэтому их способность к зарождению микротрубочек, таким образом, влияет по-разному на форму, полярность и подвижность вовлечённых опухолевых клеток.

Числовые аберрации

Наличие неадекватного числа центросом очень часто связано с появлением нестабильности генома и потерей дифференциации тканей. Однако метод подсчёта числа центров (каждый с 2 ​​центриолями) часто не очень точен, потому что его часто оценивают с помощью флуоресцентной микроскопии, оптическое разрешение которой недостаточно велико, чтобы увидеть центриоли, находящиеся близко друг к другу.

Тем не менее ясно, что наличие избытка является обычным явлением в опухолях человека. Было замечено, что потеря опухолевого супрессора р53 вызывает избыточные центросомы, а также дерегулирование других белков, вовлечённых в образование рака у людей.

Избыток может быть вызван очень разными механизмами:

• специфическая редупликация центросомы;
• отказ цитокинеза при делении клеток (генерация увеличения числа хромосом);
• слияние клеток (например, из-за инфекции конкретными вирусами);
• дезово- генерация центросом.

На данный момент недостаточно информации, чтобы знать, насколько часты эти механизмы, но, возможно, что увеличение числа центросом, из-за отказа при делении клеток может быть более частым, чем оценено, поскольку многие «первичные» дефекты в одной клетке:

• дерегулирование клеточного цикла;
• дефектный обмен ДНК или хроматином;
• отказ в контрольном пункте шпинделя.

Приведёт к провалу деления клеток, увеличению плоидности и увеличению числа клеточных центров в качестве «вторичного» эффекта.

Эволюция

Эволюционная история центросомы и центриоли прослеживается для некоторых сигнатурных генов, например, центральных. Центрины участвуют в сигнализации кальция и необходимы для дублирования центриолей. Существуют два основных подсемейства центринов, оба из которых присутствуют в раннем ветвящемся эукариоте. Таким образом, центрины присутствовали в общем предке эукариот. Напротив, у них нет узнаваемых гомологов в археи и бактериях, следовательно, они являются частью «генов эукариотической подписи».

Несмотря на исследования эволюции центринов и центриолей, не было опубликовано исследований эволюции перицентриолярного материала.

Очевидно, что некоторые части сильно расходятся в модельных видах некоторых мух. Очевидно, они потеряли одно из центральных подсемейств, которые обычно связаны с дублированием центриолей. Мутанты, у которых отсутствуют центросомы, могут даже развиться в морфологически нормальных взрослых мух.

Что такое клеточный центр?

Среди органоидов в клетке присутствует немембранная органелла под названием клеточный центр (центросома). Он расположен рядом с ядром, за что и получил название. Это неприметный органоид, за которым «закреплены» определенные задачи.

Центросомы впервые заметили на веретенах деления во время митоза соматической клетки. Одновременно это увидели ученые-биологи В. Флеминг и О. Гертвиг и другие. Открытие произошло в 1870-х годах. Биологи обнаружили, что после деления центриоли не исчезают бесследно, а остаются в клетке.

Рис. 1. Клеточный центр

Строение

Плавающий в цитоплазме недалеко от ядра клеточный центр построен из двух центриолей или цилиндров (материнской и дочерней), находящихся под прямым углом по отношению друг к другу. Вместе центросомы образуют диплосому.

Центросома представляет собой трубочки длиной 0,1-3 мкм, которые найдены в клетках животных и низших растений. Строение отличает ряд особенностей:

• стенки построены из 9 комплексов микротрубочек;
• каждый комплекс – это триплет, состоящий из 3 микротрубочек;
• триплеты соединены между собой белковыми нитями;
• центриоли образованы белком – тубулином;
• каждая трубочка содержит внутри белковую ось и полость, заполненную однородной массой;
• центриоли окружены бесструктурным веществом – центриолярным матриксом, который участвует в создании микротрубочек.

Различают участок центриолей, находящихся в светлой зоне. Это центросфера, которая строится из фибриллярных белков. В светлой зоне расположены микротрубочки и микрофибриллы, которые соединяют клеточный центр с ядерной оболочкой.

На заметку: В клетках эукариот (ядерных) материнская и дочерняя центриоли расположены перпендикулярно. Для клеток простейших и нематод подобное строение не характерно. У высших растений и грибов центриолей нет.

Рис. 2. Центриоль: строение

Функции

Роль клеточного центра в деятельности клетки важна. Это органоид, который

1. Образует органы движения простейших (жгутики), за счет которых одноклеточные простейшие перемещаются в водной среде.
2. Формирует реснички на поверхности клеток эукариот, чтобы повысить чувствительность к внешним раздражителям (например, рецепция на поверхности кожи).
3. Участвует в синтезе микротрубочек, расположенных в цитоплазме или являющихся компонентом опорно-двигательного аппарата.
4. Создает нити веретена деления в ходе непрямого, митотического деления клеток. При этом материнская и дочерняя хромосомы удваиваются и расходятся к полюсам клетки. Это дает возможность равномерно распределять генетическую информацию между дочерними клетками.
5. Относится к структурам, которые отвечают за создание и распределение микротрубочек в клетке.

Рис. 3. Создание нитей веретена деления в процессе митоза

На заметку: Нити веретена деления обеспечивают расхождение гаплоидного (одинарного) набора хромосом к полюсам клетки. В аномальных, видоизмененных (раковых) клетках аномальное количество центриолей. Это говорит о том, что количество делений неограниченно. Идет разрастание клеток, претерпевших мутации.

Назначение клеточного центра, это создание микротрубочек, которые прикрепляются к центромерам (перетяжкам хромосом) и способность при сокращении оттягивать к полюсам хроматиды. В дальнейшем хроматиды удваиваются, и новая клетка получает такой же набор хромосом, как материнская. Для клеток человека – это 46 хромосом.

Клеточный центр – особенности строения, функции и роль

Центросома была открыта и кратко описана только в конце XIX века. Биологи выяснили, что эта небольшая клеточная структура играет главную роль в процессе деления клетки. Изучая рисунок органеллы, можно выявить опасные наследственные заболевания и онкологию на ранних стадиях. По этой причине строение и функции клеточного центра представляют особый интерес не только для научных сотрудников, но и для медиков.

• Строение органеллы
• Основные функции

Строение органеллы

Центросома присутствует только в клетках животных и низших растений. До конца XIX века учёные не знали, где находится эта органелла, и какую функцию она выполняет. В биологии этот фрагмент клетки часто называют центросомой.

Размеры и расположение

Изображение центросомы можно разглядеть только при помощи оптического микроскопа. В длину органелла не превышает 0,5 мкм, а в ширину — 0,2. Центросома располагается ближе к геометрическому центру клетки. Благодаря этому органелла и получила такое название. Рядом со структурой располагается ядро и аппарат Гольджи.

На картинке центросома напоминает два цилиндра, которые расположены перпендикулярно друг другу. Эти полые трубочки называются центриолями. Они характеризуются разными пространственными направленностями: материнской и дочерней.

В животной клетке имеется только один клеточный центр. Увеличение количества структур часто свидетельствует об онкологическом заболевании. Большее число центриолей характерно для некоторых простейших.

Структура центриоли

Главные элементы клеточного центра имеют цилиндрическую форму. Стенки центриоли состоят из 27 тончайших микротрубочек, соединённых в 9 триплетов. Каждая структура в составе центриоли обладает своими особенностями. Одни триплеты имеют вид сложного полипептида, другие выглядят как полусферы. При рассмотрении поперечного среза центриоль напоминает цветок с лепестками, направленными в одну сторону.

Каждая центриоль имеет собственную белковую ось, от которой тянутся тонкие нити, соединяющие триплеты. Внутри цилиндра есть полость, заполненная вязкой однородной массой. Два связанных цилиндра клеточного центра называют диплосомой.

Дополнительные компоненты

В состав клеточного центра входят и другие важные элементы. С их помощью осуществляется образование цитоскелета и веретена деления. К дополнительным компонентам органеллы можно отнести:

• сателлиты;
• микротрубочки;
• матрикс.

Сателлиты характерны только для центриоли материнской направленности. Они имеют вид коротких и плотных придатков, прикреплённых к поверхности цилиндра. Их количество постоянно меняется.

Микротрубочки состоят из белка тубулина. На картинках они схематично изображаются в виде тонких нитей. Один конец крепится к центриоли, а другой выходит во внутриклеточное пространство. Матриксом называют белковую субстанцию, обволакивающую клеточный центр. В микроскопе это выглядит более светлым пятном на цитоплазме. Матрикс нужен для формирования белковых элементов.

Основные функции

Главная функция клеточного центра — формирование веретена деления. Это важнейшая структура, которая возникает во время митотического деления клетки. Процесс происходит в несколько этапов:

1. Самоудвоение центросомы.
2. Расхождение центриолей к разным полюсам клетки.
3. Формирование цепи из микротрубочек. Один конец нити прикрепляется к хромосомам.
4. Равномерное распределение наследственного материала по дочерним клеткам.
5. Одиночная центриоль делает восстановление второй части.

Кроме того, центросома принимает участие в образовании нескольких важных элементов: микротрубочек, ресничек и жгутиков. Белковые структуры формируют цитоскелет клетки. Жгутики — это мембранные отростки, которые характерны как для растительных, так и для животных клеток. Они необходимы для самостоятельного перемещения специализированных структур в жидкой среде. Реснички выполняют рецепторную функцию. Структура органеллы и функции клеточного центра перечислены в таблице.

Элемент	Строение	Значение
Центриоль	Полый цилиндр, состоящий из 9 триплетов	Образование микротрубочек, равномерное распределение генетического материала между новыми клетками
Сателлиты	Придатки, прикреплённые к центриоли материнской направленности	Сборка веретена деления
Микротрубочки	Белковые нити, расходящиеся по периферии клетки	Формирование веретена деления и расхождение хромосом к разным полюсам
Матрикс	Субстанция без выраженной структуры вокруг центросомы	Сборка микротрубочек

Деление клеток характерно для всех сложных организмов. Но центросома участвует в митозе только в организмах животных и простейших растений. У остальных живых существ эта органелла отвечает за формирование внутриклеточных структур.

Клеточный центр

Телофаза митоза (электронная микрофотография). Стрелка указывает на центросому. Четко видны две центриоли, расположенные под прямым углом друг к другу: одна перерезана поперек, другая вдоль.

Центросома (от центр и греч. soma — тело), центросфера, центроплазма, участок цитоплазмы клетки, окружающий центриоли. В Центросоме отсутствуют клеточные органоиды. Она плотнее остальной части цитоплазмы, её можно растягивать и передвигать при помощи микрургических операций. В старой литературе термин «Центросома» часто употреблялся как синоним центриолей.

Центросома или клеточный центр — главный центр организации микротрубочек (ЦОМТ) и регулятор хода клеточного цикла в клетках эукариот. Впервые обнаружена в 1888 г. Теодором Бовери, который назвал её «особым органом клеточного деления». Хотя центросома играет важнейшую роль в клеточном делении, недавно было показано, что она не является необходимой. В подавляющем большинстве случаев в клетке в норме присутствует только одна центросома. Аномальное увеличение числа центросом характерно для раковых клеток. Более одной центросомы в норме характерно для некоторых полиэнергидных простейших и для синцитиальных структур.

У многих живых организмов (животных и ряда простейших) центросома содержит пару центриолей, цилиндрических структур, расположенных под прямым углом друг к другу. Каждая центриоль образована девятью триплетами микротрубочек, расположенными по кругу, а также ряда структур, образованных центрином, ценексином и тектином.

В интерфазе клеточного цикла центросомы ассоциированы с ядерной мембраной. В профазе митоза ядерная мембрана разрушается, центросома делится, и продукты ее деления (дочерние центросомы) мигрируют к полюсам делящегося ядра. Микротрубочки, растущие из дочерних центросом, крепятся другим концом к так называемым кинетохорам на центромерах хромосом, формируя веретено деления. По завершении деления в каждой из дочерних клеток оказывается только по одной центросоме.

Помимо участия в делении ядра, центросома играет важную роль в формировании жгутиков и ресничек. Центриоли, расположенные в ней, выполняют функцию центров организации для микротрубочек аксонем жгутиков. У организмов, лишенных центриолей (например, у сумчатых и базидиевых грибов, покрытосеменных растений), жгутики не развиваются.

Шесть стадий клеточного деления

На всех стадиях кариокинеза важнейшую роль играют Микротрубочки (далее МТ) – их образование и пространственная ориентация, взаимодействие с кинетохорами хромосом, структурные изменения, создающие силы, необходимые для разделения хромосом, и, наконец, их разрушение. МТ входят в состав цитоскелета и играют важнейшую роль в поддержании и изменении формы клетки и направленном переносе внутриклеточных компонентов (везикул, органелл, белков и т.п.) в цитоплазме. В клетках животных несколько тысяч МТ. Все они растут из специальных образований, называемых центрами организации МТ (ЦОМТ). В клетке может быть 1–2 ЦОМТ. Исследования показали, что от центросомы отходят всего несколько десятков МТ, следовательно, МТ не обязательно связаны с центросомой. Центриоли же дают начало новым МТ, которые приходят на смену постепенно деполимеризующимся старым. МТ представляет собой очень маленькую трубочку длиной несколько микрометров при наружном диаметре 25 нм. Она построена из 13 длинных «палочек» – протофиламентов, параллельных оси трубочки и расположенных по кругу. Протофиламент составлен из чередующихся глобул альфа- и бета-тубулина, причем в каждой паре таких глобул (димере тубулина) альфа-тубулин взаимодействует с бета-тубулином, а бета-тубулин – с альфа-тубулином ближайших соседних димеров, что и позволяет образоваться очень прочной цилиндрической конструкции. Как же такая конструкция может обеспечивать перемещение чего-либо внутри клетки? Что касается органелл, белков и других компонентов клетки, то они перемещаются по МТ, прикрепляясь к белкам-моторам: динеинам и кинезинам, которые способны буквально «шагать» по МТ в определенном направлении, потребляя в качестве топлива АТФ. Хромосомы же прикрепляются к концам МТ, которые затем каким-то образом быстро растаскивают их к полюсам веретена деления.