Il est prouvé que les cellules des organismes eucaryotes sont représentées par un système de membranes qui forment des organites de composition protéine-phospholipide. Cependant, il existe une exception importante à cette règle. Deux organites (centre cellulaire et ribosome), ainsi que des organites de mouvement (flagelles et cils) ont une structure non membranaire. Comment sont-ils éduqués ? Dans ce travail, nous allons essayer de trouver la réponse à cette question, et aussi étudier la structure du centre cellulaire de la cellule, souvent appelé le centrosome.
Est-ce que toutes les cellules contiennent un centre de cellule
Le premier fait qui intéresse les scientifiques est la présence facultative de cet organoïde. Ainsi, chez les champignons inférieurs - les chytridiomycètes - et chez les plantes supérieures, il est absent. Il s'est avéré que dans les algues, dans les cellules humaines et chez la plupart des animaux, la présence d'un centre cellulaire est nécessaire à la mise en œuvre des processus de mitose et de méiose. Les cellules somatiques sont divisées d'une part et les cellules sexuelles d'autre part. Un participant obligatoire aux deux processus estcentrosome. La divergence de ses centrioles aux pôles de la cellule en division et l'étirement des filaments du fuseau de fission entre eux assure une divergence supplémentaire des chromosomes attachés à ces filaments et aux pôles de la cellule mère.
Des études microscopiques ont révélé des caractéristiques structurelles du centre cellulaire. Il comprend de un à plusieurs corps denses - les centrioles, à partir desquels les microtubules se déploient. Étudions plus en détail l'apparence, ainsi que la structure du centre de la cellule.
Centrosome dans une cellule interphase
Dans le cycle de vie d'une cellule, le centre de la cellule peut être vu pendant une période appelée interphase. Deux microcylindres sont généralement situés près de la membrane nucléaire. Chacun d'eux est constitué de tubes protéiques, collectés en trois morceaux (triplets). Neuf de ces structures forment la surface du centriole. S'il y en a deux (ce qui arrive le plus souvent), alors ils sont situés à angle droit l'un par rapport à l'autre. Pendant la période de la vie entre deux divisions, la structure du centre cellulaire dans la cellule est presque la même chez tous les eucaryotes.
Ultrastructure du centrosome
Il est devenu possible d'étudier en détail la structure du centre cellulaire grâce à l'utilisation d'un microscope électronique. Les scientifiques ont découvert que les cylindres du centrosome avaient les dimensions suivantes: leur longueur est de 0,3 à 0,5 micron, leur diamètre est de 0,2 micron. Le nombre de centrioles double avant le début de la division. Cela est nécessaire pour que les cellules mère et fille elles-mêmes, à la suite de la division, reçoiventcentre cellulaire, composé de deux centrioles. Les caractéristiques structurelles du centre cellulaire résident dans le fait que les centrioles qui le composent ne sont pas équivalents: l'un d'eux, celui mature (maternel), contient des éléments supplémentaires: le satellite péricentriolaire et ses appendices. Le centriole immature a un site spécifique appelé roue de charrette.
Comportement du centrosome en mitose
Il est bien connu que la croissance d'un organisme, ainsi que sa reproduction, se font au niveau de l'unité élémentaire de la nature vivante, qu'est la cellule. La structure de la cellule, la localisation et les fonctions de la cellule, ainsi que ses organites, sont pris en compte par la cytologie. Malgré le fait que les scientifiques ont fait beaucoup de recherches, le centre cellulaire est encore insuffisamment étudié, bien que son rôle dans la division cellulaire ait été pleinement élucidé. Dans la prophase de la mitose et dans la prophase de la division de réduction de la méiose, les centrioles divergent vers les pôles de la cellule mère, puis le fil du fuseau de fission se forme. Ils sont attachés aux centromères de la constriction primaire des chromosomes. A quoi ça sert ?
Broche de division cellulaire en anaphase
Les expériences de G. Boveri, A. Neil et d'autres scientifiques ont permis d'établir que la structure du centre cellulaire et ses fonctions sont interconnectées. La présence de deux centrioles situés de manière bipolaire par rapport aux pôles de la cellule, et de filaments de fuseau entre eux, assure une répartition uniforme des chromosomes connectés aux microtubules à chacun des pôles de la cellule mère.
Ainsi, le nombre de chromosomes sera le même dans les cellules filles à la suite de la mitose, ou moitié moins (dans la méiose) que dans la cellule mère d'origine. Il est particulièrement intéressant de noter que la structure du centre cellulaire change et est corrélée avec les étapes du cycle de vie cellulaire.
Analyse chimique de l'organite
Pour mieux comprendre les fonctions et le rôle du centrosome, étudions quels composés organiques entrent dans sa composition. Comme on pouvait s'y attendre, les protéines sont en tête. Qu'il suffise de rappeler que la structure et les fonctions de la membrane cellulaire dépendent également de la présence de molécules peptidiques en son sein. Notez que les protéines du centrosome ont une capacité contractile. Ils font partie des microtubules et sont appelés tubulines. En étudiant la structure externe et interne du centre cellulaire, nous avons mentionné des éléments auxiliaires: satellites péricentriolaires et appendices centrioles. Ils comprennent la cenexine et la myricitine.
Il existe également des protéines qui régulent le métabolisme de l'organoïde. Ce sont des kinases et des phosphatases - des peptides spéciaux responsables de la nucléation des microtubules, c'est-à-dire de la formation d'une molécule de graine active, à partir de laquelle commence la croissance et la synthèse de microfilaments radiaux.
Centre cellulaire en tant qu'organisateur de protéines fibrillaires
En cytologie, l'idée du centrosome comme principal organite responsable de la formation des microtubules s'est enfin imposée. Grâce aux études généralisantes de K. Fulton, on peut affirmer que le centre cellulairefournit ce processus de quatre manières. Par exemple: polymérisation des filaments du fuseau de fission, formation de centrioles, création d'un système radial de microtubules dans la cellule d'interphase et, enfin, synthèse d'éléments dans le cil primaire. Il s'agit d'une formation spéciale caractéristique du centriole maternel. En étudiant la structure et les fonctions de la membrane cellulaire, les scientifiques la détectent au microscope électronique au centre cellulaire après la division cellulaire mitotique ou au moment du début de la mitose. Au stade G2 de l'interphase, ainsi qu'aux premiers stades de la prophase, le cil disparaît. Selon sa composition chimique, il est constitué de molécules de tubuline et constitue un marqueur permettant d'identifier un centriole maternel mature. Alors, comment se produit la maturation du centrosome ? Considérez toutes les nuances de ce processus.
Étapes de la formation des centrioles
Les cytologistes ont établi que les centrioles filles et maternels qui forment le diplosome n'ont pas la même structure. Ainsi, la structure mature est bordée par une couche de substance péricentriolaire - un halo mitotique. La maturation complète du centriole fille prend plus d'un cycle de vie cellulaire. À la fin du stade G1 du deuxième cycle cellulaire, le nouveau centriole agit déjà comme un organisateur de microtubules et est capable de former des filaments de fuseau de fission, ainsi que la formation d'organites à mouvement spécial. Il peut s'agir de cils et de flagelles, présents dans les protozoaires unicellulaires (par exemple, l'euglène vert, les ciliés-chaussures), ainsi que dans de nombreuses algues, telles que les chlamydomonas. Les flagelles formés en raison des microtubules du centre cellulaire sont alimentés par de nombreuxspores dans les algues, ainsi que les cellules germinales des animaux et des humains.
Le rôle du centrosome dans la vie cellulaire
Ainsi, nous avons vu que l'un des plus petits organites cellulaires (occupe moins de 1 % du volume cellulaire) joue un rôle majeur dans la régulation du métabolisme des cellules végétales et animales. La violation de la formation du fuseau de division entraîne la formation de cellules filles génétiquement défectueuses. Leurs ensembles de chromosomes diffèrent du nombre normal, ce qui entraîne des aberrations chromosomiques. En conséquence, le développement d'individus anormaux ou leur mort. En médecine, le fait de la relation entre le nombre de centrioles et le risque de développer un cancer a été établi. Par exemple, si les cellules cutanées normales contiennent 2 centrioles, une biopsie tissulaire en cas de cancer de la peau révèle une augmentation de leur nombre à 4-6. Ces résultats mettent en évidence le rôle clé du centrosome dans le contrôle de la division cellulaire. Des données expérimentales récentes soulignent le rôle important de cet organite dans les processus de transport intracellulaire. La structure unique du centre cellulaire lui permet de réguler à la fois la forme de la cellule et son changement. Dans une unité en développement normal, le centrosome est situé à côté de l'appareil de Golgi, près du noyau, et fournit avec eux des fonctions d'intégration et de signalisation dans la mise en œuvre de la mitose, de la méiose, ainsi que de la mort cellulaire programmée - l'apoptose. C'est pourquoi les cytologistes modernes considèrent le centrosome comme un important organite unificateur de la cellule, responsable à la fois de sa division et de l'ensemble de la cellule.métabolisme global.
