science >> Wetenschap >  >> Biologie

Centriole: definitie, functie en structuur

Als u de biologieklasse hebt overleefd, herinnert u zich misschien dat u naar korrelige foto's van celstructuren, zoals centriolen, keek. Zoals de naam al doet vermoeden, bevindt een centriole zich meestal in de buurt van het midden van een cel. De centriole is een organel en speelt een belangrijke rol bij de celdeling. Meestal zijn centriolen in paren en bevinden ze zich nabij de kern.
Centriole Structuur

Het centrosoom bevat de centriolen in de cel. Ook bekend als het centrum voor het organiseren van microtubuli, is het centrosoom een organel. Het heeft een paar centriolen. Een centriole heeft meestal negen bundels van microtubuli, holle buizen die organellen hun vorm geven, gerangschikt in een ring. Sommige soorten hebben echter minder dan negen bundels. De microtubuli lopen parallel aan elkaar. Een bundel heeft een set van drie microtubuli, die zijn gemaakt van een eiwit dat tubuline wordt genoemd.

De twee centriolen liggen meestal naast elkaar in de buurt van het centrum van de cel of de kern. Ze zijn echter meestal haaks op elkaar gericht. Soms zie je ze bestempeld als centriole moeder en dochter. Over het algemeen lijkt een centriole op een kleine, holle cilinder. Helaas kun je het pas zien als de cel klaar is om te beginnen met delen.

Naast de centriolen bevat het centrosoom pericentriolar materiaal (PCM). Dit is een massa eiwitten die de twee centriolen omgeeft. Onderzoekers geloven dat centriolen in staat zijn de eiwitten te ordenen.
Centriole-functie

De belangrijkste functie van een centriole is om chromosomen te helpen zich in de cel te verplaatsen. De locatie van de centriolen hangt af van het feit of de cel al dan niet door deling gaat. U kunt centriolen vinden die actief zijn tijdens mitose en meiose. Mitose is celdeling die leidt tot twee dochtercellen met hetzelfde aantal chromosomen als de oorspronkelijke oudercel. Aan de andere kant is meiose celdeling die leidt tot dochtercellen met de helft van het aantal chromosomen als de oorspronkelijke oudercel.

Wanneer een cel klaar is om te delen, bewegen centriolen naar de tegenovergestelde uiteinden. Tijdens celdeling kunnen centriolen de vorming van spindelvezels regelen. Dit is wanneer een mitotische spil of spilapparaat wordt gevormd. Het lijkt op groepen draden die uit de centriolen komen. De spil is in staat om de chromosomen uit elkaar te trekken en te scheiden.
Celdeling Details

De centriolen zijn actief in specifieke fasen van celdeling. Tijdens profase van mitose scheidt het centrosoom zich af, zodat een paar centriolen naar tegenovergestelde zijden van de cel kunnen reizen. Op dit punt worden de centriolen en pericentriolair materiaal asters genoemd. De centriolen maken microtubuli, die eruit zien als draden en spilvezels worden genoemd.

De microtubuli beginnen naar het andere uiteinde van de cel te groeien. Vervolgens hechten sommige van deze microtubuli zich aan de centromeren van chromosomen. Een deel van de microtubuli zal helpen de chromosomen te scheiden, terwijl de anderen de cel in twee zullen splitsen. Uiteindelijk staan de chromosomen in het midden van de cel. Dit wordt metafase genoemd.

Vervolgens beginnen tijdens de anafase de zusterchromatiden te scheiden en bewegen de helften langs de draden van de microtubuli. Tijdens telofase bewegen de chromatiden naar tegenovergestelde uiteinden van de cel. Op dit moment beginnen de spilvezels van de centriolen te verdwijnen, omdat ze niet nodig zijn.
Centriole versus Centromere

Centriolen en centromeren zijn niet hetzelfde. Een centromeer is een gebied op een chromosoom dat hechting vanuit de microtubuli vanuit het centriol mogelijk maakt. Als je naar een afbeelding van een chromosoom kijkt, verschijnt de centromeer als het vernauwde gebied in het midden. In deze regio kunt u gespecialiseerde chromatine vinden. Centromeren spelen een essentiële rol bij de scheiding van chromatiden tijdens celdeling. Het is belangrijk op te merken dat hoewel de meeste biologieleerboeken het centromeer in het midden van het chromosoom tonen, de positie kan variëren. Sommige centromeren zijn in het midden, terwijl anderen dichter bij de uiteinden zijn.
Cilia en Flagella

Je kunt ook centriolen zien aan de basale uiteinden van flagella en cilia, projecties die uit een cel komen. Dit is waarom ze soms basale lichamen worden genoemd. De microtubuli in centriolen vormen het flagellum of cilium. Cilia en flagella zijn ontworpen om de cel te helpen bewegen of om de stoffen eromheen te beheersen.

Wanneer centriolen naar de omtrek van een cel bewegen, kunnen ze de cilia en flagella organiseren en vormen. Cilia zijn meestal samengesteld uit vele kleine projecties. Ze kunnen eruit zien als kleine haartjes die een cel bedekken. Enkele voorbeelden van cilia zijn de projecties op het weefseloppervlak van de luchtpijp van een zoogdier. Anderzijds zijn flagella anders en hebben ze slechts één lange projectie. "It often looks like a tail.", 3, [[Een voorbeeld van een cel met een flagellum is een zaadcel van zoogdieren.

De meeste eukaryotische cilia en flagella hebben vergelijkbare interne structuren die zijn opgebouwd uit microtubuli. Ze worden doublet-microtubuli genoemd en zijn op een manier van negen plus twee gerangschikt. Negen doublet-microtubuli, bestaande uit twee stukken, omcirkelen twee binnenste microtubuli.
Cellen met centriolen

Alleen dierlijke cellen hebben centriolen, dus bacteriën, schimmels en algen hebben ze niet. Sommige lagere planten hebben centriolen, maar hogere planten niet. Over het algemeen omvatten lagere planten mossen, korstmossen en levermossen omdat ze geen vaatstelsel hebben. Aan de andere kant hebben hogere planten dit systeem en omvatten struiken, bomen en bloemen.
Centriolen en ziekten

Wanneer mutaties optreden in de genen die verantwoordelijk zijn voor de eiwitten in centriolen, problemen en genetische ziekten kan gebeuren. Wetenschappers denken dat centriolen mogelijk biologische informatie bevatten. Het is belangrijk op te merken dat in een bevruchte eicel de centriolen alleen uit het sperma van de man komen, omdat het ei van een vrouw ze niet bevat. Onderzoekers hebben ontdekt dat de oorspronkelijke centriolen uit het sperma meerdere celdelingen in het embryo kunnen overleven.

Hoewel centriolen geen genetische informatie bevatten, betekent hun persistentie in een zich ontwikkelend embryo dat ze andere soorten informatie kunnen bijdragen. De reden waarom wetenschappers geïnteresseerd zijn in dit onderwerp is het potentieel dat het heeft voor het begrijpen en behandelen van ziekten die verband houden met centriolen. Centriolen met problemen in het sperma van een man kunnen bijvoorbeeld worden doorgegeven aan het embryo.
Centriolen en kanker

Onderzoekers hebben ontdekt dat kankercellen vaak meer centriolen hebben dan nodig. Ze hebben niet alleen extra centriolen, maar ze hebben ook langere dan normaal. Toen wetenschappers in een studie centriolen uit kankercellen verwijderden, ontdekten ze dat de cellen zich in een langzamer tempo konden blijven delen. Ze leerden dat kankercellen een mutatie hebben in p53, wat een gen is dat codeert voor een eiwit dat verantwoordelijk is voor het regelen van de celcyclus, zodat ze zich nog steeds kunnen delen. Wetenschappers geloven dat deze ontdekking kankerbehandelingen zal helpen verbeteren.
Oral-Facial-Digital (OFD) Syndroom

Oral-Face-Digital (OFD) syndroom is een genetische aandoening die ook wordt afgekort als OFDS. Deze aangeboren ziekte treedt op vanwege problemen met trilhaartjes die tot signaalproblemen leiden. Onderzoekers ontdekten dat mutaties in twee genen, OFD1 en C2CD3, kunnen leiden tot problemen met eiwitten in centriolen. Beide genen zijn verantwoordelijk voor het reguleren van centriolen, maar mutaties voorkomen dat de eiwitten normaal functioneren. Dit leidt tot defecte trilharen.

Oraal-gezichts-digitaal syndroom veroorzaakt ontwikkelingsstoornissen bij de mens. Het beïnvloedt het hoofd, mond, kaak, tanden en andere delen van het lichaam. Over het algemeen hebben mensen met deze aandoening problemen met de mondholte, hun gezicht en cijfers. OFDS kan ook leiden tot intellectuele handicaps. Er zijn verschillende soorten oraal-gezichts-digitaal syndroom, maar sommige zijn moeilijk van elkaar te onderscheiden.

Sommige van de OFDS-symptomen zijn onder meer gespleten gehemelte, gespleten lip, kleine kaak, haarverlies, tongtumoren, klein of brede ogen, extra cijfers, epileptische aanvallen, groeiproblemen, hart- en nierziekten, verzonken borst- en huidletsels. Het is ook gebruikelijk dat mensen met OFDS extra of ontbrekende tanden hebben. Naar schatting leidt één op de 50.000 tot 250.000 geboorten tot een mond-gezicht-digitaal syndroom. OFD-syndroom type I is de meest voorkomende van alle typen.

Een genetische test kan het orale-gezichts-digitale syndroom bevestigen omdat het de genmutaties kan aantonen die het veroorzaken. Helaas werkt het alleen voor de diagnose van OFD-syndroom type I en niet voor de andere typen. De anderen worden meestal gediagnosticeerd op basis van symptomen. Er is geen remedie voor OFDS, maar plastische of reconstructieve chirurgie kan sommige van de gezichtsafwijkingen helpen corrigeren.

Oraal-gezichts-digitaal syndroom is een X-gebonden genetische aandoening. Dit betekent dat er een mutatie op het X-chromosoom optreedt, die wordt geërfd. Wanneer een vrouw een mutatie heeft op ten minste één X-chromosoom op twee, zal ze de aandoening hebben. Omdat mannen echter slechts één X-chromosoom hebben, is het meestal dodelijk als ze een mutatie krijgen. Dit resulteert in meer vrouwen dan mannen met OFDS.
Meckel-Gruber Syndroom

Meckel-Gruber syndroom, ook wel Meckel syndroom of Gruber syndroom genoemd, is een genetische aandoening. Het wordt ook veroorzaakt door defecten in trilhaartjes. Meckel-Gruber-syndroom beïnvloedt verschillende organen in het lichaam, waaronder de nieren, hersenen, cijfers en lever. De meest voorkomende symptomen zijn een uitsteeksel aan een deel van de hersenen, niercysten en extra cijfers.

Sommige mensen met deze genetische ziekte hebben afwijkingen in het gezicht en het hoofd. Anderen hebben problemen met hersenen en ruggenmerg. Over het algemeen sterven veel foetussen met het Meckel-Gruber-syndroom vóór de geboorte. Degenen die worden geboren, leven meestal kort. Meestal sterven ze aan ademhalings- of nierfalen.

Naar schatting heeft 3.250 tot 140.000 baby's deze genetische aandoening. Het komt echter vaker voor in bepaalde delen van de wereld en in sommige landen. Het komt bijvoorbeeld voor bij één op de 9.000 mensen met Finse afkomst, één op de 3000 mensen met Belgische afkomst en één op 1.300 mensen met de Indiase afkomst van Gujarati.

De meeste foetussen worden gediagnosticeerd tijdens de zwangerschap, wanneer een echografie wordt uitgevoerd. Het kan de hersenafwijking laten zien die eruitziet als een uitsteeksel. Zwangere vrouwen kunnen ook een vlokkentest of vruchtwaterpunctie krijgen om de aandoening te controleren. Een genetische test kan ook de diagnose bevestigen. Er is geen remedie voor het Meckel-Gruber-syndroom.

Mutaties in meerdere genen kunnen leiden tot het Meckel-Gruber-syndroom. Dit creëert eiwitten die niet goed kunnen functioneren en de trilharen worden negatief beïnvloed. De trilharen hebben zowel structurele als functionele problemen, die signaalafwijkingen in cellen veroorzaken. Meckel-Gruber-syndroom is een autosomaal recessieve aandoening. Dit betekent dat er mutaties zijn op beide exemplaren van een gen dat een foetus erft.

Johann Friedrich Meckel publiceerde enkele van de eerste rapporten van deze ziekte in de jaren 1820. Vervolgens, G.B. Gruber publiceerde zijn rapporten over de ziekte in de jaren dertig. De combinatie van hun namen wordt nu gebruikt om de aandoening te beschrijven.
Centriole Belang

Centriolen zijn belangrijke organellen in cellen. Ze maken deel uit van celdeling, cilia en flagella. Wanneer zich echter problemen voordoen, kunnen deze tot verschillende ziekten leiden. Wanneer een mutatie in een gen bijvoorbeeld eiwitstoringen veroorzaakt die invloed hebben op cilia, kan dit leiden tot ernstige genetische aandoeningen die fataal zijn. Onderzoekers blijven centriolen bestuderen om meer te weten te komen over hun functie en structuur