Fotocredit:Chad Baker/Jason Reed/Ryan McVay/Photodisc/Getty Images

Centriolen:definitie en structuur

Centriolen zijn cilindrische, op microtubuli gebaseerde organellen die aanwezig zijn in de meeste eukaryotische cellen. Elk bestaat uit negen triplet-microtubuliclusters die een 500 nm lange en 200 nm brede buis van alfa- en bèta-tubuline vormen. Bij cilia en flagella verschuift de opstelling naar negen doubletclusters, die de beweeglijkheid aandrijven. De centriolen bevinden zich in het centrosoom, een gebied verrijkt met meer dan 100 eiwitten, bekend als het pericentriolair materiaal (PCM). Deze matrix, die geen omringend membraan heeft, biedt een basis voor de nucleatie van microtubuli.

Centriolen in mitose

Tijdens mitose bevat een centrosoom twee paar centriolen en PCM. De centrosomen migreren naar tegenovergestelde polen van de kern, en microtubuli stralen naar buiten om de mitotische spil te vormen. Spindelvezels hechten zich vast aan chromosoomcentromeren op de metafaseplaat, terwijl de resterende vezels helpen de dochtercellen uit elkaar te duwen tijdens cytokinese.

Centriolen tijdens interfase

Interfase – bestaande uit G1, S en G2 – voorziet de cel van groei en DNA-synthese. De PCM wordt georganiseerd door het scaffold-eiwit pericentrin, dat het ene uiteinde verankert aan centriole microtubuli en zich radiaal uitstrekt om andere matrixcomponenten te recruteren. Het centrosoom functioneert tijdens deze periode als een microtubuli-organiserend centrum (MTOC).

In G1 drijven de centriolen enigszins uit elkaar en blijven zo totdat de mitose begint. Centriole-duplicatie begint eind G1. Tijdens de S-fase vormt elk ‘moeder’-centriol een ‘dochter’-centriol in een rechte hoek – een semi-conservatief proces dat analoog is aan DNA-replicatie. Door G2 worden de dochtercentriolen groter, en de moedercentriolen recruteren extra PCM ter voorbereiding op de spilmontage.

Basale lichamen en beweeglijke organellen

Basale lichamen zijn ongepaarde centriolen die dienen als basis voor cilia en flagella. Omringd door PCM drijven de microtubuli van het basale lichaam het kloppen van de trilharen in het ademhalingsepitheel of de flagella van sperma aan. De microtubuli-motoreiwitten in deze structuren bepalen de bewegingsrichting en het ritme.

Centriolaire ontregeling en kanker

Veel kankercellen bezitten overtollige centrosomen, een fenotype dat vaak verband houdt met mutaties in het p53-tumorsuppressorgen. Overtollige centrosomen kunnen leiden tot chromosomale instabiliteit. Chemotherapeutische middelen zoals vincristine en paclitaxel richten zich op de dynamiek van microtubuli, verstoren de spoelvorming en stoppen de celdeling.