Центриоли представляют собой небольшие цилиндрические структуры диаметром около 0,2 микрометра и длиной 0,5 микрометра. Они состоят из девяти триплетов микротрубочек и находятся в центре клетки рядом с ядром. Главная функция центриолей заключается в том, чтобы помочь хромосомам перемещаться во время деления клетки.
В начале митоза две центриоли расходятся к противоположным полюсам клетки. Затем из них вырастают микротрубочки, которые образуют веретено деления. Веретено прикрепляется к хромосомам и позволяет им равномерно распределиться между дочерними клетками.
Строение и локализация центриолей
Центриоли представляют собой цилиндрические органеллы диаметром около 0,2 мкм и длиной 0,3-0,5 мкм. Они состоят из 9 триплетов микротрубочек, расположенных по кругу. Каждый триплет содержит три микротрубочки - полную A-микротрубочку диаметром 25 нм и две неполные B- и C-микротрубочки, плотно прилегающие к A-микротрубочке. Триплеты центриоли располагаются под углом 40° к ее радиусу.
В большинстве клеток центриоли встречаются попарно, образуя структуру, называемую диплосомой. Диплосома чаще всего располагается вблизи ядра клетки, в центре клетки или вблизи комплекса Гольджи. Центриоли окружены аморфным веществом центросомы, от которой радиально отходят микротрубочки центросферы.
Центриоль представляет собой микротрубочковую структуру, входящую в состав клеточного центра - центросомы. Вместе с центросомой центриоли образуют организующий центр клетки, отвечающий за формирование веретена деления во время митоза.
Центриоли являются важными структурными элементами клеточного центра, определяющего полярность клетки и участвующего в процессе клеточного деления.
Роль центриолей в клеточном делении
Одна из основных функций центриолей - участие в клеточном делении. В интерфазе клеточного цикла центросома с центриолями обычно ассоциирована с ядерной мембраной. Перед началом деления клетки в S-фазе центриоли удваиваются - из каждой «материнской» центриоли формируется «дочерняя». Так образуется две пары центриолей, которые расходятся к противоположным полюсам клетки.
В профазе митоза ядерная мембрана разрушается, и центросомы с центриолями мигрируют к полюсам веретена деления. Центриоли выступают центрами организации микротрубочек веретена деления - от них в разные стороны растут микротрубочки, захватывающие хромосомы. Таким образом формируется веретено деления.
Благодаря центриолям происходит правильное распределение хромосом между дочерними клетками. В анафазе митоза центриоли тянут хромосомы к противоположным полюсам клетки, обеспечивая их равномерное расхождение. После окончания деления в каждой дочерней клетке остается только одна пара центриолей.
Без участия центриолей невозможно было бы правильное и своевременное разделение генетического материала между дочерними клетками. Таким образом, центриоли играют ключевую роль в процессе деления эукариотических клеток.
Центриоли и полярность клетки
Помимо участия в делении, центриоли определяют полярность клетки и ориентацию органелл. Это связано с тем, что центриоли часто располагаются вблизи ядра клетки либо комплекса Гольджи.
Так, центриоли могут ориентировать аппарат Гольджи в нужном направлении, обеспечивая адресную доставку синтезированных веществ к разным частям клетки. Кроме того, расположение центриолей задает направление движения лизосом, пероксисом и других органелл по микротрубочкам цитоскелета.
Особенно важна роль центриолей в определении полярности у вытянутых клеток - например, у нервных и мышечных. Центриоль, расположенная ближе к аксону или сократительным миофибриллам, становится апикальной и задает вектор направленного движения органелл и везикул.
У эпителиальных клеток центриоли также формируют апикально-базальную полярность: одна центриоль смещается к апикальной части клетки, другая - к базальной. Это определяет взаимное расположение ядра, комплекса Гольджи, лизосом и других структур.
Важную роль центриоли играют в формировании ресничек и жгутиков. Базальные тельца, являющиеся производными центриолей, образуют основание жгутиков и ресничек и определяют направление их движения. Так центриоли обеспечивают подвижность клетки и направленный транспорт субстанций.
Центриоли играют ключевую роль в поддержании клеточной асимметрии и полярности, необходимых для выполнения специализированных функций клетками организма.
Патологии, связанные с центриолями
Нарушения в строении и функционировании центриолей могут приводить к различным патологиям. Например, избыточное количество центриолей обнаруживается в клетках многих опухолей. Предполагается, что это способствует неконтролируемому делению раковых клеток. Кроме того, мутации генов, кодирующих белки центриолей и окружающий их перицентриолярный материал, могут быть причиной наследственных заболеваний.
- Первичная микроцефалия, проявляющаяся уменьшением размера головы и мозга, вызвана мутациями в генах центросомных белков.
- Синдром Орал-фациально-дигитальный тип 1 характеризуется пороками развития лица, конечностей и внутренних органов из-за дефектов центросомы.
Также предполагается связь нарушений в центриолях с некоторыми нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезни Альцгеймера и Паркинсона. Возможно, дисфункция центриолей нарушает транспорт веществ в нервных клетках и приводит к их гибели.
