Неспособность клеток использовать центриоли для создания функциональных ресничек и жгутиков связано с рядом генетических и инфекционных заболеваний. Основные структуры сперматозоида: акросома, ядро сперматозоида, центриоли сперматозоида. Что такое клеточные центриоли: их местоположение в клетке, внутреннее и внешнее строение, особенности диплосом, дочерняя и материнская центриоли. Строение и функционирование генетических структур клеток на микроскопическом уровне, их количественную и качественную изменчивость изучает одно из направлений генетики.
Строение клеточного центра
| Клеточный центр: открытие в науке, значение, строение и функции | Центриоль представляет собой небольшую структуру из микротрубочек, которая существует как часть центросома, который помогает организовать микротрубочки в организме. |
| Клеточный центр: открытие в науке, значение, строение и функции | Тонкое строение центриолей удалось изучить только с помощью электронного микроскопа. |
| Микротрубочки. Центриоли. Базальные тельца. Реснички. Жгутики. Внутриклеточный транспорт. | У животных и многих грибных клеток в процессе клеточного деления центриоли центросомы расходятся к различным полюсам клетки. |
Что такое центриоли клетки: строение и функции.
Центриолей нет у растений, но веретено у них образуется. Поэтому считается, что веретено образует именно клеточный центр, а не входящие в его состав центриоли. Вероятная функция центриолей — ориентация веретена так, чтобы хромосомы расходились именно к полюсам. Перед делением каждая центриоль из пары отходит к своему полюсу. От центриолей, находящихся на полюсах, вырастают микротрубочки.
Они прикрепляются к центромерам хромосом и обеспечивают равноценное распределение наследственного материала между дочерними клетками.
В результате образуется две диплосомы, которые расходятся к полюсам делящегося ядра. Растущие микротрубочки прикрепляются к кинетохорам — белковым структурам хромосом, образуя веретено деления. Это обеспечивает равномерное распределение генетического материала и органоидов между дочерними клетками Образование микротрубочек С помощью воспроизводства микротрубочек формируется цитоскелет клетки. Сеть тонких трубочек, пронизывающая цитоплазму, поддерживает постоянную форму клетки и обеспечивает движение цитоплазмы, что важно при внутриклеточном метаболизме Формирование ресничек и жгутиков Центросомы формируют микротрубочки для жгутиков и ресничек — органоидов движения клеток. Аксонема — осевая нить жгутика — состоит из микротрубочек и на поперечном сечении напоминает центриоль. Девять пар микротрубочек соединены между собой и с центром также состоит из пары белковыми нитями.
Клетки некоторых плоских червей не содержат центросом.
Они зачастую наблюдаются среди клеток простейших, животных, грибов и папоротников. Находясь в оболочке они окружены жидким веществом без чётко выраженной структуры или ее незначительной волокнистостью. Строение центриолей клеточного центра В фундаменте основы мелкоструктурных центриолей лежат 9 комплексов и три трубочки, образовывая в следствии образование цилиндрической формы. Такая структура имеет в себе некоторые особенности. Самая первая трубочка располагается в центре цилиндрического образования и состоит из соединений белка, представляющих собой полипептидный комплекс. Остальные две плотно расположены рядом с наименьшим количеством полипептидов. Все трубочки находятся в субстанции аморфной разновидности. Помимо трубочек они имеют выросты, имеющие разное направление. Одни закреплены к триплетам, расположенным рядом, а другие стремятся краями к цилиндрическому образованию.
Функции центриолей клеточного центра На сегодняшний момент функции центриоли изучены не полноценно. Учёные предполагают несколько их основных и ранее не изученных функций, существование которых ставится под вопрос: — возможное участие в процессе деления, однако эта теория не находит возможности существования, ведь они формируются так же в клетках некоторых грибных разновидностей и большинства растений; — центриоли влияют на ориентацию деления в пространстве клетки в расположении к полюсам; — трубочки центриолей обеспечивают опорную функцию оболочки; — существует вероятность аналогии со структурами из белка, участвующих в цитоскелете клетки, а именно принимают участие в транспортировке некоторых основополагающих компонентов. Недалёко от центриолей материнского типа располагаются места взаимодействия микротрубочек, принимающих форму телец. Они находят своё участие в процессе соединения их как основы каркаса оболочки. Развитие центриолей клеточного центра За всю жизнь клетки, а именно от момента зарождения и до дальнейшего деления, центриоли увеличиваются в два раза только однажды. Первостепенно происходит процесс формирования двух половинок центриоли. Однако, у этого процесса есть ряд особенностей: — существуют разновидности способны неоднократно делить центриоли; — во многих яйцеклетках центриоли разрушаются; — в процессе формирования сперматозоидов происходит гибель центриоли. Одна из них в дальнейшем проходит трансформацию, а вторая не изменяется и сохраняется в первоначальном виде; — у некоторых разновидностей улиток и грызунов все центриоли сперматозоида склонны к разрушению. Биохимия центриолей клеточного центра Процесс изучения центриолей в биохимическом плане сегодня достаточно сложный, поэтому он не изучен полноценно. Так же усложняет процесс тот факт, что центриоли единичные образования.
Для примера, митохондрий несколько тысяч, поэтому процесс их изучения гораздо упрощён. Данные о химическом составе получены благодаря иммунохимическим тестам. Существующие дополнительные образования в виде жгутиков и ресничк необходимы для функции передвижения. Они имеют базальные тельца, основа которых схожа с центриолями. В ходе исследований учёные выявили, что их состав не обходится без белка табулина, свойственный так же цитоплазме. Он обеспечивает рост трубочек, участвует в формировании веретена деления, влияющим на деление хромосом.
Биология к ЕГЭ. Строение и функции центриолей. Центриоль - Центриоли обычно их две лежат вблизи ядра. Каждая центриоль построена из цилиндрических элементов микротрубочек , образованных в результате полимеризации белка тубулина. Девять триплетов микротрубочек расположены по окружности.
Клеточный центр
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.
Мальпиги , а в 1682 году — английский ботаник Н. Грю подтвердили клеточное строение растений. О клетке стали говорить как о «пузырьке, наполненном питательным соком». В 1674 году голландский мастер Антоний ван Левенгук Anton van Leeuwenhoek, 1632 — 1723 с помощью микроскопа впервые увидел в капле воды «зверьков» — движущиеся живые организмы инфузории, амёбы, бактерии.
Также Левенгук впервые наблюдал животные клетки — эритроциты и сперматозоиды. Таким образом, уже к началу XVIII века учёные знали, что под большим увеличением растения имеют ячеистое строение, и видели некоторые организмы, которые позже получили название одноклеточных. В 1802 — 1808 годах французский исследователь Шарль-Франсуа Мирбель установил, что все растения состоят из тканей, образованных клетками. Ламарк в 1809 году распространил идею Мирбеля о клеточном строении и на животные организмы. В 1825 году чешский учёный Я. Пуркине открыл ядро яйцеклетки птиц, а в 1839 ввёл термин «протоплазма». В 1831 году английский ботаник Р. Броун впервые описал ядро растительной клетки, а в 1833 году установил, что ядро является обязательным органоидом клетки растения. С тех пор главным в организации клеток считается не мембрана, а содержимое.
Клеточная теория строения организмов была сформирована в 1839 году немецким зоологом Т. Шванном и М. Шлейденом и включала в себя три положения. В 1858 году Рудольф Вирхов дополнил её ещё одним положением, однако в его идеях присутствовал ряд ошибок: так, он предполагал, что клетки слабо связаны друг с другом и существуют каждая «сама по себе». Лишь позднее удалось доказать целостность клеточной системы. В 1878 году русским учёным И. Чистяковым открыт митоз в растительных клетках; в 1878 году В. Флемминг и П. Перемежко обнаруживают митоз у животных.
В 1882 году В. Флемминг наблюдает мейоз у животных клеток, а в 1888 году Э. Страсбургер — у растительных. Химический состав клетки[.
Эукариотическая клетка: строение и функции органоидов Органоиды — постоянные, обязательно присутствующие, компоненты клетки, выполняющие специфические функции. Представляет собой систему мембран, формирующих «цистерны» и каналы, соединенных друг с другом и ограничивающих единое внутреннее пространство — полости ЭПС. Мембраны с одной стороны связаны с цитоплазматической мембраной, с другой — с наружной ядерной мембраной. Различают два вида ЭПС: 1 шероховатая гранулярная , содержащая на своей поверхности рибосомы, и 2 гладкая агранулярная , мембраны которой рибосом не несут.
Функции: 1 транспорт веществ из одной части клетки в другую, 2 разделение цитоплазмы клетки на компартменты «отсеки» , 3 синтез углеводов и липидов гладкая ЭПС , 4 синтез белка шероховатая ЭПС , 5 место образования аппарата Гольджи. Аппарат Гольджи Аппарат Гольджи, или комплекс Гольджи, — одномембранный органоид. Представляет собой стопки уплощенных «цистерн» с расширенными краями. С ними связана система мелких одномембранных пузырьков пузырьки Гольджи. Каждая стопка обычно состоит из 4-х—6-ти «цистерн», является структурно-функциональной единицей аппарата Гольджи и называется диктиосомой. Число диктиосом в клетке колеблется от одной до нескольких сотен. В растительных клетках диктиосомы обособлены. Аппарат Гольджи обычно расположен около клеточного ядра в животных клетках часто вблизи клеточного центра. Функции аппарата Гольджи: 1 накопление белков, липидов, углеводов, 2 модификация поступивших органических веществ, 3 «упаковка» в мембранные пузырьки белков, липидов, углеводов, 4 секреция белков, липидов, углеводов, 5 синтез углеводов и липидов, 6 место образования лизосом.
Секреторная функция является важнейшей, поэтому аппарат Гольджи хорошо развит в секреторных клетках. Лизосомы Лизосомы — одномембранные органоиды. Представляют собой мелкие пузырьки диаметр от 0,2 до 0,8 мкм , содержащие набор гидролитических ферментов. Ферменты синтезируются на шероховатой ЭПС, перемещаются в аппарат Гольджи, где происходит их модификация и упаковка в мембранные пузырьки, которые после отделения от аппарата Гольджи становятся собственно лизосомами. Лизосома может содержать от 20 до 60 различных видов гидролитических ферментов. Расщепление веществ с помощью ферментов называют лизисом. Различают: 1 первичные лизосомы, 2 вторичные лизосомы. Первичными называются лизосомы, отшнуровавшиеся от аппарата Гольджи. Первичные лизосомы являются фактором, обеспечивающим экзоцитоз ферментов из клетки.
Вторичными называются лизосомы, образовавшиеся в результате слияния первичных лизосом с эндоцитозными вакуолями. В этом случае в них происходит переваривание веществ, поступивших в клетку путем фагоцитоза или пиноцитоза, поэтому их можно назвать пищеварительными вакуолями. Автофагия — процесс уничтожения ненужных клетке структур. Сначала подлежащая уничтожению структура окружается одинарной мембраной, затем образовавшаяся мембранная капсула сливается с первичной лизосомой, в результате также образуется вторичная лизосома автофагическая вакуоль , в которой эта структура переваривается. Продукты переваривания усваиваются цитоплазмой клетки, но часть материала так и остается непереваренной. Вторичная лизосома, содержащая этот непереваренный материал, называется остаточным тельцем. Путем экзоцитоза непереваренные частицы удаляются из клетки. Автолиз — саморазрушение клетки, наступающее вследствие высвобождения содержимого лизосом. В норме автолиз имеет место при метаморфозах исчезновение хвоста у головастика лягушек , инволюции матки после родов, в очагах омертвления тканей.
Функции лизосом: 1 внутриклеточное переваривание органических веществ, 2 уничтожение ненужных клеточных и неклеточных структур, 3 участие в процессах реорганизации клеток. Вакуоли Вакуоли — одномембранные органоиды, представляют собой «емкости», заполненные водными растворами органических и неорганических веществ. В образовании вакуолей принимают участие ЭПС и аппарат Гольджи. Молодые растительные клетки содержат много мелких вакуолей, которые затем по мере роста и дифференцировки клетки сливаются друг с другом и образуют одну большую центральную вакуоль. Мембрана, ограничивающая растительную вакуоль, называется тонопластом.
Клетки некоторых плоских червей не содержат центросом.
Однако центриоли присутствуют в клетках, несущих реснички. Образование веретена деления. Клетки злокачественных опухолей имеют несколько центросом. В норме каждой клетке должна достаться пара центриолей исключение — две пары , то есть одна центросома. Что мы узнали? Из урока узнали об особенностях клеточного центра и его функциях.
Что такое центриоли клетки: строение и функции.
| Клетка – основа жизни на земле | Новости Новости. |
| Что такое центриоли: характеристика, структура, функции | Строение и роль центриолей Центриоли — немембранные органоиды эукариотических клеток, причем их нет в клетках высших растений, ряда грибов и некоторых животных. |
ЦЕНТРИО́ЛЬ
Строение центросомы: центриоли и перицентриолярный материал. Главная» Новости» Центриоли строение, свойства, синтез, функции. Строение центросомы: центриоли и перицентриолярный материал.
ЦИТОЛОГИЯ: Органоиды эукариот
Эту область клетки называют центросомой. Именно она образует веретено деления, а не центриоли. Это позволяет объяснить тот факт, почему растения и грибы, не имеющие центриолей, способны образовывать веретено. Функция центриолей остаётся неизвестной. Возможно, они участвуют в ориентации веретена согласно полюсам, к которым будет происходить деление клетки цитокинез.
Модифицированные центриоли также находятся у основания жгутиков и ресничек у простейших, там их называют базальными тельцами. Цикл развития[ править править код ] Обычно в течение клеточного цикла центриоль удваивается один раз. Рядом с каждой половинкой «материнской» центриоли достраивается «дочерний» цилиндрик; происходит это, как правило, в течение G2-периода интерфазы. В профазе митоза две центриоли расходятся к полюсам клетки и формируют две центросомы.
Размеры клеток также различны — от 0,1-0,25 мкм у некоторых бактерий до 155 мм яйцо страуса в скорлупе. Тело человека образовано клетками различных типов, характерным образом организующихся в ткани, которые формируют органы, заполняют пространство между ними или покрывают снаружи. Клетки окружены межклеточным веществом, обеспечивающим их механическую поддержку и осуществляющим транспорт химических веществ. Самые короткоживущие из них 1-2 дня — это клетки кишечного эпителия. Ежедневно погибает около 70 миллиардов этих клеток.
Примером других короткоживущих клеток являются эритроциты — их ежедневно погибает около 2 миллиардов [3]. Однако есть и такие клетки например, нейроны, клетки волокон скелетных мышц , продолжительность жизни которых соответствует жизни организма. Нервные клетки мозга, однажды возникнув, уже не делятся, и до конца жизни человека они способны поддерживать необходимые связи в нервной системе. Интересно то, что при нашем рождении в мозгу уже существует около 14 миллиардов клеток. И это количество не увеличивается до самой смерти, а, наоборот, постепенно уменьшается, т.
После того как человеку исполняется 25 лет, ежедневно происходит сокращение количества клеток мозга на 100 тысяч [1]. Несмотря на свои малые размеры, клетка представляет собой сложнейшую биологическую систему, жизнедеятельность которой поддерживается благодаря разнообразным биохимическим процессам, которые происходят под строгим генетическим контролем. Генетический контроль развития и функционирования клетки осуществляют материальные носители информации — гены. Они сосредоточены главным образом в ядре клетки, но некоторая их часть находится в других клеточных органоидах митохондриях, пластидах, центриолях. Строение и функционирование генетических структур клеток на микроскопическом уровне, их количественную и качественную изменчивость изучает одно из направлений генетики, называемое цитогенетикой.
Представление о клетке как об элементарной структурно-функциональной единице всех живых организмов сложилось в результате цепи изобретений и открытий, сделанных в XVI-XX веках: 1590 г. Естественно, между этими двумя датами происходило множество событий, в результате которых были усовершенствованы микроскопы основное средство изучения клеток , а также исследования и открытия в области генетики и, в частности, цитологии. Клеточная теория и неклеточные формы жизни Результатом длительного исследования строения клеток различных организмов стало создание клеточной теории, у истоков которой в ее современном виде стояли немецкий ботаник М. Шлейден 1804-1881 и зоолог Т. Шванн 1810-1882.
В настоящее время эта теория содержит три главных положения: только клетка обеспечивает жизнь в ее структурно-функциональном и генетическом отношении; единственным способом возникновения жизни на Земле является деление ранее существующих клеток; клетки являются структурно-функциональными единицами многоклеточных организмов [2]. Отсюда следует, что клетка — это элементарная единица живого, вне клетки нет жизни, так как в клетке сохраняется и реализуется биологическая информация даже у вирусов. Современная биология подтверждает, что все клетки одинаковым образом хранят биологическую информацию, передают генетический материал из поколения в поколение, хранят и переносят информацию, регулируют обмен веществ и т. Вместе с тем многоклеточный организм обладает свойствами, которые нельзя рассматривать как простую сумму свойств и качеств отдельных клеток. Таким образом, клетка является обособленной и организационно наименьшей структурой, для которой характерна вся совокупность свойств жизни и которая в соответствующих условиях окружающей среды способна поддерживать в себе эти свойства и передавать их следующим поколениям.
Все многообразие живых существ можно разделить на две резко отличающиеся группы: неклеточные и клеточные формы жизни. Первая группа представляет собой вирусы, способные проникать в определенные живые клетки и размножаться только внутри этих клеток. Подобно всем другим организмам вирусы обладают собственным генетическим аппаратом, кодирующим синтез вирусных частиц, которые собираются из биохимических предшественников, находящихся в клетке-хозяине, используя биосинтетическую и энергетическую системы этой клетки [8]. Вирусы резко отличаются от всех других форм жизни. По строению и организации они представляют собой нуклеопротеидные частицы, по способу репродукции являются внутриклеточными паразитами.
Таким образом, вирусы являются внутриклеточными паразитами на генетическом уровне. Типы клеточной организации Клеточная структура присуща основной массе живых существ на Земле. Все эти организмы представлены клетками двух типов: прокариотическими и эукариотическими клетками. К прокариотическим клеткам относят бактерии и синезеленые водоросли. Прокариоты — доядерные организмы, не имеющие типичного ядра, заключенного в ядерную мембрану.
Вместо ядра у них находится так называемый нуклеотид — ДНК-содержащая зона клетки прокариот рис. Рисунок 1. Схема строения бактериальной клетки Строение бактериальной клетки: 1 — цитоплазматическая мембрана; 2 — клеточная стенка; 3 — слизистая капсула; 4 — цитоплазма; 5 — хромосомная ДНК; 6 — рибосомы; 7 — мезосома; 8 — фотосинтетические мембраны; 9 — включения; 10 — жгутики; 11 — пили. Прокариотическая ДНК не содержит гистоновых белков, но связана с небольшим количеством негистоновых белков. Этот комплекс ДНК и негистоновых белков и образует нуклеотид, который обычно располагается в центре клетки.
Мезосомы — это складчатые мембранные структуры, на поверхности которых находятся ферменты, участвующие в процессе дыхания. Клеточная стенка придает бактериям определенную форму и упругость. Капсулы и слизистые слои — это слизистые или клейкие выделения бактерий. Капсула представляет собой относительно толстое и компактное образование, а слизистый слой намного рыхлее. И капсулы, и слизистые слои служат дополнительной защитой для клеток.
Многие бактерии подвижны, и эта подвижность обусловлена наличием у них одного или нескольких жгутиков, которые по своей структуре напоминают одну из микротрубочек эукариотического жгута. Пили, или фимбрии — это тонкие выросты на клеточной стенке некоторых грамотрицательных бактерий. Их число варьирует у разных видов от одной до нескольких сотен.
Эти микротрубочки отрастают, как от затравок, от А- и В-микротрубочек триплетов материнской центриоли в дистальной ее части. Это — третья форма активности центриолей как центров организации микротрубочек.
Сеть микротрубочек, окрашенная мечеными антителами к тубулину в клетке культуры ткани в G1-периоде фото А. Я — ядро При наступлении S-периода или в середине его клеточный центр приступает к четвертой форме своей активности: происходит удвоение числа центриолей. В это время около каждой из разошедшихся еще в конце телофазы центриолей, материнской и дочерней, идет закладка новых центриолярных цилиндров — процентриолей рис. В районе проксимальных концов каждой центриоли перпендикулярно длинной оси закладываются сначала девять синглетов одиночных микротрубочек, затем они преобразуются в девять дуплетов, а потом — в девять триплетов растущих микротрубочек новых центриолярных цилиндров. Закладка процентриолей происходит на проксимальных концах центриолей; в этом месте растут новые поколения центриолей, тоже с проксимального конца.
Во время роста процентриолей здесь можно видеть центральную «втулку» со спицами. Благодаря такому росту структур образуется сначала короткая дочерняя центриоль, то есть процентриоль, которая затем дорастает до размера материнской. Этот способ увеличения числа центриолей был назван дупликацией. Важно отметить, что размножение центриолей не связано с их делением, почкованием или фрагментацией, а происходит путем образования зачатка процентриоли вблизи и перпендикулярно к исходной центриоли. Правда, последнее условие соблюдается не во всех объектах, у некоторых оомицетов при дупликации центриоли осуществляются сначала расхождение центриолей, рост втулки, затем рост микротрубочек вдоль продолжения оси исходной центриоли, и центриоли располагаются конец в конец.
Интересно, что триплеты в таких новых центриолях имеют угол наклона, противоположный таковому в материнской центриоли. Факт удвоения центриолей привел некоторых исследователей к предположению, что центриоли, так же как митохондрии и пластиды, принадлежат к саморедуплицирующимся компонентам цитоплазмы, хотя прямых данных о наличии ДНК в составе центриолей нет. В S-периоде во время удвоения дупликации центриолей материнская проявляет вторую форму активности: она продолжает быть центром образования цитоплазматических микротрубочек. В результате процесса дупликации около каждой центриоли вырастает новая дочерняя центриоль первая материнская центриоль и дочерняя на бывшей дочерней центриоли могут считаться как бы бабушкой и внучкой. Поэтому в клетке после завершения S-периода находятся уже две диплосомы а всего четыре центриолярных цилиндра рис.
Клетка культуры ткани в S—G2-периоде фото А. Буракова Окраска та же, что на рис. Видны две реплицированные центриоли После этого наступает следующий период клеточного цикла — постсинтетический G2-период , когда в клетке начинается подготовка к очередному делению. В это время исчезают сателлиты на материнской диплосоме так можно назвать старую материнскую центриоль с новой дочерней , а обе материнские центриоли в обеих диплосомах покрываются фибриллярным гало, от которого в профазе начинают отрастать митотические микротрубочки. Параллельно этому в цитоплазме происходит исчезновение микротрубочек, и клетка стремится приобрести шаровидную форму.
Вся такая последовательность событий повторяется от цикла к циклу у клеток, способных к длительному размножению. В большинстве случаев клетки организма находятся в G0-периоде, поэтому у них центриоль участвует в полимеризации цитоплазматических микротрубочек и в образовании реснички или множества ресничек. В последнем случае она входит в состав так называемого базального тельца. Обычно в клетку после деления попадают два центриолярных цилиндра в составе диплосомы. В различных экспериментальных условиях можно прекратить разделение клетки надвое и получить клетки с удвоенным числом хромосом полиплоидные клетки.
Совершенно очевидно, что в таких клетках будет и удвоенное число центриолей. Клетки могут снова вступать в клеточный цикл, при этом будет удваиваться как количество ДНК, так и число центриолей. У тетраплоидных с четырехкратным набором хромосом клеток печени в G0-периоде в цитоплазме видны не два, а четыре центриолярных цилиндра, а в полюсах при делении таких клеток было обнаружено по две диплосомы в каждом. Аналогичная ситуация замечена и у других полиплоидных клеток мегакариоциты костного мозга, полиплоидные гибридные клетки и др. В связи с этим предположили, что между числом плоидности клетки числом хромосомных наборов и числом центриолей существует прямая связь.
Нарушения центриолярного цикла могут вызвать ряд патологических изменений клеток, в первую очередь появление многополюсных митозов. При отмывании от этого вещества клетка снова приступает к делению, но в этом случае каждая центриоль активируется и образует полюс веретена. Таким образом, возникают трех- или четырехполюсные митозы, обусловливающие неравномерное распределение хромосом между дочерними клетками. Это в свою очередь приводит к изменению числа хромосом анэуплоидия , которое часто вызывает гибель клетки. Иногда при образовании многополюсных митозов в некоторых полюсах отсутствуют центриоли: в полюсе располагается только фибриллярный материал центросомы бесцентриолярные полюса.
Итак, в подавляющем большинстве клеток млекопитающих центросомы участвуют в полимеризации тубулинов и являются структурами, играющими роль центров организации микротрубочек. Микротрубочки самих центриолей служат затравками для полимеризации тубулинов только в одном случае — при росте аксонемы реснички, когда центриоль становится базальным тельцем. Это временное состояние: при переходе клеток к делению реснички могут исчезать, а базальное тельце снова может выполнять роль центриоли, участвуя в организации цитоплазматических микротрубочек или микротрубочек митотического веретена. Только в этих случаях центрами организации микротрубочек являются не сами центриолярные цилиндры, а перицентриолярный материал головка сателлитов, околоцентриолярный матрикс, гало и т. Следовательно, центриоль как таковую нужно рассматривать как один из компонентов более сложной структуры — клеточного центра, или центросомы.
Эта оговорка связана с тем, что у всех высших растений ЦОМТ не содержит центриолей. Более того, в раннем эмбриогенезе позвоночных животных образуются веретена деления, не имеющие центриолей в полюсах. По всей вероятности, в по следних случаях центриоли возникают позже заново, а не образуются путем «репликации». Вопрос о процессе образования центриолей далек от решения. Остается неясным процесс появления процентриолей.
В процессе эмбриогенеза отмечены случаи возникновения центриолей de novo у морского ежа, у моллюсков, у мышей. Так, в эмбриогенезе мыши центриоли появляются только после 1—2 делений клеток бластулы, несмотря на то что сами клеточные деления идут нормально, за исключением того, что в полюсах деления в зоне бесструктурной центросомы центриоли отсутствуют. В то же время если в соматических клетках культуры ткани уничтожить центросому с центриолью с помощью микрооблучения, то новые центриоли не возникают. Базальные тельца, строение и движение ресничек и жгутиков Как уже указывалось, у многих клеток животных, вышедших из клеточного цикла, в G0-стадии центриоли принимают участие в образовании аппарата движения — ресничек. Их две группы: кинетоцилии, характерные для специальных эпителиев ресничные эпителии трахеи, яйцеводов или свободно плавающих клеток сперматозоиды, простейшие , и так называемые первичные реснички, встречающиеся во многих клетках, не обладающих способностью к движению.
Вначале рассмотрим строение кинетоцилей — подвижных ресничек и жгутиков. В световом микроскопе эти структуры видны как тонкие выросты клетки, в их основании в цитоплазме видны хорошо красящиеся мелкие гранулы — базальные тельца, аналоги центриолей рис. Клетки, имеющие реснички или жгутики, обладают способностью двигаться, будучи в свободном состоянии, или же перемещать жидкости в случае, если клетки неподвижны. Свободноживущие одноклеточные организмы, снабженные одним или несколькими жгутиками, обычно движутся тем концом вперед, который несет жгутики. Иной способ движения можно видеть у спермиев некоторых животных: жгутик, располагаясь сзади, толкает тело клетки вперед.
Многорядный мерцательный эпителий трахеи 1 — реснички; 2 — базальные тельца Множественные реснички также могут обеспечивать движение свободноживущих клеток, таких как инфузории или некоторые жгутиконосцы. Реснички эпителиальных клеток многих беспозвоночных и позвоночных животных обеспечивают поток жидкостей вдоль поверхности таких клеток. Число ресничек на клетку может достигать 300 в эпителии трахеи; у инфузории туфельки на клетку приходится 10—14 тыс.
Микротрубочки видны на этой микрофотографии благодаря использованию флуоресцирующих антител, способных специфически соединяться с их белком. Представленная здесь клетка — фибробласт; фибробласты обычно содержатся в соединительной ткани; в них синтезируется коллаген. Центриоли и деление ядра Центриоли это мелкие полые цилиндры длиной 0,3-0,5 мкм и около 0,2 мкм в диаметре , встречающиеся в виде парных структур почти во всех животных клетках. Каждая центриоль построена из девяти триплетов микротрубочек.
В начале деления ядра центриоли удваиваются и две новые пары центриолей расходятся к полюсам веретена — структуры, по экватору которой выстраиваются перед своим расхождением хромосомы. Само веретено состоит из микротрубочек «нитей веретена» , при сборке которых центриоли играют роль центров организации. Микротрубочки регулируют расхождение хроматид или хромосом. Осуществляется это за счет скольжения микротрубочек. В клетках высших растений центриоли отсутствуют, хотя веретено в них при делении ядра образуется. Возможно, что в этих клетках имеются какие-то очень мелкие центры организации микротрубочек, не выявляемые даже при помощи электронного микроскопа. Базальные тельца, реснички и жгутики Реснички и жгутики идентичны по своему строению, но жгутики длиннее ресничек.
Обе эти органеллы представляют собой выросты клеток.
Клеточный центр
Строение центриолей: любая центриоль представляет собой полый цилиндр, стенка которого образована 9 триплетами микротрубочек – (9х3)+0. Строение Центриоли Центриоль состоит из девяти наборов микротрубочек, каждая из которых состоит из трех групп, известных как триплетные микротрубочки. Клеточный центр строение состав центриолей.
Центриоли, структура, репликация, участие в делении клетки
центриоли окружены бесструктурным веществом – центриолярным матриксом, который участвует в создании микротрубочек. Центриоли удваиваются и начинают расходиться в интерфазе, а уже в профазе стартует образование нитей веретена деления. В этом видео вы узнаете: 1) Строение ядра, строение его мембраны, его функции. В клетках высших растений центриоли отсутствуют, хотя веретено в них при делении ядра образуется.
Центросома: определение, структура и функции (с диаграммой)
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. 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.
Рядом с каждой половинкой «материнской» центриоли достраивается «дочерний» цилиндрик; происходит это, как правило, в течение G2-периода интерфазы.
В профазе митоза две центриоли расходятся к полюсам клетки и формируют две центросомы. Центросомы в свою очередь служат ЦОМТами центрами организации микротрубочек веретена деления. Однако от этой общей схемы существует масса отклонений. Во многих клетках центриоли многократно удваиваются за один клеточный цикл. При созревании яйцеклеток у подавляющего большинства животных центриоли разрушаются при этом многие белки, входящие в состав центросом, по-прежнему присутствуют в клетке. При образовании сперматозоидов, напротив, деградирует центросома; одна из центриолей превращается в базальное тельце жгутика, а вторая сохраняется интактной.
Однако у мыши и других грызунов в отличие от остальных изученных млекопитающих , а также у улиток деградируют и обе центриоли сперматозоидов. После оплодотворения новые центриоли возникают в зиготе либо за счет удвоения центриоли, внесенной сперматозоидом, либо за счет образования заново.
Центриоли, ресницы и плети нас простейшие инфузории и жгутики центриоли помогают формировать две филаменты, называемые ресничками и жгутиками. Реснички - это короткие и многочисленные нитчатые структуры, которые помогают передвигаться. В человеческом теле ресницы находятся в трахее и предназначены для улавливания и удаления загрязнений, возникающих при дыхании. Точно так же жгутики помогают в передвижении, а также в питании некоторых простейших жгутиконосцев. Однако их меньше, чем ресниц. Представительство жгутиков и инфузорий простейших.
Каждая центриоль построена из девяти триплетов микротрубочек. В начале деления ядра центриоли удваиваются и две новые пары центриолей расходятся к полюсам веретена — структуры, по экватору которой выстраиваются перед своим расхождением хромосомы. Само веретено состоит из микротрубочек «нитей веретена» , при сборке которых центриоли играют роль центров организации. Микротрубочки регулируют расхождение хроматид или хромосом. Осуществляется это за счет скольжения микротрубочек. В клетках высших растений центриоли отсутствуют, хотя веретено в них при делении ядра образуется.
Возможно, что в этих клетках имеются какие-то очень мелкие центры организации микротрубочек, не выявляемые даже при помощи электронного микроскопа. Базальные тельца, реснички и жгутики Реснички и жгутики идентичны по своему строению, но жгутики длиннее ресничек. Обе эти органеллы представляют собой выросты клеток. Движутся они либо однонаправленно биение ресничек , либо волнообразно движения жгутиков. Служат реснички и жгутики как для передвижения отдельных клеток, так и для того, чтобы перегонять жидкость вдоль поверхности клеток так перегоняют реснички слизь в дыхательных путях. В основании каждой реснички и жгутика всегда обнаруживается базалыюе тельце.
Центросома: определение, структура и функции (с диаграммой)
Структура центросомы: в состав клеточного центра входят две центриоли, расположенные под прямым углом друг к другу и образующие диплосому или центросому, окруженную зоной радиально отходящих тонких фибрилл — центросферой. Вокруг каждой центриоли расположен бесструктурный или тонковолокнистый матрикс. Часто с материнской центриолью связаны некоторые дополнительные структуры — сателлиты, фокусы схождения микротрубочек, дополнительные микротрубочки, образующие вокруг центриолей зону центросферы. Перед делением клетки, в S-период интерфазы, происходит удвоение клеточного центра за счет самосборки микротрубочек. Способность центриолей удваиваться побудила к поискам в их составе нуклеиновых кислот. Оказалось, что в самих центриолях ДНК отсутствует, а РНК входит в состав центриолей, но ее природа и функциональная роль остаются совершенно неясными. Функции: 1 в период деления клетки удвоенный клеточный центр принимает участие в образовании полюсов клетки и веретена деления, что обеспечивает равномерное распределение генетической информации во время деления клетки; 2 в интерфазу принимает участие в формировании микротрубочек — цитоскелета клетки; 3 при участии клеточного центра формируются реснички и жгутики.
Впервые Келликер обнаружил их в мышечных клетках в 1850 году.
В соматических клетках 44 Х-образные хромосомы 22 пары у женщин и мужчин идентичны сходны по строению , их называют аутосомами. А 23-я пара имеет конфигурацию ХХ — у женщин и ХY — у мужчин. Эти пары хромосом именуются половыми хромосомами. В половых клетках 22 хромосомы также одинаковые у яйцеклеток и у сперматозоидов, а 23-я хромосома конфигурации Х — у яйцеклетки и Х или Y — у сперматозоидов. Необходимо помнить, что хотя в соматических клетках набор хромосом диплоидный 2n , однако, перед началом деления клеток происходит репликация ДНК, то есть, удвоение их количества, а, значит, и удвоение количества хромосом.
Поэтому перед началом деления соматической клетки в ней насчитывается 4n хромосом рис. Она становится тетраплоидной. Функции ядра: — хранение генетической информации; — контроль за всеми процессами, происходящими в клетке: делением, дыханием, питанием и др. Ядрышко — структура, содержащаяся в ядре. Ядро может содержат 1, 2 или более ядрышек. Функция ядрышка — формирование рибосом.
Следует отметить, что не все клетки имеют оформленное ядро. Клетки, имеющие ядро называются эукариотическими или эукариотами. Клетки, не имеющие ядра, называются прокариотическими или прокариотами. Функции ядра у прокариот несёт одна нить ДНК именуется хромосома , в которой хранится вся генетическая информация. К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. Как правило, у прокариотов отсутствуют и некоторые другие органоиды.
Размеры прокариотических клеток меньше, чем размеры эукариот.
Различают по меньшей мере три типа таких структур: микротрубочки, микрофиламенты и промежуточные филаменты. Их функции связаны с внутриклеточным движением, со способностью клеток поддерживать свою форму, а также с некоторыми другими видами активности клеток, такими, например, как эндоцитоз и экзоцитоз. Мы рассмотрим здесь только микротрубочки. Микротрубочки содержатся почти во всех эукариотических клетках. Это полые, очень тонкие неразветвленные трубочки диаметром приблизительно 24 нм; их стенки толщиной около 5 нм построены из спирально упакованных субъединиц белка тубулина. Рисунок дает представление о том, как выглядят микротрубочки на электронных микрофотографиях.
Растут микротрубочки с одного конца путем добавления тубулиновых субъединиц. Рост видимо, может начаться лишь при наличии матрицы; есть основания полагать, что роль таких матриц играют какие-то очень мелкие кольцевые структуры, которые были выделены из клеток и которые, как выяснилось, состоят из тубулиновых субъединиц. В интактных клетках ту же функцию выполняют центриоли, поэтому их иногда называют центрами организации микротрубочек ЦОМ. Центриоли состоят из коротких микротрубочек. Микротрубочки принимают участие в различных внутриклеточных процессах; некоторые мы здесь упомянем. Распределение микротрубочек в клетке.
В митозе в клеточных центрах их два, по одному на каждый полюс клетки находится по диплосоме. Как полагается, дочерняя центриоль своим концом направлена на материнскую. Материнская центриоль на всех стадиях митоза окружена довольно широкой до 0,3 мкм зоной тонких фибрилл — центриолярное фибриллярное гало рис. От этого гало радиально отходят микротрубочки. Важно подчеркнуть, что у дочерних центриолей ни гало, ни отходящих от центриолей микротрубочек нет. В начале G1-периода на поверхности материнской центриоли возникают сателлиты, имеющие ножку и головку, от которой радиально отходят микротрубочки, которые начинают расти в длину и заполнять собой цитоплазму рис. В это время материнская центриоль продолжает функционировать, как центр образования микротрубочек цитоскелета. Но одновременно она может проявить еще одну форму активности — образовать ресничку, вырост плазматической мембраны, заполненный аксонемой осевой нитью , состоящей из девяти дублетов микротрубочек При наступлении S-периода или в середине его клеточный центр приступает к четвертой форме своей активности: происходит удвоение числа центриолей. В это время около каждой из разошедшихся еще в конце телофазы центриолей, материнской и дочерней, происходит закладка новых центриолярных цилиндров — процентриолей рис.