Người ta chứng minh rằng tế bào của sinh vật nhân thực được thể hiện bằng một hệ thống màng tạo thành các bào quan có thành phần là protein-phospholipid. Tuy nhiên, có một ngoại lệ quan trọng đối với quy tắc này. Hai bào quan (trung tâm tế bào và ribosome), cũng như các bào quan vận động (roi và lông mao) có cấu trúc không màng. Họ được giáo dục như thế nào? Trong công trình này, chúng tôi sẽ cố gắng tìm ra câu trả lời cho câu hỏi này, đồng thời cũng nghiên cứu cấu trúc của trung tâm tế bào, thường được gọi là trung thể.
Có phải tất cả các ô đều chứa tâm ô không
Thực tế đầu tiên mà các nhà khoa học quan tâm là sự hiện diện tùy chọn của organoid này. Vì vậy, ở nấm thấp - chytridiomycetes - và ở thực vật bậc cao, nó không có. Hóa ra, ở tảo, trong tế bào người và ở hầu hết các loài động vật, sự hiện diện của trung tâm tế bào là cần thiết cho việc thực hiện các quá trình nguyên phân và meiosis. Tế bào xôma được phân chia theo cách đầu tiên, và tế bào sinh dục được phân chia theo cách khác. Người tham gia bắt buộc trong cả hai quá trình làTrung thể. Sự phân kỳ của các tâm cực của nó về các cực của tế bào đang phân chia và sự kéo dài của các sợi thoi phân hạch giữa chúng đảm bảo sự phân kỳ hơn nữa của các nhiễm sắc thể gắn với các sợi này và về các cực của tế bào mẹ.
Nghiên cứu bằng kính hiển vi đã tiết lộ các đặc điểm cấu trúc của trung tâm tế bào. Nó bao gồm từ một đến một số cơ thể dày đặc - các trung tâm, từ đó các vi ống hình quạt ra ngoài. Hãy cùng nghiên cứu chi tiết hơn về hình dáng cũng như cấu trúc của trung tâm tế bào.
Centrosome trong tế bào giữa các pha
Trong chu kỳ sống của tế bào, trung tâm tế bào có thể được nhìn thấy trong một khoảng thời gian được gọi là khoảng thời gian. Hai vi vòng thường nằm gần màng nhân. Mỗi người trong số họ bao gồm các ống protein, được thu thập thành ba mảnh (bộ ba). Chín cấu trúc như vậy tạo thành bề mặt của tâm động. Nếu có hai trong số chúng (xảy ra thường xuyên nhất), thì chúng nằm ở góc vuông với nhau. Trong khoảng thời gian tồn tại giữa hai lần phân chia, cấu trúc của tâm tế bào trong tế bào hầu như giống nhau ở tất cả sinh vật nhân thực.
Siêu cấu trúc của nhân trung tâm
Có thể nghiên cứu chi tiết cấu trúc của trung tâm tế bào nhờ sử dụng kính hiển vi điện tử. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng hình trụ centrosome có các kích thước sau: chiều dài của chúng là 0,3-0,5 micron, đường kính của chúng là 0,2 micron. Số lượng tâm thể tăng gấp đôi trước khi bắt đầu phân chia. Điều này là cần thiết để các tế bào mẹ và con tự nhận đượctrung tâm tế bào, bao gồm hai trung tâm. Đặc điểm cấu trúc của trung tâm tế bào nằm ở chỗ, các trung tâm tạo nên nó không tương đương nhau: một trong số chúng, một trong số chúng, một (mẹ) trưởng thành, chứa các yếu tố bổ sung: vệ tinh quanh tâm và các phần phụ của nó. Trọng tâm chưa trưởng thành có một vị trí cụ thể được gọi là bánh xe đẩy.
Hành vi của tâm thể trong nguyên phân
Ai cũng biết rằng sự phát triển của một sinh vật, cũng như sự sinh sản của nó, xảy ra ở cấp độ của đơn vị cơ bản của bản chất sống, đó là tế bào. Cấu trúc của tế bào, vị trí và các chức năng của tế bào, cũng như các bào quan của nó, được xem xét bởi tế bào học. Mặc dù thực tế là các nhà khoa học đã nghiên cứu rất nhiều, nhưng trung tâm tế bào vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ, mặc dù vai trò của nó trong quá trình phân chia tế bào đã được làm sáng tỏ đầy đủ. Trong quá trình dự kiến của nguyên phân và trong quá trình dự kiến của quá trình giảm phân của meiosis, các tâm cực phân kỳ về phía các cực của tế bào mẹ, và sau đó sợi thoi phân hạch được hình thành. Chúng được gắn vào tâm động của sự co thắt sơ cấp của nhiễm sắc thể. Nó dùng để làm gì?
Trục phân chia tế bào anaphase
Các thí nghiệm của G. Boveri, A. Neil và các nhà khoa học khác đã cho thấy rằng cấu trúc của trung tâm tế bào và các chức năng của nó được kết nối với nhau. Sự hiện diện của hai tâm cực nằm ở hai cực đối với các cực của tế bào và các sợi trục giữa chúng, đảm bảo sự phân bố đồng đều của các nhiễm sắc thể nối với các vi ống đến mỗi cực của tế bào mẹ.
Như vậy, số lượng nhiễm sắc thể sẽ giống nhau trong các tế bào con do kết quả của quá trình nguyên phân, hoặc bằng một nửa (trong nguyên phân) so với tế bào mẹ ban đầu. Điều quan tâm đặc biệt là thực tế là cấu trúc của trung tâm tế bào thay đổi và có tương quan với các giai đoạn của chu kỳ sống của tế bào.
Phân tích hóa học của bào quan
Để hiểu rõ hơn về chức năng và vai trò của centrosome, chúng ta hãy cùng nghiên cứu xem thành phần của nó bao gồm những hợp chất hữu cơ nào. Như người ta mong đợi, protein đang dẫn đầu. Chỉ cần nhắc lại rằng cấu trúc và chức năng của màng tế bào cũng phụ thuộc vào sự hiện diện của các phân tử peptit trong đó. Lưu ý rằng các protein trong centrosome có khả năng co bóp. Chúng là một phần của vi ống và được gọi là tubulin. Nghiên cứu cấu trúc bên ngoài và bên trong của trung tâm tế bào, chúng tôi đề cập đến các yếu tố phụ trợ: vệ tinh ngoại tâm mạc và phần phụ tâm tâm. Chúng bao gồm cenexin và myricitin.
Ngoài ra còn có các protein điều chỉnh sự trao đổi chất của organoid. Đây là kinase và phosphatase - các peptit đặc biệt chịu trách nhiệm tạo mầm vi ống, tức là, để hình thành phân tử hạt hoạt động, từ đó bắt đầu phát triển và tổng hợp các vi sợi hướng tâm.
Trung tâm tế bào như một cơ quan tổ chức các protein dạng sợi
Trong tế bào học, ý tưởng về centrosome là bào quan chính chịu trách nhiệm hình thành các vi ống cuối cùng đã được giữ vững. Nhờ những nghiên cứu khái quát của K. Fulton, có thể lập luận rằng trung tâm tế bàocung cấp quá trình này theo bốn cách. Ví dụ: sự trùng hợp của các sợi trục phân hạch, sự hình thành các tâm trung tâm, tạo ra một hệ thống xuyên tâm của các vi ống trong tế bào giữa các pha, và cuối cùng là tổng hợp các nguyên tố trong cilium sơ cấp. Đây là một đặc điểm hình thành đặc biệt của trung thể mẹ. Bằng cách nghiên cứu cấu trúc và chức năng của màng tế bào, các nhà khoa học phát hiện ra nó dưới kính hiển vi điện tử ở trung tâm tế bào sau khi phân bào giảm nhiễm hoặc tại thời điểm bắt đầu nguyên phân. Trong giai đoạn G2 của interphase, cũng như trong giai đoạn đầu của prophase, cilium biến mất. Theo thành phần hóa học của nó, nó bao gồm các phân tử tubulin và là một nhãn để có thể xác định được một centriole mẹ trưởng thành. Vậy sự trưởng thành của centrosome xảy ra như thế nào? Hãy xem xét tất cả các sắc thái của quá trình này.
Các giai đoạn hình thành tâm thể
Các nhà tế bào học đã xác định rằng các trung tâm thể của con gái và mẹ tạo thành lưỡng bội không giống nhau về cấu trúc. Vì vậy, cấu trúc trưởng thành được bao bọc bởi một lớp chất ở xung quanh - một quầng nguyên phân. Sự trưởng thành hoàn toàn của centriole con mất nhiều hơn một chu kỳ sống của tế bào. Vào cuối giai đoạn G1 của chu kỳ tế bào thứ hai, tâm thể mới đã hoạt động như một cơ quan tổ chức các vi ống và có khả năng hình thành các sợi hình thoi phân hạch, cũng như hình thành các bào quan chuyển động đặc biệt. Chúng có thể là lông mao và lông roi, được tìm thấy trong động vật nguyên sinh đơn bào (ví dụ, euglena xanh, ciliates-giày), cũng như trong nhiều loài tảo, chẳng hạn như chlamydomonas. Lá roi hình thành do các vi ống của trung tâm tế bào được cung cấp nhiềubào tử trong tảo, cũng như tế bào mầm của động vật và con người.
Vai trò của nhân trung tâm trong đời sống tế bào
Như vậy, chúng ta đã thấy rằng một trong những bào quan nhỏ nhất của tế bào (chiếm dưới 1% thể tích tế bào) đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa sự trao đổi chất của cả tế bào động thực vật. Vi phạm sự hình thành trục phân chia dẫn đến hình thành các tế bào con bị khiếm khuyết về mặt di truyền. Bộ nhiễm sắc thể của chúng khác với số lượng bình thường, điều này dẫn đến sai lệch nhiễm sắc thể. Kết quả là, sự phát triển của các cá thể bất thường hoặc cái chết của họ. Trong y học, thực tế về mối quan hệ giữa số lượng trung tâm và nguy cơ phát triển ung thư đã được thiết lập. Ví dụ, nếu các tế bào da bình thường chứa 2 trung tâm, thì sinh thiết mô trong trường hợp ung thư da cho thấy số lượng của chúng tăng lên 4-6. Những kết quả này cung cấp bằng chứng cho vai trò quan trọng của centrosome trong việc kiểm soát quá trình phân chia tế bào. Dữ liệu thực nghiệm gần đây chỉ ra vai trò quan trọng của bào quan này trong quá trình vận chuyển nội bào. Cấu trúc độc đáo của trung tâm tế bào cho phép nó điều chỉnh cả hình dạng và sự thay đổi của tế bào. Trong một đơn vị đang phát triển bình thường, centrosome nằm bên cạnh bộ máy Golgi, gần nhân, và cùng với chúng cung cấp các chức năng tích hợp và tín hiệu trong việc thực hiện nguyên phân, meiosis, cũng như quá trình chết theo chương trình của tế bào - apoptosis. Đó là lý do tại sao các nhà tế bào học hiện đại coi centrosome là một cơ quan thống nhất quan trọng của tế bào, chịu trách nhiệm cho cả sự phân chia của nó và cho toàn bộtrao đổi chất tổng thể.
