CentrioleDefinition、機能、植物/動物細胞の構造

定義:Centrioleとは何ですか?

真核細胞に典型的に見られる中心小体は、微小管からなる円筒形(管状構造)構造/オルガネラである。 細胞では、中心小体は染色体の分離を促進することによって細胞分裂を助ける。 このため、それらは核の近くに位置する。,

細胞分裂とは別に、中心小体は繊毛および鞭毛の形成にも関与しており、したがって細胞の動きに寄与している。

*中心小体は典型的には真核細胞に見られるが、高等植物には存在しない。 これらの植物では、細胞は細胞分裂の間に中心小体を使用しない。,2f5015ce”>

中心は次の場所にあります。

  • 動物細胞
  • 下部植物
  • 繊毛と鞭毛のベース(基底体として)

中心小体の構造

iv id=”3a99fef020″約250nmの直径と脊椎動物で150-500nmの範囲の長さを持つ、中心小体は、最大のタンパク質ベースの構造のいくつかです。, 九つの三重項微小管は、このオルガネラの最も認識可能な特徴のいくつかである。

いくつかの生物(例えばショウジョウバエおよび線虫)では、微小管はより単純であり、線虫Caenorhabditis elegansの場合のように二重微小管(ハエ)または単一微小管のいずれかとして発生する可能性がある。

ヒトでは、しかし、他の高等動物の中で、それらは中央コアの周りに(斜めに)円に配置された微小管の足場を構成する複雑な三つ子として,

*一方の端から見ると、三重項微小管は反時計回りのねじれ配列を有するように見える。

*超微細構造レベルでは、構造の三重項は、プロトフィラメント(a細管)を含む13のアルファおよびベータチューブリンで構成されている。 プロトフィラメントに組み立てられたのは、BおよびC細管として知られる10個のプロトフィラメント微小管のペアである。,

中心の部分

基本的に、中心は三つの主要な部分で構成されています。 これらには、

遠位部分

中心小体の遠位部分は、微小管(三重または二重)によって特徴付けられる。 この部分はまた、遠位部/付属器と遠位部/付属器とに分けられる。, 真核細胞は九つの遠位付属器の合計を含んでいますが、サブ遠位付属器は、細胞の種類と機能に応じて数が異なります。

構造上、遠位付属器は、中心孔の遠位端に対称的に配置されたタービンブレードに似ています。 ここでは、それぞれの付属器は、中心小子表面に対して50度の角度で三つ子のいずれかに取り付けられている。

遠位付属器とは異なり、遠位下付属器は二つまたは三つの三重項に取り付けられ、中心小子表面と直角を形成する。, 遠位下の付属器はまた、形状/形態を変化させ、場合によっては消失することさえ示されている。

形状/形態および配置の違いとは別に、遠位および亜遠位付属器も異なる機能を有する。 例えば、遠位付属器は、いくつかの細胞における繊毛形成中に中心核を付着させるのに役立つのに対し、遠位下付属器は、微小管の核形成の中心として,

セントラルコア

セントラルコアは、微小管三重項が取り付けられているセントラリオールの一部です。 C.reinhardtiiのような生物では、この構造は長さが約250nmであり、Y字型のリンカーとその内部コアに位置する樽のような構造を有する。 中心核の一部として、中心核は足場を安定させるのに役立つ。

カートホイール

カートホイールは、最も研究されたサブセントリオラー構造の一つです。, 構造面では、カートホイールは中央のハブから構成され、そこから放射する九つのスポーク/フィラメントがあります。 次に、これらのフィラメント/スポークの各々は、ピンヘッドを介して微小管のa-細管に接続される。

これらの構造の数は、生物と発達段階によって異なります。 例えば、Trichonymphaでは、cartwheelsの数は成長の間に7そして10層および成熟させたとき2から4層の間で変わるかもしれません。

ピンヘッドは、カートホイールの最も重要な構造の一つです。, ここでは、ピンヘッドは、ピンボディと微小管の間に位置するリンカーと同様に、フック状の突起を有することが示されている。 カートホイールがいくつかの種で九つの微小管の前に現れることが示されていることを考えると、構造は中心小管の微小管の数を決定するのに役立つと考えられている。,

構造の機能のいくつかは下記のものを含むことが示されています:

  • オルガネラにおける九重対称性の確立
  • 三重項微小管の配置を強化する

*中心小体の微小管は、チューブリンとして知られているタンパク質で構成されています。

植物の中心小体

高等植物には中心小体がありません。, 従って染色体の分離を促進する紡錘繊維はcentrosomeとして知られている細胞小器官によって作り出されます。

オルガネラは高等植物では欠けていますが、いくつかの下位植物で見つけることができます。 例えば、コケ、シダおよびソテツのようなそのようなより低い植物では、中心小体は精子形成(細胞分裂の形態)の間に形作るために示されていました。,

中心小体の複製

染色体と同様に、中心小体も細胞分裂中に一度重複します。 新しい娘のcentrioleが既存のcentrioleのプロダクトだったことが考えられたが(新しいcentrioleのための型板として機能します)、調査はcentriolar蛋白質の過剰発現の後で、新しいcentrioles形作ることができることを示しました。,

このため、新しい中心小体は必ずしも既存の中心小体から生じるものではありません。 しかし、既存の中心小体が完全に除去された多くの科学的研究では、重複も影響を受けました。 それにもかかわらず、単一の新しいcentrioleだけあらゆる細胞周期と作り出されます。

*新しい/娘の中心小体は、典型的には細胞周期のS期に組み立てられる。

中心体Vs中心小胞

細胞内では、中心体は核の近くに位置する重要な細胞小器官です。, 中心小体のように、中心体はいくつかの多細胞生物およびいくつかの細胞にも存在しない。

ショウジョウバエのような生物では、中心体は微小管の組織中心として機能する紡錘体の極に見ることができます。 中心小体とは異なり、中心体はアモルファス構造を有する。 中心体内には、明確に定義された構造を持つ二つの中心小体がある(中心体内の中心小体は互いに直角に配置されている)。,

セントリオールとセントロソームという用語は同じことを意味するものではありませんが、セントロソームはペリセントリオール材料として知られているタンパク質マトリックスに囲まれたセントリオールの組み合わせによって定義されることは注目に値します。 しかしながら、この配置は、細胞分裂前にのみ観察される。

細胞分裂中、中心小体のような中心体も、細胞の反対側の極に移動するにつれて分裂を開始します。

**非分裂細胞では、中心小体も鞭毛および繊毛の形成に関与している。, しかしながら、中心体は紡錘体を形成する細胞分裂にのみ関与する。

細胞分裂における中心小体の役割

細胞分裂における中心小体の役割は、それ自身の複製に直接関係しています。 新しい細胞が産生されると、それらはDNA複製で複製を開始する二つの中心小体を含む。 細胞の分裂が始まると、中心体は二つに分割され、中心小体も分離されます。,

細胞周期のS期に、新しい中心核がタンパク質成分から組み立てられ、プロセントリオールと呼ばれます。 この段階では、中心は成熟していません。 後期有糸分裂の間、若年中心小体は、既存の中心小体と直角に整列し始める。

precentrioleが既存または母centrioleに一直線に並ぶと同時に、近位端は約束として知られているプロセスの成長したcentrioleの表面に次第に並べられます。 この配置は間期まで維持される。,

タンパク質マトリックスと組み合わせて、ペリセントリオール材料、中心小体(二つの成熟した中心小体)が中心体を形成する。 細胞分裂が始まろうとしているとき、中心体は分裂し、それぞれの中心体からの微小管が徐々に細胞の中央部分に向かって成長するにつれて、細胞の反対側の極に移動し始める。

前期の間に、S期の間に複製された染色体は凝縮し、よりコンパクトになります。, 姉妹染色分体も動原体(特殊なDNA配列)で一緒に結合され、x字型の体を与えます。

有糸分裂の第二段階では、核膜はM-CDK(サイクリン依存性キナーゼ)として知られているキナーゼによる核ラミンのリン酸化によって これは紡錘繊維が染色体にアクセスすることを可能にする。

紡錘体が染色体に向かって成長するにつれて、それらは最終的に動原体で染色体に接続します。, ここでは、微小管(紡錘形微小管)は、動原体で組み立てられた運動原体として知られるタンパク質複合体に付着する。 この場合、紡錘体を染色体の動原体に接続するのはこのタンパク質複合体です。

染色体が紡錘体に取り付けられると、染色体は引き離されて分離されます。 後期では、姉妹染色分体は細胞の反対側の極に引っ張られ、最終的に独立した染色体になります。,

*染色体が引き離されているので、染色分体の分離に役立つ染色分体をつなぐコヒーシンに酵素的作用があります。

*細胞分裂の間、中心小体からの中心体の適切な発達は細胞分裂にとって重要である。 細胞分裂は、動物における中心体の非存在下で起こり得るが、微小管の組織がより多くの時間を要することを考えると、プロセスは厄介であり得る。 さらに、染色体は失われたり、間違った細胞になったりする可能性があります(Vernimmen、2018)。,

染色体についての詳細を参照してください。

繊毛および鞭毛形成における中心小体の役割

細胞分裂とは別に、中心小体は繊毛および鞭毛の形成において重要な役割を果たす。 したがって、それらは異なるタイプの細胞の運動性に寄与する。 同様に、それらは、入力信号を感知し、適切に応答する細胞の能力を付与する。,

繊毛と鞭毛基底体

本質的に、繊毛は軸索として知られている微小管ベースの構造で構成されています。,

以下の二つのタイプの繊毛があります:

  • 運動性繊毛
  • 一次繊毛(非運動性繊毛)

運動性繊毛は9+2構造(九外ダブレットだけでなく、微小管の中央ペア)を持っているのに対し、非運動性繊毛はこの構造を欠いており、主に発達と分化に寄与するセンシング/シグナル伝達に関与している。,

中心小体の基底体(繊毛を形成する)への変換において、毛様体小胞は母中心小胞と相互作用する。 これは細胞の表面に移動し、原形質膜(基底ボディ)に付す前にcentrioleの遠位端をおおう小胞で起因します。

基底体と軸索との間の領域は、遷移領域として知られている。 この領域は、微小管を毛様体膜に結びつける軸索上二重項およびY字型橋によって特徴付けられる。, この接合は、繊毛に許容される材料を決定するのに役立つ。

基底体のアクセサリ構造のいくつかは次のとおりです。

  • 基底足
  • トランジションファイバ
  • 毛様体根

*基底体が細胞上の適切な領域に達すると、微小管が軸索を形成するように配置される。 これは繊毛と鞭毛の基本的な構造(骨格)です。,

*繊毛および鞭毛の形成とは別に、中心小体はこれらの構造(繊毛および鞭毛)によって動きの方向を制御することが示されている。 これにより、セルがある場所から別の場所に効果的に移動することが可能になります。 繊毛を使用する細胞では、繊毛は、細胞が所定の方向に迅速に移動することを可能にする方法で整列される。,

*数と長さの違い(鞭毛は繊毛に比べて長く数が少ない)にもかかわらず、運動性繊毛と鞭毛は同様の内部構造を有することが示されている(構造は9+2配列に基づいている)。

一次繊毛

人体では、少数の細胞だけが運動性繊毛を持っています。 これらのいくつかには、精子細胞および脳小胞に位置する上衣細胞が含まれる。, しかしながら、大部分の細胞は原発性繊毛を有する。

それらは微小管の中心ペアを欠いているので、一次繊毛は運動性ができず、いくつかの本では麻痺していると記載されています(つまり、彼らは運動性ができないということを意味します)。 これらの繊毛のいくつかは、非常に短いため、細胞の表面を越えて突出しない。

一次繊毛は科学者によって痕跡の構造であると考えられていましたが、欠陥のある一次繊毛は、体内で果たす役割を持っていること, 腎臓尿細管細胞の原発性繊毛の精密検査に基づいて、原発性繊毛は細胞がそれに応じて応答することを可能にするセンサーとして作用することが明

例えば、腎臓尿細管の細胞において、一次繊毛は、カルシウムレベルの変化を検出し、これらのイオンが細胞に入るためのカルシウムチャネルの開閉を調節することができる機械受容体であることが示された。 同時に、彼らはシグナリングに関与しています。,

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