Введение
Органелла в эукариотических клетках, которая формирует реснички и организует митотический шпиндель. В клеточной биологии центриоль – это цилиндрическая органелла, состоящая главным образом из белка, называемого тубулином. Центриоли встречаются в большинстве эукариотических клеток, но отсутствуют у хвойных (Pinophyta), цветковых растений (ангиоспорм) и большинства грибов, и присутствуют лишь в мужских гаметах харофитов, мхов, папоротникообразных, цикадовых и гинкго. Пара центриолей, окруженная высокоорганизованной массой плотного материала, называемого перицентриолярным материалом (PCM), составляет структуру, называемую центросомой. Другие белки включают центрин, ценексин и тектин. Основная функция центриолей – формирование ресничек в интерфазе, а также астера и шпинделя во время клеточного деления.
In cell biology a centriole is a cylindrical organelle composed mainly of a protein called tubulin. Centrioles are found in most eukaryotic cells, but are not present in conifers (Pinophyta), flowering plants (angiosperms) and most fungi, and are only present in the male gametes of charophytes, bryophytes, seedless vascular plants, cycads, and Ginkgo. A bound pair of centrioles, surrounded by a highly ordered mass of dense material, called the pericentriolar material (PCM), makes up a structure called a centrosome. Additional proteins include centrin, cenexin and tektin. The main function of centrioles is to produce cilia during interphase and the aster and the spindle during cell division.
История
Центросома была открыта совместно Вальтером Флеммингом в 1875 году и Эдуардом Ван Бенеденом в 1876 году. Теодор Бовери ввёл термин "центросома" в 1888 году и термин "центриоль" в 1895 году.
Роль в клеточном делении
Центриоли участвуют в организации митотического веретена и в завершении цитокинеза. Ранее считалось, что центриоли необходимы для формирования митотического веретена в клетках животных. Однако более поздние эксперименты показали, что клетки, центриоли которых были удалены с помощью лазерной абляции, всё ещё способны пройти стадию G1 интерфазы, прежде чем центриоли будут вновь синтезированы de novo. Кроме того, мухи-мутанты, лишённые центриолей, развиваются нормально, хотя клетки взрослых особей не имеют жгутиков и ресничек, и в результате погибают вскоре после вылупления. Центриоли способны к самоудвоению во время клеточного деления.
Клеточная организация
Центриоли — очень важная часть центросом, которые участвуют в организации микротрубочек в цитоплазме. Расположение центриолей определяет положение ядра и играет ключевую роль в пространственной организации клетки.
Плодовитость
Центриоли сперматозоидов важны для двух функций: (1) формирования жгутика сперматозоида и его подвижности, и (2) развития эмбриона после оплодотворения. Сперматозоид поставляет центриоль, которая формирует центросому и систему микротрубочек зиготы.
Килиогенез
У жгутиковых и инфузорий положение жгутика или реснички определяется материнской центриолью, которая становится базальным тельцем. Неспособность клеток использовать центриоли для формирования функциональных жгутиков и ресничек связана с рядом генетических и нарушений развития. В частности, нарушение миграции центриолей перед сборкой ресничек недавно было установлено как фактор риска при синдроме Меккеля-Грубера.
Развитие животных
Правильная ориентация ресничек благодаря позиционированию центриолей к заднему полюсу клеток эмбрионального узла критически важна для формирования асимметрии влево-вправо в процессе развития млекопитающих.
Дублирование центриолей
До репликации ДНК клетки содержат два центриоли: старший материнский центриоль и младший дочерний центриоль. Во время деления клеток новый центриоль растет на проксимальном конце как материнского, так и дочернего центриолей. После дупликации две пары центриолей (новообразованный центриоль теперь является дочерним в каждой паре) остаются прикрепленными друг к другу ортогонально до митоза. В этот момент материнский и дочерний центриоли разделяются при участии фермента, называемого сепаразой. Два центриоля в центросоме связаны между собой. Материнский центриоль имеет радиальные придатки на дистальном конце своей длинной оси и прикреплен к дочернему на проксимальном конце. Каждая дочерняя клетка, образующаяся после деления, наследует одну из этих пар. Дупликация центриолей начинается одновременно с репликацией ДНК. Неизвестно, был ли у последнего общего предка один или два ресничных аппарата. Важные гены, такие как центрины, необходимые для роста центриолей, встречаются только у эукариот, но не у бактерий или архей. Центриоли могут различаться по количеству микротрубочек и могут состоять из 9 дублетов микротрубочек (как у Drosophila melanogaster) или 9 синглетов микротрубочек, как у C. elegans. Атипичные центриоли – это центриоли, лишенные микротрубочек, например, проксимальный центриоль, обнаруженный в сперматозоидах D. melanogaster, или имеющие микротрубочки без радиальной симметрии, как в дистальном центриоле человеческого сперматозоида. Атипичные центриоли могли эволюционировать как минимум восемь раз независимо в ходе эволюции позвоночных и могут развиваться в сперматозоидах после эволюции внутреннего оплодотворения. До недавнего времени было неясно, почему центриоли становятся атипичными. Атипичный дистальный центриоль формирует динамический базальный комплекс (ДБК), который, вместе с другими структурами в шейке сперматозоида, обеспечивает каскад внутреннего скольжения, связывая движения хвоста с изгибами головки. Свойства атипичного дистального центриоля позволяют предположить, что он эволюционировал в систему передачи, соединяющую двигатели хвоста сперматозоида со всем сперматозоидом, тем самым повышая его функциональность.