Terbukti bahwa sel-sel organisme eukariotik diwakili oleh sistem membran yang membentuk organel dengan komposisi protein-fosfolipid. Namun, ada pengecualian penting untuk aturan ini. Dua organel (pusat sel dan ribosom), serta organel gerak (flagella dan silia) memiliki struktur non-membran. Bagaimana mereka dididik? Dalam karya ini, kami akan mencoba menemukan jawaban atas pertanyaan ini, dan juga mempelajari struktur pusat sel dari sel, yang sering disebut sentrosom.
Apakah semua sel mengandung pusat sel
Fakta pertama yang menarik bagi para ilmuwan adalah keberadaan opsional organoid ini. Jadi, pada jamur yang lebih rendah - chytridiomycetes - dan pada tanaman yang lebih tinggi, tidak ada. Ternyata, dalam alga, dalam sel manusia dan pada kebanyakan hewan, keberadaan pusat sel diperlukan untuk pelaksanaan proses mitosis dan meiosis. Sel somatik dibagi dengan cara pertama, dan sel kelamin dibagi dengan cara lain. Peserta wajib dalam kedua proses tersebut adalahsentrosom. Divergensi sentriolnya ke kutub sel yang membelah dan peregangan filamen spindel fisi di antara keduanya memastikan divergensi lebih lanjut dari kromosom yang melekat pada filamen ini dan ke kutub sel induk.
Studi mikroskopis mengungkapkan fitur struktural pusat sel. Ini mencakup dari satu hingga beberapa benda padat - sentriol, dari mana mikrotubulus menyebar. Mari kita pelajari lebih detail penampilan, serta struktur pusat sel.
Sentrosom dalam sel interfase
Dalam siklus hidup sel, pusat sel dapat dilihat selama periode yang disebut interfase. Dua mikrosilinder biasanya terletak di dekat membran inti. Masing-masing terdiri dari tabung protein, dikumpulkan dalam tiga bagian (kembar tiga). Sembilan struktur seperti itu membentuk permukaan sentriol. Jika ada dua dari mereka (yang paling sering terjadi), maka mereka terletak di sudut kanan satu sama lain. Selama periode kehidupan antara dua pembelahan, struktur pusat sel di dalam sel hampir sama pada semua eukariota.
Ultrastruktur sentrosom
Menjadi mungkin untuk mempelajari secara rinci struktur pusat sel sebagai hasil dari penggunaan mikroskop elektron. Para ilmuwan telah menemukan bahwa silinder sentrosom memiliki dimensi berikut: panjangnya 0,3-0,5 mikron, diameternya 0,2 mikron. Jumlah sentriol berlipat ganda sebelum pembagian dimulai. Ini diperlukan agar sel ibu dan anak itu sendiri, sebagai hasil pembelahan, menerimapusat sel, terdiri dari dua sentriol. Ciri-ciri struktural pusat sel terletak pada kenyataan bahwa sentriol yang menyusunnya tidak setara: salah satunya, yang dewasa (ibu), mengandung elemen tambahan: satelit pericentriolar dan pelengkapnya. Sentriol yang belum matang memiliki tempat khusus yang disebut jungkir balik.
Perilaku sentrosom pada mitosis
Sudah diketahui bahwa pertumbuhan suatu organisme, serta reproduksinya, terjadi pada tingkat unit dasar alam hidup, yaitu sel. Struktur sel, lokalisasi dan fungsi sel, serta organelnya, dipertimbangkan oleh sitologi. Terlepas dari kenyataan bahwa para ilmuwan telah melakukan banyak penelitian, pusat sel masih kurang dipelajari, meskipun perannya dalam pembelahan sel telah dijelaskan sepenuhnya. Pada profase mitosis dan pada profase pembelahan reduksi meiosis, sentriol menyimpang ke arah kutub sel induk, dan kemudian benang spindel fisi terbentuk. Mereka melekat pada sentromer penyempitan primer kromosom. Untuk apa?
Spindel pembelahan sel anafase
Eksperimen G. Boveri, A. Neil dan ilmuwan lain memungkinkan untuk menetapkan bahwa struktur pusat sel dan fungsinya saling berhubungan. Kehadiran dua sentriol yang terletak secara bipolar terhadap kutub sel, dan filamen gelendong di antara keduanya, memastikan distribusi kromosom yang terhubung ke mikrotubulus ke masing-masing kutub sel induk secara merata.
Dengan demikian, jumlah kromosom akan sama pada sel anak sebagai hasil mitosis, atau setengahnya (pada meiosis) seperti pada sel induk asli. Yang menarik adalah fakta bahwa struktur pusat sel berubah dan berkorelasi dengan tahapan siklus hidup sel.
Analisis kimia organel
Untuk lebih memahami fungsi dan peran sentrosom, mari kita pelajari senyawa organik apa saja yang termasuk dalam komposisinya. Seperti yang diharapkan, protein memimpin. Cukuplah untuk diingat bahwa struktur dan fungsi membran sel juga bergantung pada keberadaan molekul peptida di dalamnya. Perhatikan bahwa protein dalam sentrosom memiliki kemampuan kontraktil. Mereka adalah bagian dari mikrotubulus dan disebut tubulin. Mempelajari struktur eksternal dan internal pusat sel, kami menyebutkan elemen tambahan: satelit pericentriolar dan pelengkap sentriol. Mereka termasuk cenexin dan myricitin.
Ada juga protein yang mengatur metabolisme organoid. Ini adalah kinase dan fosfatase - peptida khusus yang bertanggung jawab untuk nukleasi mikrotubulus, yaitu, untuk pembentukan molekul benih aktif, dari mana pertumbuhan dan sintesis mikrofilamen radial dimulai.
Pusat sel sebagai pengatur protein fibrilar
Dalam sitologi, gagasan tentang sentrosom sebagai organel utama yang bertanggung jawab untuk pembentukan mikrotubulus akhirnya diterima. Berkat studi generalisasi K. Fulton, dapat dikatakan bahwa pusat selmenyediakan proses ini dalam empat cara. Misalnya: polimerisasi filamen spindel fisi, pembentukan sentriol, penciptaan sistem radial mikrotubulus dalam sel interfase, dan, akhirnya, sintesis unsur-unsur dalam silia primer. Ini adalah karakteristik formasi khusus dari sentriol ibu. Dengan mempelajari struktur dan fungsi membran sel, para ilmuwan mendeteksinya di bawah mikroskop elektron di pusat sel setelah pembelahan sel mitosis atau pada saat permulaan mitosis. Pada tahap G2 interfase, serta pada tahap awal profase, silia menghilang. Menurut komposisi kimianya, ia terdiri dari molekul tubulin dan merupakan label yang dengannya sentriol ibu yang matang dapat diidentifikasi. Jadi bagaimana pematangan sentrosom terjadi? Pertimbangkan semua nuansa dari proses ini.
Tahapan Pembentukan Sentriol
Cytologists telah menetapkan bahwa anak perempuan dan sentriol ibu yang membentuk diplosome tidak sama dalam struktur. Jadi, struktur dewasa dibatasi oleh lapisan zat pericentriolar - halo mitosis. Pematangan penuh dari sentriol anak membutuhkan waktu lebih lama dari satu siklus hidup sel. Pada akhir tahap G1 dari siklus sel kedua, sentriol baru sudah bertindak sebagai pengatur mikrotubulus dan mampu membentuk filamen gelendong fisi, serta pembentukan organel gerakan khusus. Mereka bisa berupa silia dan flagela, ditemukan pada protozoa uniseluler (misalnya, euglena hijau, sepatu ciliates), serta di banyak alga, seperti klamidomona. Flagela terbentuk karena mikrotubulus pusat sel disuplai dengan banyakspora dalam alga, serta sel germinal hewan dan manusia.
Peran sentrosom dalam kehidupan sel
Jadi, kita telah melihat bahwa salah satu organel sel terkecil (menempati kurang dari 1% volume sel) memainkan peran utama dalam mengatur metabolisme sel tumbuhan dan hewan. Pelanggaran pembentukan gelendong pembelahan memerlukan pembentukan sel anak yang cacat secara genetik. Set kromosom mereka berbeda dari jumlah normal, yang menyebabkan penyimpangan kromosom. Akibatnya, perkembangan individu menjadi abnormal atau kematian mereka. Dalam kedokteran, fakta hubungan antara jumlah sentriol dan risiko kanker berkembang telah ditetapkan. Misalnya, jika sel kulit normal mengandung 2 sentriol, maka biopsi jaringan dalam kasus kanker kulit menunjukkan peningkatan jumlahnya menjadi 4-6. Hasil ini memberikan bukti untuk peran kunci dari sentrosom dalam kontrol pembelahan sel. Data eksperimental terbaru menunjukkan peran penting organel ini dalam proses transportasi intraseluler. Struktur unik dari pusat sel memungkinkannya untuk mengatur baik bentuk sel maupun perubahannya. Dalam unit yang berkembang secara normal, sentrosom terletak di sebelah aparatus Golgi, dekat nukleus, dan bersama-sama dengan mereka menyediakan fungsi integratif dan pensinyalan dalam pelaksanaan mitosis, meiosis, serta kematian sel terprogram - apoptosis. Itulah sebabnya ahli sitologi modern menganggap sentrosom sebagai organel pemersatu sel yang penting, yang bertanggung jawab baik untuk pembelahannya maupun untuk keseluruhannya.metabolisme keseluruhan.
