中心体:定義、構造、機能(図付き)

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著者: Judy Howell
作成日: 1 J 2021
更新日: 16 11月 2024
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細胞の構造と機能(細胞小器官まとめ)
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中心体 (「中間体」)は、ほとんどの動植物の細胞に見られる構造です。このオルガネラから、タンパク質構造として知られている 微小管 形成して拡張します。

これらの微小管は、微小管組織化センター(MTOC)から出現し、細胞の生涯を通じて多くの真核細胞の機能とプロセスに不可欠です。それらはおそらく細胞分裂のプロセスにおける重要な役割で最もよく知られています。 有糸分裂 (細胞核物質の娘核への分割)に続いて、短い順序で 細胞質分裂 (細胞全体の娘細胞への分割)。

この分割プロセスは、 中心 中心体の。

中心点の構造

中心体は中心小体を含む構造体で、有糸分裂紡錘体として機能する微小管を生じます。想像することはたくさんあるので、これらのそれぞれを用語で見ると、中心体の物理的なセットアップのより明確なアイデアが得られます。

中に 間期、これは細胞が活発に分裂していない期間であり、各細胞には一対の中心小体を含む1つの中心体が含まれています。これらの中心小体はそれぞれ、円筒状に配置された9個の微小管トリプレットで構成されています。つまり、1つの中心点には合計で 27個の微小管 端から端まで実行します。 2つの中心点は、互いに直角に向けられています。トリプレット自体は、一列に並んだ小さな平行なパイプに似ています。
間期で何が起こるかについての詳細をご覧ください。

また、間期中に、中心体とその中心小体を含むすべての細胞の基本成分が複製されます。最初は、2つの中心体、または中心小体のペアは物理的に近接したままです。有糸分裂が完全に進行すると、2つの中心体 両端に向かって移動する 2つの娘細胞に分割する準備をしている細胞の。

中心体とセントロメア: 「中心体」も「中心体」も混同されるべきではありません セントロメア、これは有糸分裂の一部として分裂する準備をしている染色体の姉妹染色分体間の物理的接合部です。)

前述のように、微小管は細胞内でさまざまな機能を持っていますが、細胞分裂の主な目的は、分裂プロセス中に細胞成分の分離を制御および実行するのに役立つ紡錘繊維として機能することです。

細胞骨格の一部としての中心体

に加えて 有糸分裂、中心体は細胞内で重要な構造的役割を果たす。 微小管 そのフォーム 細胞骨格、これは細胞に形と完全性を与えるものです。

細胞を、丸い容器にすぎない壊れやすいゼラチン状の塊と想像するのは魅力的かもしれませんが、すべての細胞は、細胞の内外を通過する物質とそうでない物質を注意深く制御する膜を含め、非常に動的です。

微小管細胞の主な機能について詳しく読む。

それらの目的は、あなた自身の身体の骨格の目的と似ています。これは、他の人に一般的な物理的形状を与え、臓器、筋肉、組織などの他の重要な物理的要素を保持する一種のラックとして機能します

細胞骨格の配置と構成: 細胞骨格を形成する微小管は、細胞内部の細胞質を貫通し、細胞境界と中心付近の核との間に一連のブレースを形成します。これらの細管は順番にと呼ばれるタンパク質で作られたモノマー単位で構成されています チューブリン.

このチューブリンは、自然界の多くのタンパク質と同様に、さまざまなサブタイプがあります。微小管で最も一般的なものは次のとおりです。

おそらく中心体の存在下でのみ、これらのモノマーは自発的に微小管になります。おそらく同じように、おそらく卵、砂糖、チョコレートは人間のいるキッチンの存在下でのみクッキーになります。

さらに、タンパク質と呼ばれる ダイニン そして キネシン 有糸分裂に参加する;これらは、中期プレートに沿って並ぶ、すぐに分裂する染色体に沿って、またはその近くで、微小管の端を正しい位置に向けるのに役立ちます。

中心体の重要性: 間期の中心体の複製がどのように正確に起こるかはまだ知られていない。また、中心体と中心小体はほとんどの植物細胞に出現しますが、 有糸分裂は、これらの構造のない植物で発生する可能性があります。実際、一部の動物細胞では、中心小体が意図的に破壊された場合でも有糸分裂が機能する可能性がありますが、これは一般的に非常に多くの複製エラーをもたらします。

したがって、 中心体はある程度の制御を与えるのに役立ちます 全体のプロセスにわたって、生化学者はこのメカニズムを解明しようと努力しています がんの発生と進行 および細胞の複製と分裂を条件とするその他の障害。

•••ダナ・チェン|サイエンス

細胞分裂における中心体の役割

細胞分裂は細胞生物学の重要な要素です。中心体はこのプロセスで主要な役割を果たします。

単一の中心体の2つの中心小体は互いに直角に向けられていることを忘れないでください。つまり、これらの中心小体の微小管は、互いに垂直な2つの方向のいずれかに配列されます。また、まだ分裂していない細胞の2つの中心体は間期細胞の両端にあることを思い出してください。

この幾何学の意味は、有糸分裂の紡錘繊維が形成し始めると、 両側から伸びる (または「極”)細胞の中心に向かって、最終的に細胞分裂が最も明確になり、 彼らはまた、外側に拡張または「ファン」 各中心体自体からさまざまな方向に。

閉じた握りこぶしをわずかに離した状態で保持してから、新しく開いた指を互いに向かって伸ばしながらゆっくりと開きます。これは、有糸分裂が進むにつれて中心体で展開するものの一般的な図を提供します。

有糸分裂自体には4つのフェーズが含まれます(5つとしてリストされることもあります)。順番に、これらは次のとおりです。

いくつかのソースも含まれています 前中期 前期と中期の間。有糸分裂が進行すると、各極で新生有糸分裂紡錘体から成長する微小管が細胞の中心に向かって移動します。ここで、ペアに配置された複製染色体は、いわゆる 中期プレート (それに沿って核の切断が発生する目に見えない線)。

スピンドル繊維のこれらの範囲の端は、次の3つの場所のいずれかに巻き付きます。 キネトコア 各染色体ペアの。これは、染色体が実際に分離する構造です。染色体の腕に;そして細胞質自体の細胞の反対側にあり、これらの繊維の起点よりも反対側の中心体に近い。

稼働中のスピンドル繊維: 紡錘繊維の末端のアンカーポイントの範囲は、有糸分裂プロセスの優雅さと複雑さを証明しています。それは一種の「綱引き」ですが、非常にうまく調整されなければならないので、分割はすべての染色体ペアの正確な中間を「通り抜け」、 各娘細胞は、各ペアからちょうど1つの染色体を受け取ります。

したがって、紡錘体繊維は、細胞分裂が強力であるだけでなく正確であることを確認するために、いくつかの「押し出し」と大量の「引っ張り」を行います。 微小管は核の分裂のみに関与しますが、細胞全体の分裂にも関与します (すなわち、細胞質分裂)およびそれ自体の細胞膜における各新しい娘細胞の再封入。

おそらくこれをすべて想像する1つの方法:細胞には筋肉はありませんが、微小管は細胞成分と同じくらい近くにあります。

Centrioleレプリケーション

前述のように、細胞の中心体は間期中に複製します。これは、有糸分裂の間の細胞周期の比較的長い部分です。中心体の中心小体の複製は完全ではない 保守的、 つまり、形成された2つの娘中心体は、保守的なプロセスで発生するように、完全に同一ではありません。代わりに、中心小体複製は 半保守的.

中に中心体複製の正確なメカニズム Sフェーズ(合成フェーズ) 細胞間期の完全に理解されていないまま、科学者たちは、中心小体が分裂するとき、 結果として生じる中心点の1つは「母」の特性を保持します 操作可能な微小管を生成できます。

この中心小体には「幹細胞のような」特性がありますが、もう一方の「娘」は完全に分化します。各分割セルには、各極に母娘中心点ペアが1つあるため、 ご想像のとおり、各新しい娘細胞には、各ペアに1つの母親中心点と1つの娘中心点が含まれています。 間もなく続く間期中に、この中心小体は分裂して、再び2つの母親中心小体-娘中心小体ペアを作成します。

分化した構造の中心: 各ペアの直角中心小体間の機能の微妙な違いは、たとえば、母小中心が細胞の原形質膜の内部に付着して、 基礎体。この体は通常、運動性ではない繊毛、または毛のような多微小管延長部の一部です。つまり、動きません。

一部 繊毛 (「キリウム」の複数形)形式 べん毛 (単一の「鞭毛」)移動し、多くの場合、細胞全体を推進しますが、他の場合には、鞭毛の領域から破片を取り除く種類のミニチュアほうきとして機能します。

生物学者は中心体の正確なダイナミクスについて多くのことを学ぶ必要がありますが、癌は異常な細胞分裂の場合に中心体で何がうまくいかないかの窓を提供します。研究者は、例えば、 がん細胞には異常な数の中心体が含まれていることが多い 予想される1つまたは2つではなく、特定の抗がん剤(タキソールやビンクリスチンなど)は、微小管の集合を妨げることで効果を発揮します。

繊毛形成における役割

鞭毛は微小管の集合体であり、移動を可能にします。 精子細胞。鞭毛は、原形質膜の内面上の単一の基底体から発生します。したがって、精子細胞には単一の中心小体ペアが含まれます。

精子細胞の最終的な運命は、 卵細胞、卵細胞には基底体がありません。それは、新しく形成された接合子(卵子精子の結合と生殖における新しい生物の生成の最初のステップの産物)が分裂できることを保証する精子です。 中心点には、分割プロセスに必要な指示とコンポーネントが含まれます。

一部の生物は特定の細胞に繊毛を持っています。これには、あなた自身の気道の細胞の一部が含まれます。の 上皮 (表面細胞。皮膚は一種の上皮です)肺の内側を覆う多数の接続された基底体を形成します。これが実際に繊毛です。これらの繊毛細胞の管状延長部は、粘液および粒子状物質に沿って移動するように機能し、したがって肺の内部を保護します。