Эукариоттық организмдердің жасушалары белок-фосфолипидті құрамды органоидтарды құрайтын мембраналар жүйесімен ұсынылғаны дәлелденді. Дегенмен, бұл ережеден маңызды ерекшелік бар. Екі органеллалар (жасуша орталығы және рибосома), сондай-ақ қозғалыс органеллалары (жүгі және кірпікшелер) мембраналық емес құрылымға ие. Олар қалай білім алады? Бұл жұмыста біз осы сұраққа жауап табуға тырысамыз, сонымен қатар көбінесе центросома деп аталатын жасушаның жасуша орталығының құрылымын зерттейміз.
Барлық ұяшықтарда ұяшық орталығы бар ма
Ғалымдарды қызықтыратын бірінші факт - бұл органоидтың міндетті емес болуы. Сонымен, төменгі сатыдағы саңырауқұлақтарда – хитридиомицеттер – ал жоғары сатыдағы өсімдіктерде ол жоқ. Белгілі болғандай, балдырларда, адам жасушаларында және жануарлардың көпшілігінде митоз және мейоз процестерін жүзеге асыру үшін жасуша орталығының болуы қажет. Соматикалық жасушалар бірінші жолмен, ал жыныс жасушалары басқа жолмен бөлінеді. Екі процестің де міндетті қатысушысы болып табыладыцентросома. Оның центриолдарының бөлінетін жасушаның полюстеріне қарай ауытқуы және олардың арасындағы бөлінетін шпиндель жіптерінің созылуы осы жіптерге және аналық жасушаның полюстеріне бекітілген хромосомалардың әрі қарай дивергенциясын қамтамасыз етеді.
Микроскопиялық зерттеулер жасуша орталығының құрылымдық ерекшеліктерін анықтады. Оған бірден бірнешеге дейін тығыз денелер – центриолдар кіреді, олардан микротүтікшелер шығып тұрады. Жасуша орталығының сыртқы түрін, сондай-ақ құрылымын толығырақ зерттейік.
Интерфазалық жасушадағы центросома
Жасушаның өмірлік циклінде жасуша орталығын интерфаза деп аталатын кезеңде көруге болады. Екі микроцилиндр әдетте ядролық мембрананың жанында орналасады. Олардың әрқайсысы үш бөлікке (үштік) жиналған ақуыз түтіктерінен тұрады. Осындай тоғыз құрылым центриолдың бетін құрайды. Егер олардың екеуі болса (бұл жиі орын алады), онда олар бір-біріне тік бұрышта орналасқан. Екі бөліну арасындағы тіршілік кезеңінде жасушадағы жасуша орталығының құрылымы барлық эукариоттарда бірдей дерлік болады.
Центросоманың ультрақұрылымы
Электрондық микроскопты қолдану нәтижесінде жасуша орталығының құрылымын егжей-тегжейлі зерттеу мүмкін болды. Ғалымдар центросома цилиндрлерінің мынадай өлшемдері бар екенін анықтады: олардың ұзындығы 0,3-0,5 мкм, диаметрі 0,2 мкм. Бөліну басталғанға дейін центриолдар саны екі есе артады. Бұл бөліну нәтижесінде ана мен қыз жасушаларының өздері қабылдауы үшін қажетекі центриолдан тұратын жасуша орталығы. Жасуша орталығының құрылымдық ерекшеліктері оны құрайтын центриолалардың эквивалентсіздігінде: олардың бірінде, жетілген (аналық) құрамында қосымша элементтер бар: перицентриолярлық серік және оның қосалқылары. Пісіп жетілмеген центриолдың арба дөңгелегі деп аталатын арнайы орны бар.
Митоздағы центросоманың әрекеті
Ағзаның өсіп-өнуі де, көбеюі де тірі табиғаттың элементар бірлігі, яғни жасуша деңгейінде жүретіні белгілі. Жасушаның құрылымын, локализациясын және жасушаның функцияларын, сондай-ақ оның органоидтарын цитология қарастырады. Ғалымдар көптеген зерттеулер жүргізгенімен, жасушаның бөлінуіндегі рөлі толық анықталғанымен, жасуша орталығы әлі де жеткіліксіз зерттелген. Митоздың профазасында және мейоздың редукциялық бөлінуінің профазасында центриолдар аналық жасушаның полюстеріне қарай ауытқиды, содан кейін бөліну шпиндельінің жіпі түзіледі. Олар хромосомалардың бірінші реттік тарылуының центромерлеріне бекітіледі. Бұл не үшін?
Жасушаның анафазалық бөліну шпинделі
Г. Бовери, А. Нил және басқа ғалымдардың тәжірибелері жасуша орталығының құрылымы мен оның қызметтері өзара байланысты екенін анықтауға мүмкіндік берді. Жасушаның полюстеріне қатысты биполярлы орналасқан екі центриолдың және олардың арасындағы шпиндельді жіптердің болуы аналық жасушаның әрбір полюсіне микротүтікшелермен байланысқан хромосомалардың біркелкі таралуын қамтамасыз етеді.
Осылайша, хромосомалардың саны митоз нәтижесінде еншілес жасушаларда бірдей немесе бастапқы аналық жасушадағыдай екі есе көп (мейозда) болады. Жасуша орталығының құрылымының өзгеруі және жасушаның өмірлік циклінің кезеңдерімен корреляциялануы ерекше қызығушылық тудырады.
Органелланың химиялық анализі
Центросоманың қызметі мен рөлін жақсырақ түсіну үшін оның құрамына қандай органикалық қосылыстар кіретінін зерттейік. Бір күткендей, ақуыздар жетекші болып табылады. Жасуша мембранасының құрылымы мен қызметтері де ондағы пептидтік молекулалардың болуына байланысты екенін еске түсіру жеткілікті. Центросомадағы белоктардың жиырылу қабілеті бар екенін ескеріңіз. Олар микротүтікшелердің бөлігі болып табылады және тубулиндер деп аталады. Жасуша орталығының сыртқы және ішкі құрылымын зерттей отырып, біз көмекші элементтерді атап өттік: перицентриолярлық серіктерді және центриольдік қосымшаларды. Оларға ценексин және мирицитин кіреді.
Органоидтың метаболизмін реттейтін белоктар да бар. Бұл киназа және фосфатаза – микротүтікшелердің ядролануына, яғни белсенді тұқым молекуласының түзілуіне жауапты арнайы пептидтер, олардан радиалды микрофиламенттердің өсуі мен синтезі басталады.
Жасуша орталығы фибриллярлық ақуыздардың ұйымдастырушысы ретінде
Цитологияда центросоманың микротүтікшелердің түзілуіне жауап беретін негізгі органоид ретіндегі идеясы ақыры орын алды. К. Фултонның жалпылама зерттеулерінің арқасында жасуша орталығы деп айтуға боладыбұл процесті төрт жолмен қамтамасыз етеді. Мысалы: бөлінетін шпиндель жіптерінің полимерленуі, центриолдардың түзілуі, интерфазалық жасушада микротүтіктердің радиалды жүйесін құру, ең соңында, біріншілік кірпікшедегі элементтердің синтезі. Бұл аналық центриолаға тән ерекше формация. Жасуша қабықшасының құрылысы мен қызметін зерттей отырып, ғалымдар оны электронды микроскоп арқылы жасуша орталығында митоздық жасуша бөлінуінен кейін немесе митоздың басталу кезінде анықтайды. Интерфазаның G2 сатысында, сондай-ақ профазаның ерте кезеңдерінде кірпікшелер жойылады. Химиялық құрамы бойынша ол тубулин молекулаларынан тұрады және жетілген аналық центриолды анықтауға болатын белгі болып табылады. Сонымен центросоманың жетілуі қалай жүреді? Бұл процестің барлық нюанстарын қарастырыңыз.
Центриоль түзілу кезеңдері
Цитологтар диплосоманы құрайтын аналық және аналық центриолалардың құрылымы жағынан бірдей емес екенін анықтады. Сонымен, жетілген құрылым перицентриолярлы заттың қабатымен шектеседі - митоздық ореол. Аналық центриолдың толық жетілуі бір жасушаның өмірлік циклінен көп уақытты алады. Екінші жасушалық циклдің G1 кезеңінің соңында жаңа центриоль қазірдің өзінде микротүтікшелердің ұйымдастырушысы ретінде әрекет етеді және ыдырау шпиндельді жіптерді қалыптастыруға, сондай-ақ арнайы қозғалыс органеллаларын қалыптастыруға қабілетті. Олар біржасушалы қарапайымдыларда (мысалы, жасыл эвглена, кірпікшелер-аяқ), сондай-ақ хламидомонадтар сияқты көптеген балдырларда кездесетін кірпікшелер мен жікшікті болуы мүмкін. Жасуша орталығының микротүтікшелерінен пайда болған жалаушалар көптеген заттармен қамтамасыз етіледібалдырлардағы споралар, сондай-ақ жануарлар мен адамдардың жыныс жасушалары.
Центросоманың жасуша тіршілігіндегі рөлі
Сонымен, біз ең кішкентай жасуша органеллаларының бірі (жасуша көлемінің 1%-дан азын алады) өсімдік және жануарлар жасушаларының метаболизмін реттеуде жетекші рөл атқаратынын көрдік. Бөліну шпиндельінің қалыптасуының бұзылуы генетикалық ақаулы еншілес жасушалардың пайда болуына әкеледі. Олардың хромосома жинақтары қалыпты саннан ерекшеленеді, бұл хромосомалық аберрацияға әкеледі. Нәтижесінде қалыптан тыс жеке тұлғалардың дамуы немесе олардың өлімі. Медицинада центриолдар саны мен қатерлі ісіктің даму қаупі арасындағы байланыс фактісі анықталды. Мысалы, қалыпты тері жасушаларында 2 центриол болса, тері ісігі кезіндегі тіндік биопсияның нәтижесінде олардың саны 4-6-ға дейін артады. Бұл нәтижелер жасушаның бөлінуін бақылаудағы центросоманың негізгі рөлін дәлелдейді. Жақында жүргізілген тәжірибелік деректер бұл органоидтың жасушаішілік тасымалдау процестеріндегі маңызды рөлін көрсетеді. Жасуша орталығының ерекше құрылымы оған жасушаның пішінін де, оның өзгеруін де реттеуге мүмкіндік береді. Қалыпты дамып келе жатқан бөлімшеде центросома Гольджи аппаратының жанында, ядроға жақын орналасады және олармен бірге митоз, мейоз, сондай-ақ программаланған жасуша өлімі – апоптозды жүзеге асыруда интегративті және сигналдық қызметтерді қамтамасыз етеді. Сондықтан қазіргі цитологтар центросоманы жасушаның бөлінуіне де, тұтастығына да жауапты маңызды біріктіруші органоид деп санайды.жалпы метаболизм.
