Ապացուցված է, որ էուկարիոտ օրգանիզմների բջիջները ներկայացված են թաղանթների համակարգով, որոնք կազմում են պրոտեին-ֆոսֆոլիպիդային կազմի օրգանելներ։ Այնուամենայնիվ, այս կանոնից կա մի կարևոր բացառություն. Երկու օրգանոիդներ (բջջային կենտրոն և ռիբոսոմ), ինչպես նաև շարժական օրգանոիդներ (դրոշակներ և թարթիչներ) ունեն ոչ թաղանթային կառուցվածք։ Ինչպե՞ս են նրանք կրթված։ Այս աշխատանքում մենք կփորձենք գտնել այս հարցի պատասխանը, ինչպես նաև կուսումնասիրենք բջջի բջջի կենտրոնի կառուցվածքը, որը հաճախ կոչվում է ցենտրոսոմ:
Բոլոր բջիջները պարունակու՞մ են բջջային կենտրոն
Առաջին փաստը, որը հետաքրքրում է գիտնականներին, այս օրգանոիդի կամայական առկայությունն է: Այսպիսով, ստորին սնկերում՝ քիթրիդիոմիցետներում, իսկ բարձր բույսերում՝ այն բացակայում է։ Ինչպես պարզվեց, ջրիմուռներում, մարդու բջիջներում և կենդանիների մեծ մասում բջջային կենտրոնի առկայությունը անհրաժեշտ է միտոզի և մեյոզի գործընթացների իրականացման համար։ Սոմատիկ բջիջները բաժանվում են առաջին եղանակով, իսկ սեռական բջիջները՝ մյուս կերպ։ Երկու գործընթացներին էլ պարտադիր մասնակից էցենտրոսոմ. Նրա ցենտրիոլների շեղումը բաժանվող բջջի բևեռներին և դրանց միջև տրոհվող լիսեռի թելերի ձգվելը ապահովում է այս թելիկներին և մայր բջջի բևեռներին կցված քրոմոսոմների հետագա դիվերգենցիան:
:
Միկրոսկոպիկ ուսումնասիրությունները բացահայտեցին բջջային կենտրոնի կառուցվածքային առանձնահատկությունները: Այն ներառում է մեկից մինչև մի քանի խիտ մարմիններ՝ ցենտրիոլներ, որոնցից դուրս են թռչում միկրոխողովակները։ Եկեք ավելի մանրամասն ուսումնասիրենք արտաքին տեսքը, ինչպես նաև բջջային կենտրոնի կառուցվածքը։
Ցենտրոզոմը միջֆազային բջիջում
Բջջի կյանքի ցիկլում բջջային կենտրոնը կարելի է տեսնել մի ժամանակահատվածում, որը կոչվում է ինտերֆազ: Երկու միկրոգլան սովորաբար գտնվում են միջուկային թաղանթի մոտ: Նրանցից յուրաքանչյուրը բաղկացած է սպիտակուցային խողովակներից՝ հավաքված երեք կտորով (եռյակ): Ինը նման կառուցվածքներ կազմում են ցենտրիոլի մակերեսը։ Եթե դրանք երկուսն են (ինչը տեղի է ունենում ամենից հաճախ), ապա դրանք գտնվում են միմյանց նկատմամբ ուղիղ անկյան տակ։ Երկու բաժանումների միջև ընկած կյանքի ժամանակահատվածում բջջի բջիջների կենտրոնի կառուցվածքը գրեթե նույնն է բոլոր էուկարիոտների մոտ:
Ցենտրոսոմի գերկառուցվածք
Էլեկտրոնային մանրադիտակի կիրառման արդյունքում հնարավոր է դարձել մանրամասն ուսումնասիրել բջջի կենտրոնի կառուցվածքը։ Գիտնականները պարզել են, որ ցենտրոսոմային բալոններն ունեն հետևյալ չափսերը՝ դրանց երկարությունը 0,3-0,5 մկմ է, տրամագիծը՝ 0,2 մկմ։ Ցենտրիոլների թիվը կրկնապատկվում է նախքան բաժանումը սկսելը: Դա անհրաժեշտ է, որպեսզի մայր և դուստր բջիջներն իրենք, բաժանման արդյունքում, ստանանբջջային կենտրոն՝ բաղկացած երկու ցենտրիոլներից։ Բջջային կենտրոնի կառուցվածքային առանձնահատկությունները կայանում են նրանում, որ այն կազմող ցենտրիոլները համարժեք չեն. դրանցից մեկը՝ հասունը (մայրական), պարունակում է լրացուցիչ տարրեր՝ պերիկենտրոն արբանյակը և դրա հավելումները։ Անհաս ցենտրիոլն ունի հատուկ տեղամաս, որը կոչվում է սայլի անիվ:
Ցենտրոսոմի վարքագիծը միտոզում
Հայտնի է, որ օրգանիզմի աճը, ինչպես նաև նրա բազմացումը տեղի է ունենում կենդանի բնության տարրական միավորի՝ բջիջի մակարդակում։ Բջջային կառուցվածքը, բջջի տեղայնացումը և գործառույթները, ինչպես նաև նրա օրգանելները դիտարկվում են ցիտոլոգիայի կողմից: Չնայած այն հանգամանքին, որ գիտնականները բազմաթիվ հետազոտություններ են կատարել, բջջային կենտրոնը դեռևս անբավարար է ուսումնասիրված, թեև դրա դերը բջիջների բաժանման գործում լիովին պարզաբանված է: Միտոզի պրոֆազում և մեյոզի վերականգնողական բաժանման պրոֆազում ցենտրիոլները շեղվում են դեպի մայր բջջի բևեռները, այնուհետև ձևավորվում է տրոհման լիսեռ թելը։ Դրանք կցվում են քրոմոսոմների առաջնային կծկման ցենտրոմերներին։ Ինչի՞ համար է դա:
Անաֆազային բջիջների բաժանման spindle
Գ. Բովերիի, Ա. Նիլի և այլ գիտնականների փորձերը թույլ տվեցին պարզել, որ բջջային կենտրոնի կառուցվածքը և նրա գործառույթները փոխկապակցված են: Բջջի բևեռների նկատմամբ երկբևեռ տեղակայված երկու ցենտրիոլների և դրանց միջև պտտվող թելերի առկայությունը ապահովում է միկրոխողովակների հետ կապված քրոմոսոմների հավասարաչափ բաշխում մայր բջջի յուրաքանչյուր բևեռի նկատմամբ:
Այսպիսով, դուստր բջիջներում քրոմոսոմների թիվը նույնն է լինելու միտոզի արդյունքում կամ կիսով չափ (մեյոզի դեպքում), քան սկզբնական մայր բջիջում: Առանձնահատուկ հետաքրքրություն է ներկայացնում այն փաստը, որ բջջային կենտրոնի կառուցվածքը փոխվում է և փոխկապակցված է բջջային կյանքի ցիկլի փուլերի հետ։
Օրգանելի քիմիական անալիզ
Ցենտրոսոմի գործառույթներն ու դերը ավելի լավ հասկանալու համար եկեք ուսումնասիրենք, թե ինչ օրգանական միացություններ են ներառված նրա բաղադրության մեջ։ Ինչպես և կարելի էր ակնկալել, սպիտակուցներն առաջատար են: Բավական է հիշել, որ բջջային թաղանթի կառուցվածքն ու գործառույթները նույնպես կախված են նրանում պեպտիդային մոլեկուլների առկայությունից։ Նկատի ունեցեք, որ ցենտրոսոմի սպիտակուցներն ունեն կծկվող հատկություն: Դրանք միկրոխողովակների մի մասն են և կոչվում են տուբուլիններ։ Ուսումնասիրելով բջջային կենտրոնի արտաքին և ներքին կառուցվածքը՝ նշեցինք օժանդակ տարրեր՝ պերիկենտրոն արբանյակներ և ցենտրիոլային հավելումներ։ Դրանք ներառում են ցենեքսին և միրիցիտին:
Կան նաև սպիտակուցներ, որոնք կարգավորում են օրգանոիդի նյութափոխանակությունը։ Սրանք կինազա և ֆոսֆատազ են՝ հատուկ պեպտիդներ, որոնք պատասխանատու են միկրոխողովակների միջուկացման համար, այսինքն՝ ակտիվ սերմերի մոլեկուլի ձևավորման համար, որից սկսվում է ճառագայթային միկրոթելերի աճն ու սինթեզը։
Բջջային կենտրոն՝ որպես ֆիբրիլային սպիտակուցների կազմակերպիչ
Ցիտոլոգիայում վերջապես հաստատվեց ցենտրոսոմի գաղափարը՝ որպես միկրոխողովակների ձևավորման համար պատասխանատու հիմնական օրգանիլ: Կ. Ֆուլթոնի ընդհանրացնող ուսումնասիրությունների շնորհիվ կարելի է պնդել, որ բջջային կենտրոնապահովում է այս գործընթացը չորս եղանակով. Օրինակ՝ տրոհման լիսեռի թելերի պոլիմերացում, ցենտրիոլների ձևավորում, միջֆազային բջիջում միկրոխողովակների ճառագայթային համակարգի ստեղծում և, վերջապես, առաջնային թարթիչում տարրերի սինթեզ։ Սա մայրական ցենտրիոլին բնորոշ հատուկ ձևավորում է։ Ուսումնասիրելով բջջային մեմբրանի կառուցվածքն ու գործառույթները՝ գիտնականները հայտնաբերում են այն էլեկտրոնային մանրադիտակի տակ՝ բջջային կենտրոնում՝ միտոտիկ բջիջների բաժանումից հետո կամ միտոզի առաջացման պահին: Ինտերֆազի G2 փուլում, ինչպես նաև պրոֆազի վաղ փուլերում թարթիչն անհետանում է։ Ըստ իր քիմիական բաղադրության՝ այն բաղկացած է տուբուլինի մոլեկուլներից և պիտակ է, որով կարելի է որոշել հասուն մայրական ցենտրիոլը։ Այսպիսով, ինչպես է տեղի ունենում ցենտրոսոմի հասունացումը: Հաշվի առեք այս գործընթացի բոլոր նրբությունները:
Ցենտրիոլի առաջացման փուլեր
Ցիտոլոգները պարզել են, որ դուստրը և մայրական ցենտրիոլները, որոնք կազմում են դիպլոսոմը, կառուցվածքով նույնը չեն: Այսպիսով, հասուն կառուցվածքը եզերվում է պերիցենտրիոլային նյութի շերտով՝ միտոտիկ հալո: Դուստր ցենտրիոլի լիարժեք հասունացումը տևում է մեկ բջջի կյանքի ցիկլից ավելի երկար: Երկրորդ բջջային ցիկլի G1 փուլի վերջում նոր ցենտրիոլն արդեն գործում է որպես միկրոխողովակների կազմակերպիչ և ընդունակ է ձևավորել տրոհվող լիսեռի թելեր, ինչպես նաև ձևավորել հատուկ շարժման օրգանելներ: Դրանք կարող են լինել թարթիչները և դրոշակները, որոնք հանդիպում են միաբջիջ նախակենդանիներում (օրինակ՝ կանաչ էվգլենա, թարթիչավոր-կոշիկներ), ինչպես նաև շատ ջրիմուռներում, օրինակ՝ քլամիդոմոնաներում։ Բջջային կենտրոնի միկրոխողովակներից գոյացած դրոշակները շատ են մատակարարվումսպորները ջրիմուռներում, ինչպես նաև կենդանիների և մարդկանց սեռական բջիջները:
Ցենտրոսոմի դերը բջջային կյանքում
Այսպիսով, մենք տեսանք, որ ամենափոքր բջջային օրգանելներից մեկը (զբաղեցնում է բջջի ծավալի 1%-ից պակաս) առաջատար դեր է խաղում ինչպես բուսական, այնպես էլ կենդանական բջիջների նյութափոխանակության կարգավորման գործում: Բաժանման լիսեռի ձևավորման խախտումը հանգեցնում է գենետիկորեն թերի դուստր բջիջների ձևավորմանը: Նրանց քրոմոսոմների հավաքածուները տարբերվում են նորմալ թվից, ինչը հանգեցնում է քրոմոսոմային շեղումների։ Արդյունքում՝ աննորմալ անհատների զարգացումը կամ նրանց մահը։ Բժշկության մեջ հաստատվել է ցենտրիոլների քանակի և քաղցկեղի առաջացման ռիսկի կապի փաստը։ Օրինակ, եթե մաշկի նորմալ բջիջները պարունակում են 2 ցենտրիոլ, ապա մաշկի քաղցկեղի դեպքում հյուսվածքների բիոպսիան բացահայտում է դրանց քանակի աճը մինչև 4-6։ Այս արդյունքները վկայում են ցենտրոսոմի առանցքային դերի մասին բջիջների բաժանման վերահսկման գործում: Վերջին փորձնական տվյալները ցույց են տալիս այս օրգանելի կարևոր դերը ներբջջային տրանսպորտի գործընթացներում։ Բջջային կենտրոնի յուրահատուկ կառուցվածքը թույլ է տալիս կարգավորել ինչպես բջջի ձևը, այնպես էլ դրա փոփոխությունը։ Նորմալ զարգացող միավորում ցենտրոսոմը գտնվում է Գոլջիի ապարատի կողքին՝ միջուկի մոտ, և նրանց հետ միասին ապահովում է ինտեգրատիվ և ազդանշանային գործառույթներ միտոզի, մեյոզի, ինչպես նաև ծրագրավորված բջիջների մահվան՝ ապոպտոզի իրականացման գործում: Ահա թե ինչու ժամանակակից բջջաբանները ցենտրոսոմը համարում են բջջի կարևոր միավորող օրգանել, որը պատասխանատու է ինչպես դրա բաժանման, այնպես էլ ամբողջընդհանուր նյութափոխանակություն.
