Клеточный центр. Микротрубочки

1. Клеточный центр. Микротрубочки.

2.

Клеточный центр (центросома) состоит из центриолей и
связанных с ними микротрубочек - центросферы. Термин
«центриоли» был предложен Теодором Бовери в 1895 г. для
обозначения очень мелких телец, размер которых находится
на границе разрешающей способности светового микроскопа.
В некоторых объектах удавалось видеть, что мелкие плотные
тельца - центриоли (centriolum), обычно расположенные в
паре - диплосома (diplosoma), окружены зоной более светлой
цитоплазмы, от которой отходят радиально тонкие фибриллы.
Эти органеллы в делящихся клетках принимают участие в
формировании веретена деления и располагаются на его
полюсах. В неделящихся клетках центриоли часто
определяют полярность клеток эпителия и располагаются
вблизи комплекса Гольджи.

3. Клеточный центр

Клеточный центр

4. Клеточный центр (КЦ, цитоцентр)

Универсальный немембранный органоид
эукариотической клетки, представляет собой
центр организации МТ, в общем виде КЦ
представлен центросомой и циентросферой.
Центросома выглядит как частица размером
около 0,7 мкм, расположенная вблизи ядра и
выполняет функцию центра организации МТ.
Центросфера – является совокупностью МТ,
расходящихся радиально от центросомы во все
стороны.
Универсальным элементом центросомы
является центриоль (цилиндрическая частица),
основной элемент которой триплет МТ, они
соединяются между собой боковыми
поверхностями, 9 триплетов взаимодействуют
между собой с помощью специальных белков и
формируют стенку цилиндра. В центре
цилиндра расположена белковая ось. Снаружи
цилиндр покрыт центриолярным матриксом, на
котором и располагается центр организации МТ

5. Центриоли

В каждой центросоме две
центриоли, перед делением
они расходятся к разным
полюсам клетки. Путем
самосборки формируют себе
подобную центриоль,
образуется две диплосомы, в
дальнейшем полюса веретен
деления.
Центриоли используются
центросомой для своего
удвоения и распределения в
дочерние клетки при делении
Центриоли необходимы для
формирования жгутиков и
ресничек

6.

Центросома играет важнейшую роль в клеточном делении,
однако наличие клеточного центра в клетке не является
необходимым для митоза. В клетке содержится одна или две
центросомы. Аномальное увеличение числа центросом
характерно для клеток злокачественных опухолей. Помимо
участия в делении ядра, центросома играет важную роль в
формировании жгутиков и ресничек. Центриоли,
расположенные в ней, выполняют функцию центров
организации для микротрубочек аксонем жгутиков

7.

Нарушения структуры и функций центриолей. Это нарушает
деление, структурирование клетки вне деления, образование ресничек и
жгутиков.
Нарушения структуры и функции центриолей, формирующих клеточный
центр, тесно взаимосвязаны с процессами полимеризации и
деполимеризации микротрубочек. В результате распада центриолей и
разрушения центросферы изменяется распределение органелл в
гиалоплазме. Комплекс Гольджи локализуется вблизи клеточного
центра. При нарушениях в клеточном центре могут быть значительные
изменения распределения транспортных процессов как в пределах
компартментов комплекса, так и от него в направлении цитомембраны
(регулируемая секреция) и в цитозоле (прелизосомы).
Под действием колхицина и его аналогов, разрушающих клеточный
центр, блокируются процессы митоза и нормальное распределение
генетического и цитоплазматического материала при делении.

8.

МИКРОТРУБОЧКИ
Микротрубочки как компонент клеточного центра
Схема строения
микротрубочки
дочерняя
центриоль
головка
сателлита
ножка
сателлита
материнская
центриоль
Электронная
микрофотография
комплексы
gтубулиновых
колец

9. Микротрубочки (МТ)

Занимают самое
отдаленное от
плазмолеммы положение.
Стенки МТ сформированы
белками тубулинами (80%
от всех белков МТ)
Структурная единица МТ –
На рис А - С иммунофлюорисцентная
маркировка строительных блоков
микротрубочек клетки тубулинов
димер, состоящий из
молекул а-тубулина и втубулина

10.

Формирование МТ основано на процессе
полимеризации тубулиновых димеров, сначало
из димеров образуются тубулиновые нити –
профиламенты, они взаимодействуя между
собой образуют стенку МТ, как правило стенка МТ
состоит из 13 профиламентов, каждый из них
образует спираль по отношению к центральной
оси МТ, полимеризация продолжается и в
составе МТ, что приводит к увеличению длины
МТ.
В клетке полимеризация МТ идет путем
самосборки при определенных условиях (ГТФ,
ионов Mg, и отсутствия ионов Са)

11.

Формирование новых МТ идет в центрах
организации МТ. Центриоль является таким
наиболее мощным центром.
МТ включает также и МАР-белки,
необходимые для стабилизации структуры
МТ, взаимодействия МТ между разными МТ.
Стабильные контакты между разными МТ
могут формироваться с помощью актиновых
МФ или белка мексина, с помощью МФ и
некоторых МАР может осуществляться
взаимодействие МТ со СФ.
МТ способны к полимеризации и
депололяризации, идущие паралельно на
разных концах МТ, что позволяет клетке
регулировать длину МТ

12.

МИКРОТРУБОЧКИ
Схема строения и организации микротрубочек
3D модель
10 нм
24 нм
14 нм
вид с торца
50 нм
Электронные
микрофотографии
вид сбоку
Схема строения

13.

Реснички и жгутики – органоиды специального
назначения, выполняющие двигательную функцию
и выступающие из клетки. Различий в
ультрамикроскопическом строении ресничек и
жгутиков нет. Жгутики отличаются от ресничек
лишь длиной. Длина ресничек составляет 5-10
мкм, а длина жгутиков может достигать 150 мкм.
Диаметр их составляет около 0,2 мкм.
Одноклеточные организмы, имеющие реснички и
жгутики, обладают способностью к движению.
Неподвижные клетки, благодаря движению
ресничек, способны перемещать жидкости и
частички веществ.

14. Строение аксонемы реснички

15.

Ресничка представляет собой тонкий цилиндрический
вырост цитоплазмы, покрытый цитоплазматической
мембраной.
Внутри выроста расположена аксонема (осевая нить),
состоящая в основном из микротрубочек. В основании
реснички находится базальное тело, погруженное в
цитоплазму. Диаметры аксонемы и базального тельца
одинаковы (около 150 нм).
Базальное тельце состоит из 9 триплетов микротрубочек
и имеет "ручки". Часто в основании реснички лежит не
одна, а пара базальных телец, располагающихся под
прямым углом друг к другу, подобно центриоли.

16.

Аксонема в отличие от базального тельца или центриоли имеет 9
дублетов микротрубочек с "ручками", образующих стенку цилиндра
аксонемы. Кроме периферических дублетов микротрубочек, в центре
аксонемы располагается пара центральных микротрубочек.
В целом систему микротрубочек реснички описывают как (9 х 2) + 2 в
отличие от (9 х 3) + 0 системы центриолей и базальных телец. Базальное
тельце и аксонема структурно связаны друг с другом и составляют единое
целое: две микротрубочки триплетов базального тельца являются
микротрубочками дублетов аксонемы.
Для объяснения способа движения ресничек и жгутиков используется
гипотеза "скользящих нитей". Считается, что незначительные смещения
дублетов микротрубочек друг относительно друга могут вызвать изгиб
всей реснички. Если такое локальное смещение будет происходить вдоль
жгутика, то возникает волнообразное движение.

17. Функции МТ:

В составе ПАК МТ
выполняют транспортную
функцию, взаимодействуя с
МФ они осуществляют
сократитьльную функцию,
являются элементом
цитоскелета (опорная
функция в тромбоцитах
млекопитающих)
Входят в состав
специальзированных
структур клеткок: жгутиков,
ресничек, центриолем и
веретен деления.
Определяют движение и
ориентацию
хромосом,митохондрий,рибо
сом,цитоплазматических
гранул.

18.

При воздействии на микротрубочки рядом веществ, активирующих их функции
(винбластин, изофлуран и др.), размеры микротрубочек увеличиваются в 2-3
раза. Они образуют скопления, связанные с рибосомами, к ним прилежат
паракристаллические включения из гексогонально упакованных субъединиц. К
тяжелому повреждению микротрубочек ведет ионизирующее излучение, при этом
страдает генетический аппарат клетки, возникают патологические митозы. Резко
уменьшается число микротрубочек (особенно в гепатоцитах) при воздействии
этанолом, они округляются, вытесняются промежуточными филаментами.
Патология микротрубочек может быть основой некоторых
клиникоморфологических синдромов. Таков, например, синдром неподвижных
ресничек, ранее известный как синдром Картагенера. При этом врожденном
синдроме реснички покровного эпителия дыхательных путей и слизистой
оболочки среднего уха, основой строения которого являются дефектные
микротрубочки, малоподвижны. Поэтому мукоцеллюлярный транспорт резко
ослаблен или отсутствует, что ведет к хроническому воспалению дыхательных
путей и среднего уха. У таких больных неподвижны также и сперматозоиды, так
как их хвост эквивалентен ресничкам.

19. Патология МТ

синдром
неподвижных
ресничек(с-ом
Картагенера)при этом
врожденном синдроме
реснички покровного
эпителия дыхательных путей
и слизистой оболочки
среднего уха, основой
строения которого являются
дефектные мт,
малоподвижны.
У таких больных неподвижны
также и сперматозоиды,тк их
хвост эквивалентен
ресничкам.