a centroszóma a fő mikrotubulusszervező központ (MTOC) az emberi sejtekben, és széles körben tanulmányozták azóta, hogy Theodor Boberi először nevezte el és írta le 1888-ban. Bár a centroszóma egy kis organelle, nagy jelentőséggel bír az alapvető sejtfunkciók szempontjából. A sejtmag mellett helyezkedik el, a centroszóma fő szerepe a mikrotubulusok intracelluláris szervezésének szabályozása., A sejtosztódás során a centroszóma a legfontosabb felelős organelle a mitotikus orsó helyes kialakulásáért és orientációjáért, biztosítva a testvérkromatidok megfelelő elkülönítését az egyes lánysejtekhez (Nigg EA et al. (2011)).
A Sejtatlaszban 548 gén (az összes fehérjét kódoló emberi gén 3%-a) kimutatták, hogy olyan fehérjéket kódol, amelyek lokalizálódnak a centroszómára vagy a centrioláris műholdakra. Azokban a képekben, ahol meg lehetett különböztetni a centriolokat, a fehérjéket a “centrosome”helyével jegyezték fel., Azokban a képekben, ahol a centriolokat nem észlelték, de a fehérje a mikrotubulusok középpontjába lokalizálódik, a fehérjéket a “centrioláris műhold” helyével jegyezték fel (1-2 ábra). Funkcionális gazdagodás elemzése a centrosome proteome mutatja alkoholtartalom szempontjából a biológiai folyamatok kapcsolatos intracelluláris szervezet, valamint a közlekedés, a szervezet mikrotubulusaival, sejtciklus progresszió, illetve sejtosztódás.
RAB11FIP5-a-431
pcnt-U-251 MG
MKKS-U-2 OS
1.ábra. Példák a centroszómára és centrioláris műholdakra lokalizált fehérjékre., A RAB11FIP5 részt vesz az intracelluláris szállításban, és korábban nem mutatták ki, hogy a centroszómák lokalizálódnak. Független antitestek alkalmazásával a RAB11FIP5 centrioláris műholdakra lokalizálódik (az A-431 sejtekben kimutatható). A PCNT a centroszóma fonalas mátrixának jól jellemzett fehérje összetevője, amely fontos szerepet játszik mind a mitózisban, mind a meiózisban (u-251 sejtekben kimutatható). Az MKKS egy centrosome-shuttling fehérje, amely a pericentrioláris anyag (PCM) centrioljai körüli csőszerű struktúrára lokalizálódik, és fontos a sejtosztódás szempontjából (U-2 OS sejtekben detektálva)., Általában MKKS shuttle között a centrosome a cytosol szerte a sejtciklus de amikor mutáns, nem lokalizálni, hogy a centrosome, ami a McKusick Kaufman szindróma egy olyan betegség, amely nyilvánul meg a károsodott fejlődés, különösen, kéz, láb, valamint a szív szervi rendellenességek.
- az összes emberi fehérje 3% – át (548 fehérjét) kísérletileg észlelte a centroszómában az emberi fehérje Atlasz.,
- a centroszómában lévő 145 fehérjét kísérleti bizonyítékok támasztják alá, és ebből a 36 fehérjéből a humán fehérje Atlasz fokozza.
- 428 fehérje a centroszómában több helyen található.
- a centroszómában lévő 28 fehérje sejt-sejt variációt mutat. Ezek közül 27 az intenzitás és 1 a térbeli variáció változását mutatja.
- a centroszómára lokalizálódó fehérjék főként az intracelluláris szerveződésben és szállításban, a mikrotubulus szervezésben és a sejtciklus előrehaladásában vesznek részt.
2. ábra., Az összes emberi fehérjét kódoló gén 3% – a kódolja a centroszómára vagy a centrioláris műholdakra lokalizált fehérjéket. Minden sáv kattintható, és a kiválasztott kategóriába tartozó fehérjék keresési eredményét adja meg.
a szerkezet A centrosome
Substructures
- Centriolar műhold: 171
- Centrosome: 377
A centrosome egy kis nem-membrán kötött organelle megszálló 1-2 µm3, a cytoplasma kötet (Doxsey S&időszak; (2001))., Két hordó alakú centriolból áll, amelyek mindegyike kilenc mikrotubulus hármasból áll, amelyek merőleges szögben tartják össze a szálak összekapcsolásával. A centriolokat a fehérjék amorf mátrixa veszi körül, amelyet általában perikentrioláris anyagnak (PCM) neveznek, amely a mikrotubulusok nukleációjában és rögzítésében részt vevő fehérjéket, valamint fontos sejtciklus-szabályozókat és más jelátviteli molekulákat tartalmaz. Pericentrin (1. ábra), γ-tubulin, ninein, centriolin és aurora kinázok néhány példa (Doxsey S&időszak; (2001)).,A γ-tubulin protein komplex egy erősen konzervált komplex, amely nyitott gyűrűszerkezetet képez, átmérője körülbelül 25 nm, és kulcsszerepet játszik a mikrotubulusok nukleációjában. A mitózis kulcsfontosságú szabályozójaként a centroszóma szerkezete és összetétele rendkívül dinamikus, és drámai szervezeti változásokon megy keresztül a sejtciklus során (Bornens M& időszak; (2002); Conduit PT et al. (2015)).
a centroszómákat, valamint a csillók bazális testét szorosan körülveszik citoplazmatikus granulátumok, úgynevezett centrioláris műholdak (Tollenaere MA et al., (2015); Prosser SL et al. (2020)). A centrioláris műholdak a mikrotubulusok mentén motorfehérjékkel együtt haladnak, és ismert, hogy számos olyan fehérjét tartalmaznak, amelyek a centroszómákban és a csillókban is megtalálhatók. A centrioláris műholdak a legtöbb sejttípusban megfigyelhetők, de összetételük, méretük, számuk és helyük változó. A centrioláris műholdak a mitózisba való belépéskor szétszednek, bur újra megjelenik a citokinézis befejezése után.
a centroszómára és a centrioláris műholdakra markerként alkalmas fehérjék kiválasztása az 1. táblázatban található., A centroszómákra és centrioláris műholdakra lokalizálódó erősen expresszált fehérjék listáját a 2. táblázat foglalja össze.
1. táblázat. A centroszóma és a centrioláris műholdak markereként alkalmas fehérjék kiválasztása.,v id=”02794f7097″>
Cytosol
Cytosol
Table 2., Erősen expresszált centroszóma és centrioláris szatellit marker fehérjék, különböző sejtvonalakban., oncogene partner
See the morphology of centrosomes in human induced stem cells in the Allen Cell Explorer.,
a centroszóma funkciója
a centroszóma fő funkciója a sejtben lévő mikrotubulusok szervezése, ezáltal szabályozva a sejt alakját, polaritását, proliferációját, mobilitását és sejtosztódását. Az S-fázis alatt a centroszómát félig konzervatív módon replikálják, ami egy lánya centriole kialakulását eredményezi az egyes szülői centriolák mellett. Ahogy a sejt megközelíti a mitózist, a két centroszóma, amelyek mindegyike szülői centriolt és érési procentriolt tartalmaz, a sejt ellentétes végeire mozog., Ugyanakkor a környező PCM fehérjék mennyisége növekszik, lehetővé téve több mikrotubulus nukleációját. Amikor a nukleáris membrán lebomlik, az egyes centroszómákból származó mikrotubulusok kölcsönhatásba léphetnek a kinetochorokkal a replikált testvérkromatidokon, kialakítva a jellegzetes mitotikus orsót. A bonyolult orsó-berendezés a testvérkromatidok elválasztását közvetíti a sejt ellentétes végeihez, és a citokinezis után a lánysejtek mindegyike egy kromoszómakészlettel és egy centroszómával van ellátva. A szülői központ, azaz, a centriole-párban a kettő közül az idősebbeknek központi szerepük van a csillók és a flagella kialakulásában is. Ezenkívül a növekvő bizonyítékok a centroszóma sokoldalúbb funkcióját sugallják, különös tekintettel arra, hogy képes koordinálni számos sejtfunkciót egy kompakt hubként, ahol a citoplazmatikus fehérjék nagy koncentrációban kölcsönhatásba léphetnek (Doxsey s& időszak; (2001); Rieder CL et al. (2001)).,
Centriolar műholdak már régóta tekinthető járművek fehérje-kereskedelemből, majd az centrosome, valamint csillók, így szerepet játszik a dinamikus rendelet a fehérje-összetétele ezek egyrészt (Tollenaere MA et al. (2015); Prosser SL et al. (2020)). Valójában számos, a centrioláris szatellitekre lokalizálódó fehérje is szerepet játszott a centroszóma replikációban, az érésben és az elválasztásban., Azonban a közelmúltban végzett vizsgálatok során a centrioláris műholdak több más sejtes folyamat szabályozói is megjelentek, mint például a fehérje lebomlása és az autofágia, amelyek közül néhány független a centroszómáktól és a csillóktól. Hasonlóképpen, a centroszómák és a csillók nem teljesen függnek a centrioláris műholdaktól.,
a kromoszóma-szegregáció és a sejtciklus-progresszió kulcsfontosságú szabályozói, a centroszóma számának, méretének és morfológiájának rendellenességei, valamint a centroszómákra lokalizálódó fehérjét kódoló gének mutációi gyakran megfigyelhetők a tumorigenezis alatt álló sejtekben, de néhány más betegségben is (Badano JL et al. (2005)).
A centroszómákra vagy centrioláris műholdakra lokalizálódó fehérjéket kódoló gének gén ontológiája (GO) alapú elemzése a meglévő irodalommal jól összhangban lévő funkciókat leíró kifejezések gazdagodását mutatja., A magasan dúsított feltételei a domain Biológiai Folyamat kapcsolatos mitózis, valamint citokinezis, sejtciklus progresszió, endocytosis, szervezet a microtubule cytoskeleton, illetve szervezet, egyrészt (3a Ábra). Gazdagodás elemzése a domain Molekuláris Funkció mutatják gazdagodás leíró kifejezések kötelező mikrotubulusaival motor fehérjék, valamint a motoros aktivitás (3b Ábra).
3a. ábra a centrosome proteome gén ontológiai alapú dúsítási elemzése, amely bemutatja a GO domain biológiai folyamat jelentősen dúsított feltételeit., Minden sáv kattintható, és a kiválasztott kategóriába tartozó fehérjék keresési eredményét adja meg.
3b. ábra. gén ontológiai alapú dúsítási elemzés a centrosome proteome számára, amely bemutatja a GO domain molekuláris funkció jelentősen dúsított feltételeit. Minden sáv kattintható, és a kiválasztott kategóriába tartozó fehérjék keresési eredményét adja meg.
A centroszómafehérjék több helyen
a centroszóma és a centrioláris szatellitfehérjék körülbelül 78% – a (N=428) lokalizálódik más celluláris rekeszekben is (4.ábra)., A hálózati telek azt mutatja, hogy a centrosome és centriolar műholdakkal megosztott leggyakoribb helyek a citoplazma, a mag és a hólyagok. A nukleoplazmával és citozollal végzett kettős lokalizációk felülreprezentáltak, míg a Golgi-készülékkel és a nukleolokkal való kettős lokalizáció alulreprezentált.
4. ábra. Interaktív hálózati telek mikrotubulus fehérjék több lokalizáció. Az összekötő csomópontok számai a centroszómára lokalizált fehérjéket, valamint egy vagy több további helyet mutatják., Csak a centroszóma proteómában több fehérjét és legalább 0,5% fehérjét tartalmazó összekötő csomópontokat mutatjuk be. A körméretek a fehérjék számához kapcsolódnak. A cián színű csomópontok show kombinációk, amelyek jelentősen overrepresented, míg a magenta színű csomópontok show kombinációk, amelyek jelentősen alulreprezentált, mint annak a valószínűségét, hogy ez a kombináció alapján a frekvenciát az egyes jegyzet, valamint egy hypergeometric teszt (p≤0.05). Ne feledje, hogy ez a számítás csak kettős lokalizációval rendelkező fehérjékre vonatkozik., Minden csomópont kattintható, és a kapcsolódó organellákban található összes fehérje listáját eredményezi.
A centroszómafehérjék expressziós szintje a szövetben
Transzkriptómanalízis és a gének szöveti eloszlási kategóriákba való besorolása (8.ábra) azt mutatja, hogy a centroszómás és centrioláris műholdas fehérjék nem mutatnak nagyobb valószínűséggel bizonyos típusú szöveteloszlást, mint a Sejtatlaszban bemutatott összes gén.
5.ábra., Bar telek mutatja a százalékos gének különböző szöveti eloszlási kategóriák gének kódoló fehérjék, amelyek lokalizálják a centrosome vagy centrioláris műholdak, összehasonlítva az összes gén a sejt Atlasz. Csillag jelzi statisztikailag szignifikáns eltérés (p≤0,05) a gének száma Egy kategóriában alapuló binomiális statisztikai vizsgálat. Minden sáv kattintható, és a kiválasztott kategóriába tartozó fehérjék keresési eredményét adja meg.
releváns linkek és publikációk
Bobery T. 1900. Zellen-Studien. Verlag von Gustav Fischer.