Centrozom

centrozomului este principala dublete, organizarea centru (MTOC) în celulele umane, și a fost pe larg studiat de atunci Theodor Boveri primul numit și descris-o în 1888. Deși centrozomul este o organelle mică, este de mare importanță pentru funcțiile celulare fundamentale. Situat adiacent nucleului, rolul major al centrozomului este de a reglementa organizarea intracelulară a microtubulilor., În timpul diviziunii celulare, centrozomul este organul responsabil pentru formarea și orientarea corectă a axului mitotic, asigurând segregarea adecvată a cromatidelor surori la fiecare dintre celulele fiice (Nigg ea et al. (2011)). în Atlasul celular, s-a demonstrat că 548 de gene (3% din toate genele umane care codifică proteinele) codifică proteine care se localizează la centrozom sau la sateliții centriolari. În imaginile în care a fost posibilă distingerea centriolilor, proteinele au fost adnotate cu locația „centrosom”., În imaginile în care centriolii nu au fost detectați, dar proteina se localizează în centrul microtubulilor, proteinele au fost adnotate cu locația „satelit centriolar” (figura 1-2). Analiza îmbogățirii funcționale a proteomului centrozomului arată îmbogățirea Termenilor pentru procesele biologice legate de organizarea și transportul intracelular, organizarea microtubulilor, progresia ciclului celular și diviziunea celulară.RAB11FIP5-a-431
PCNT-U – 251 MG
MKKS – U-2 OS

Figura 1. Exemple de proteine localizate la sateliții centrozomi și centriolari., RAB11FIP5 este implicat în transportul intracelular și nu s-a demonstrat anterior că se localizează la centrozomi. Prin utilizarea anticorpilor independenți, RAB11FIP5 este localizat la sateliți centriolari (detectați în celulele A-431). PCNT este o componentă proteică bine caracterizată a matricei filamentoase a centrozomului cu roluri importante atât în mitoză, cât și în meioză (detectată în celulele U-251). MKKS este un centrozom-shuttling proteine care localizează la un tub-ca structura jurul centrioles în materialul pericentriolar (PCM) și este important pentru diviziunea celulara (detectat în U-2 celule sistem de OPERARE)., În mod normal, MKKS transferuri între centrozom și citosol pe tot parcursul ciclului celular, dar dacă suferă mutații, care nu reușește să localizeze pentru a centrozomului, ceea ce duce la Peret Kaufman sindrom, o boală care se manifestă cu tulburări de dezvoltare, în special ale mâinilor și picioarelor, precum și inima și genitale defecte.

Figura 2., 3% din toate genele umane care codifică proteinele codifică proteinele localizate la centrozom sau la sateliții centriolari. Fiecare bară poate face clic și oferă un rezultat al căutării proteinelor care aparțin categoriei selectate.

structura centrozomului

Substructuri

• Centriolar prin satelit: 171
• Centrozom: 377

centrozomului este un mic non-membrana legat organelle ocupând aproximativ 1-2 µm3 a volumului citoplasmatic (Doxsey S&perioadă; (2001))., Acesta este compus din două centrioli în formă de butoi, fiecare compus din nouă tripleți microtubuli, ținute împreună la un unghi perpendicular prin interconectarea fibrelor. Centrioles sunt înconjurate de o matrice amorfă de proteine, frecvent menționate ca material pericentriolar (PCM), care conține proteine implicate în formarea și ancorarea de microtubuli, precum și important ciclului celular autoritățile de reglementare și alte molecule de semnalizare. Pericentrin (Figura 1), γ-tubulina, ninein, centriolin și aurora kinaze sunt câteva exemple (Doxsey S&perioadă; (2001)).,Complexul proteic γ-tubulină este un complex foarte conservat care formează o structură inelară deschisă, cu diametrul de aproximativ 25 nm și joacă un rol cheie în nuclearea microtubulilor. Ca o cheie de reglementare a mitozei, structura și compoziția centrozom este extrem de dinamic și suferă dramatice schimbări organizaționale de-a lungul ciclului celular (Bornens M&perioadă; (2002); Conducta PT et al. (2015)). centrozomii, precum și corpul bazal al cilia, sunt înconjurați îndeaproape de granule citoplasmatice, cunoscute sub numele de sateliți centriolari (Tollenaere MA și colab., (2015); Prosser SL și colab. (2020)). Sateliții centriolari se deplasează de-a lungul microtubulilor prin asociere cu proteinele motorii și se știe că conțin o serie de proteine care se găsesc și în centrozomi și cilia. Sateliții centriolari pot fi observați în majoritatea tipurilor de celule, dar compoziția, dimensiunea, numărul și locația lor variază. Sateliții centriolari se dezasamblează la intrarea în mitoză, bur reapare la finalizarea citokinezei. o selecție de proteine adecvate ca markeri pentru sateliții centrozomi și centriolari poate fi găsită în tabelul 1., O listă de proteine foarte exprimate care se localizează la centrozomi și sateliți centriolari sunt rezumate în tabelul 2.Tabelul 1. Selectarea proteinelor adecvate ca markeri pentru sateliții centrozomi și centriolari.,v id=”02794f7097″>

MKKS McKusick-Kaufman syndrome Centrosome ODF2 Outer dense fiber of sperm tails 2 Centrosome CEP97 Centrosomal protein 97 Centriolar satellite
Cytosol KIF5B Kinesin family member 5B Centriolar satellite
Cytosol PIBF1 Progesterone immunomodulatory binding factor 1 Centriolar satellite

Table 2., Proteine marker satelit centrozomale și centriolare foarte exprimate, în diferite linii celulare., oncogene partner

14 CEP250 Centrosomal protein 250 13 CCDC14 Coiled-coil domain containing 14 12 MKKS McKusick-Kaufman syndrome 11 CEP350 Centrosomal protein 350 11

See the morphology of centrosomes in human induced stem cells in the Allen Cell Explorer.,funcția principală a centrozomului este organizarea microtubulilor în celulă, controlând astfel forma celulară, polaritatea, proliferarea, mobilitatea și diviziunea celulară. În timpul fazei S, centrozomul este replicat într-o manieră semi-conservatoare, rezultând formarea unei centriole fiice lângă fiecare dintre centriolele parentale. Ca celula abordări mitozei, cei doi centrozomi, fiecare conținând o parental centriole și o maturare procentriole, trece la capetele opuse ale celulei., În același timp, cantitatea de proteine PCM înconjurătoare crește, permițând nuclearea mai multor microtubuli. Când membrana nucleară se descompune, microtubulii care provin de la fiecare dintre centrozomi pot interacționa cu kinetochores pe cromatidele surori replicate, formând axul mitotic caracteristic. Aparatul ax complicat mediază separarea cromatidelor surori la capetele opuse ale celulei, iar la citokineză fiecare dintre celulele fiice este prevăzută cu un set de cromozomi și un centrozom. Centriolul parental, adică., cea mai veche dintre cele două din perechea centriolă are, de asemenea, un rol central în formarea cilia și flagelul. Mai mult decât atât, tot mai multe dovezi sugerează o mai versatil funcție de centrozomului, în special subliniind capacitatea sa de a coordona o multitudine de funcții celulare de servind ca un compact hub unde proteinele citoplasmatice pot interacționa la concentrații mari (Doxsey S&perioadă; (2001); Rieder CL et al. (2001)).,

Centriolar sateliți au fost mult timp considerate ca vehicule pentru proteine traficul către și de la centrozom și cilia, jucând astfel un rol în dinamică regulamentul de proteine compoziția în aceste organite (Tollenaere MA et al. (2015); Prosser SL și colab. (2020)). Într-adevăr, mai multe proteine care se localizează la sateliții centriolari au fost implicate în replicarea, maturarea și separarea centrozomilor., Cu toate acestea, în studiile recente, sateliții centriolari au apărut, de asemenea, ca regulatori ai mai multor alte procese celulare, cum ar fi degradarea proteinelor și autofagia, dintre care unele sunt independente de centrozomi și cilia. În mod similar, centrozomii și cilia nu sunt pe deplin dependenți de sateliții centriolari.,

Ca de reglementare cheie de segregarea cromozomilor și progresia ciclului celular, anomalii în numărul, mărimea și morfologia centrozom, și mutații în genele codifică proteine care pentru a localiza centrozomi, este frecvent observate în celulele în curs de tumorigeneză, dar, de asemenea, în alte boli (Badano JL et al. (2005)).analiza bazată pe ontologia genetică (GO) a genelor care codifică proteine care se localizează la centrozomi sau sateliți centriolari arată îmbogățirea Termenilor care descriu funcții care sunt bine în concordanță cu literatura existentă., Termenii cei mai îmbogățiți pentru procesul biologic al domeniului GO sunt legați de mitoză și citokineză, progresia ciclului celular, endocitoză, organizarea citoscheletului microtubulilor și organizarea organelelor (figura 3a). Analiza de îmbogățire a funcției moleculare a domeniului GO dezvăluie îmbogățirea Termenilor care descriu legarea la microtubuli și proteine motorii, precum și activitatea motrică (figura 3b). figura 3a. analiza de îmbogățire bazată pe ontologie genetică pentru proteomul centrozomului, care prezintă termenii semnificativ îmbogățiți pentru procesul biologic al domeniului GO., Fiecare bară poate face clic și oferă un rezultat al căutării proteinelor care aparțin categoriei selectate.

Figura 3b. Gene Ontology de îmbogățire pe bază de analiză pentru centrozom proteome arată îmbogățit în mod semnificativ condițiile de drum domeniu Moleculară Funcție. Fiecare bară poate face clic și oferă un rezultat al căutării proteinelor care aparțin categoriei selectate.

Centrozom proteine cu mai multe locații

Aproximativ 78% (n=428) din centrozom și centriolar prin satelit proteine detectat în Celula Atlas, de asemenea, localizarea în alte compartimente celulare (Figura 4)., Graficul de rețea arată că cele mai comune locații partajate cu sateliții centrozomi și centriolari sunt citoplasma, nucleul și veziculele. Localizările duale cu nucleoplasmă și citozol sunt suprareprezentate, în timp ce localizările duale cu aparatul Golgi și nucleoli sunt subreprezentate.figura 4. Complot rețea interactivă de proteine microtubule cu mai multe localizări. Numerele din nodurile de conectare arată proteinele care sunt localizate la centrozom și la una sau mai multe locații suplimentare., Sunt prezentate numai nodurile de conectare care conțin mai mult de o proteină și cel puțin 0,5% proteine din proteomul centrozomului. Dimensiunile cercului sunt legate de numărul de proteine. Cyan culoare noduri arată combinațiile care sunt suprareprezentați în mod semnificativ, în timp ce magenta culoare noduri arată combinațiile care sunt slab reprezentate în mod semnificativ în comparație cu probabilitatea de a observa că o combinație în funcție de frecvența de fiecare adnotare și o hipergeometrică test (p≤0,05). Rețineți că acest calcul se face numai pentru proteine cu localizări duale., Fiecare nod este clicabil și are ca rezultat o listă a tuturor proteinelor care se găsesc în organele conectate.

nivelele de Expresie ale centrozom proteine în țesutul

Transcriptomului analiza și clasificarea genelor în distribuția tisulară categorii (Figura 8) arată că centrozom și centriolar prin satelit proteine nu sunt mult mai probabil pentru a arăta orice tip particular de țesut de distribuție, în comparație cu toate genele prezentate în Celulă Atlas.

Figura 5., Bar complot care arată procentul de gene în diferite categorii de distribuție a țesuturilor pentru gene care codifică proteine care se localizează la sateliții centrozom sau centriolar, comparativ cu toate genele din Atlasul celular. Asteriscul marchează o abatere semnificativă statistic (p≤0,05) a numărului de gene dintr-o categorie pe baza unui test statistic binomial. Fiecare bară poate face clic și oferă un rezultat al căutării proteinelor care aparțin categoriei selectate.

legături și publicații relevante

Bovery T. 1900. Zellen-Studien. Verlag von Gustav Fischer.