CENTROSOMA: FUNZIONI E STRUTTURA - BIOLOGIA - 2025

Il centrosoma è un organello cellulare privo di membrana che partecipa ai processi di divisione cellulare, motilità cellulare, polarità cellulare, trasporto intracellulare, organizzazione della rete dei microtubuli e nella produzione di ciglia e flagelli.

Per la sua funzione principale è noto come "centro organizzativo dei microtubuli". Nella maggior parte dei casi, questa struttura si trova molto vicino al nucleo cellulare ed è fortemente associata all'involucro nucleare.

Nelle cellule animali, i centrosomi sono formati da due centrioli immersi in una matrice pericentriolare, ricca di diversi tipi di proteine. I centrioli sono responsabili dell'organizzazione dei microtubuli del fuso.

Tuttavia, queste strutture non sono essenziali per i processi di divisione cellulare. In effetti, nella maggior parte delle piante e degli altri eucarioti, i centrosomi mancano di centrioli.

Tutti i centrosomi sono di origine parentale, poiché nel momento in cui avviene la fecondazione, il centrosoma dell'ovulo è inattivato. Pertanto, il centrosoma che dirige i processi di divisione cellulare post-fecondazione proviene esclusivamente dallo sperma. Contrariamente ai mitocondri, ad esempio, che sono di origine materna.

È stata stabilita una relazione abbastanza stretta tra le alterazioni nei centrosomi e lo sviluppo delle cellule tumorali.

Principali funzioni del centrosoma

In diversi lignaggi di eucarioti, i centrosomi sono considerati organelli multifunzionali che svolgono un numero significativo di compiti cellulari.

La funzione principale dei centrosomi è quella di organizzare i microtubuli e favorire la polimerizzazione delle subunità di una proteina chiamata “tubulina”. Questa proteina è il componente principale dei microtubuli.

I centrosomi fanno parte dell'apparato mitotico. Oltre ai centrosomi, questo apparato comprende il fuso mitotico, formato da microtubuli, che nascono in ciascun centrosoma e collegano i cromosomi con i poli delle cellule.

Nella divisione cellulare, l'equa segregazione dei cromosomi rispetto alle cellule figlie dipende essenzialmente da questo processo.

Quando la cellula ha una serie di cromosomi irregolare o anormale, l'organismo può essere non vitale o può essere favorita la crescita dei tumori.

Funzioni secondarie

I centrosomi sono coinvolti nel mantenimento della forma cellulare e sono anche coinvolti nei movimenti della membrana, poiché sono direttamente correlati ai microtubuli e ad altri elementi del citoscheletro.

Studi recenti hanno suggerito una nuova funzione dei centrosomi, correlata alla stabilità del genoma. Questo è fondamentale per il normale sviluppo delle cellule e, se fallisce, può portare allo sviluppo di varie patologie.

Se le cellule animali possano svilupparsi correttamente in assenza di centrioli è un argomento molto dibattuto in letteratura.

Alcuni esperti supportano l'idea che sebbene alcune cellule animali possano proliferare e sopravvivere in assenza di centrioli, mostrano uno sviluppo anomalo. D'altra parte, ci sono anche prove che supportano la posizione opposta.

Struttura

I centrosomi sono costituiti da due centrioli (una coppia, chiamati anche diplosomi) circondati dalla matrice pericentriolare.

centrioli

I centrioli hanno la forma di cilindri e assomigliano a un barile. Nei vertebrati sono larghe 0,2 µm e lunghe da 0,3 a 0,5 µm.

A loro volta, queste strutture cilindriche sono organizzate in nove triplette di microtubuli a forma di anello. Questo ordinamento è solitamente indicato come 9 + 0.

Il numero 9 indica i nove microtubuli e lo zero si riferisce alla loro assenza nella parte centrale. I microtubuli funzionano come una sorta di sistemi di travi che resistono alla compressione citoscheletrica.

Nei centrosomi ci sono tre tipi di microtubuli, ciascuno con una funzione e una distribuzione definite:

-I microtubuli astrali, che ancorano il centrosoma alla membrana cellulare mediante brevi estensioni.

-I microtubuli del cinetocore (il cinetocore è una struttura del cromosoma situata nei suoi centromeri), che accoppiano il cinetocoro associato al cromosoma con i centrosomi.

-Infine, i microtubuli polari, situati ad entrambi i poli di utilizzo.

Inoltre, i centrioli danno origine ai corpi basali. Entrambi gli articoli sono convertibili. Queste sono le strutture da cui provengono le ciglia ei flagelli, elementi che consentono la locomozione in alcuni organismi.

Matrice pericentriolare

La matrice o materiale pericentriolare è un'area granulare e abbastanza densa del citoplasma. È costituito da un variegato insieme di proteine.

Le principali proteine ​​in questa matrice amorfa sono la tubulina e la pericentrina. Entrambi hanno la capacità di interagire con i microtubuli per l'unione dei cromosomi.

Nello specifico, sono gli anelli della tubulina ɣ che fungono da zone di nucleazione per lo sviluppo di microtubuli che poi si irradiano dal centrosoma.

Centrosomi e ciclo cellulare

La dimensione e la composizione delle proteine ​​nei centrosomi variano sostanzialmente durante le diverse fasi del ciclo cellulare. Per replicare, i centrosomi lo fanno da uno preesistente.

Le cellule interfase contengono solo un centrosoma. Questo viene duplicato solo una volta durante il ciclo cellulare e dà origine a due centrosomi.

Nella fase G1 del ciclo, i due centrioli sono orientati ortogonalmente (formando un angolo di 90 gradi), che è la loro posizione caratteristica.

Quando la cellula supera la fase G1, si verifica un importante punto di controllo del ciclo cellulare, il DNA si replica e si verifica la divisione cellulare. Allo stesso tempo, inizia la replica dei centrosomi.

A questo punto i due centrioli sono separati da una breve distanza e ogni centriolo originale dà origine a uno nuovo. Apparentemente questa sincronizzazione di eventi avviene per azione di enzimi chiamati chinasi.

Nella fase G ₂ / M , la duplicazione dei centrosomi è completata e ogni nuovo centrosoma è composto da un nuovo e da un vecchio centriolo. Questo processo è noto come ciclo centrosomico.

Questi due centrioli, noti anche come centriolo "madre" e centriolo "bambino", non sono completamente identici.

I centrioli madri hanno estensioni o appendici che possono servire per ancorare i microtubuli. Queste strutture sono assenti nei centrioli figlie.

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