Funções e características centriolos

O Centriolos São estruturas celulares cilíndricas compostas por grupos de microtúbulos. Eles são formados pela proteína tubulina, que é encontrada na maioria das células eucarióticas.

Um par de centrilos associados, cercado por um relatório de massa de material denso chamado material pericentriolar (PCM) compõe uma estrutura chamada centro.

A função dos centríolos é direcionar a montagem dos microtúbulos, participando da organização celular (posição do núcleo e disposição espacial da célula), formação e função dos flagelos e cílios (cilogênese) e divisão celular (mitose e meiose).

Centriolos são encontrados em estruturas celulares conhecidas como células animais e estão ausentes nas células vegetais.

Defeitos na estrutura ou número de centríolos em cada célula podem ter consequências consideráveis ​​para a fisiologia de um organismo, produzindo alterações na resposta ao estresse durante a inflamação, infertilidade masculina, doenças neurodegenerativas e formação de tumores, entre outros.

Um centríolo é uma estrutura cilíndrica. Um par de centríolos associados, cercado por um relatório de massa de material denso (chamado "material pericentriolar" ou PCM), forma uma estrutura composta chamada "Centros". 

Eles se consideravam sem importância até alguns anos atrás, quando as principais organelas foram concluídas na conduta da divisão celular e da duplicação (mitose) em células eucarióticas (principalmente em humanos e outros animais).

O centríolo

Nove microtúbulos trigêmeos dispostos em torno de uma circunferência (formando um curto cilindro oco), são os "blocos de construção" e a principal estrutura de um centríolo. 

Por muitos anos, a estrutura e a função dos centríolos foram ignoradas, embora na década de 1880, os centros tenham sido visualizados por microscopia óptica.

Theodor Boveri publicou um trabalho seminal em 1888, descrevendo a origem dos centros do esperma após a fertilização. Em sua breve comunicação de 1887, Bovei escreveu que:

“A centralização representa o centro dinâmico da célula; Sua divisão cria os centros das células filhas formadas, em torno das quais todos os outros componentes celulares são organizados simetricamente ... os centros são o verdadeiro órgão divisor da célula, ele metade da divisão nuclear e celular ”(Scheer, 2014: 1). [Tradução do autor].

Logo após meados do século XV, com o desenvolvimento da microscopia eletrônica, o comportamento dos centríolos foi estudado e explicado por Paul Schafer.

Infelizmente, este trabalho foi ignorado devido em grande parte ao fato de que o interesse dos pesquisadores começou a se concentrar nas descobertas de Watson e Krick no DNA. 

O Centro

Um par de centríolos, localizado adjacente ao núcleo e perpendicular um ao outro, é "uma centralização". Um dos centríolos é conhecido como o "pai" (ou mãe). O outro é conhecido como o "filho" (ou filha; é um pouco mais curto e tem sua base anexada à base da mãe).

As extremidades proximais (na conexão dos dois centríolos) são submersas em uma "nuvem" de proteína (talvez até 300 ou mais) conhecida como Centro de Organização de Microtúbulos (MTOC), uma vez que fornece a proteína necessária para a construção do microtúbulos.

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O MTOC também é conhecido como "material pericentriolar" e tem uma carga negativa. Inversamente, as extremidades distais (longe da conexão dos dois centríolos) são carregadas positivamente.

O par de centríolos, juntamente com o mtoc circundante, é conhecido como "centro". 

Duplicação dos centros

Quando os centríolos começam a duplicar, o pai e o filho se separam um pouco e, em seguida, cada centríolo começa a formar um novo Centriolo em sua base: o pai com um novo filho e o filho com um novo filho (um "neto" ).

Enquanto a duplicação do centríolo ocorre, o DNA central também é duplicado e separado. Ou seja, a pesquisa atual demonstra que a duplicação do centríolo e a separação do DNA estão de alguma forma ligadas. 

Duplicação e divisão celular (mitose)

O processo mitótico é frequentemente descrito em termos de uma fase de iniciativa, conhecida como "interface", seguida por quatro fases de desenvolvimento.

Durante a interface, os centríolos dobram e se separam em dois pares (um desses pares começa a se mover em direção ao lado oposto do núcleo) e o DNA é dividido.

Após a duplicação dos centríolos, os microtúbulos dos centríolos se estendem e se alinham ao longo do eixo principal do núcleo, formando o "eixo mitótico".

Na primeira das quatro fases do desenvolvimento (Fase I ou "Profas"), os cromossomos condensam e abordam, e a membrana nuclear começa a enfraquecer e dissolver. Ao mesmo tempo, o eixo mitótico é formado com os pares de centríol agora localizados nas extremidades do eixo.

Na segunda fase (Fase II ou "Metafase"), as cadeias de cromossomos estão alinhadas com o eixo do fuso mitótico.

Na terceira fase (Fase III ou "anáfase"), as cadeias cromossômicas são divididas e se movem em direção às extremidades opostas do fuso mitótico, agora alongado.

Finalmente, na quarta fase (Fase IV ou "telofase"), novas membranas nucleares em torno dos cromossomos separadas são formadas, o eixo mitótico é desfeito e a separação de células começa a ser concluída com metade do citoplasma que acompanha cada novo núcleo.

Em cada extremidade do fuso mitótico, os pares de centríolos exercem uma influência importante (aparentemente relacionada às forças exercidas pelos campos eletromagnéticos gerados pelas cargas negativas e positivas de suas extremidades proximais e distais) em toda a célula da divisão celular. 

Os centros e a resposta imune

A exposição ao estresse influencia a função, a qualidade e a duração da vida de um organismo. O estresse gerado, por exemplo, por uma infecção, pode levar à inflamação de tecidos infectados, ativando a resposta imune no corpo. Esta resposta protege o corpo afetado, eliminando o patógeno.

Muitos aspectos da funcionalidade do sistema imunológico são bem conhecidos. No entanto, os eventos moleculares, estruturais e fisiológicos nos quais os centros estão envolvidos ainda são um enigma.

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Estudos recentes descobriram mudanças dinâmicas inesperadas na estrutura, localização e função dos centros em diferentes condições relacionadas ao estresse. Por exemplo, após a imitação das condições de uma infecção, foi encontrado um aumento na produção de PCM e microtúbulos em células de interface.

Os centros em sinapses imunológicas

Os centros têm um papel muito importante na estrutura e função das sinapses imunes (SI). Esta estrutura é formada por interações especializadas entre uma célula T e uma célula que apresenta antígeno (CPA). Essa interação célula-célula começa a migração do centralização para o SI e seu acoplamento subsequente à membrana plasmática.

O acoplamento central no SI é semelhante ao observado durante a cilogênese. No entanto, nesse caso, ele não inicia a montagem dos cílios, mas participa da organização do SI e da secreção de vesículas citotóxicas para lisar as células -alvo, tornando -se um órgão -chave na ativação das células T das células T.

Centro e estresse térmico

Os centros são o alvo do "chaperonas molecular" (um conjunto de proteínas cuja função é ajudar a dobrar a montagem e o transporte celular de outras proteínas) que fornecem proteção contra a exposição ao choque térmico e ao estresse.

Entre os fatores de estresse que afetam os centros, os danos ao DNA e ao calor são incluídos (como o sofrido pelas células do paciente febril). O dano ao DNA começa as vias de reparo do DNA, o que pode afetar a função dos centros e composição de proteínas.

O estresse gerado pelo calor causa modificação da estrutura do centríolo, a interrupção dos centros e a inativação completa de sua capacidade de formar microtúbulos, alterando a formação do fuso mitótico e prevenindo a miitose.

A interrupção da função dos centros durante a febre pode ser uma reação adaptativa para inativar os pólos do fuso e impedir a divisão anormal do DNA durante a mitose, especialmente dada a disfunção potencial de múltiplas proteínas após a desnaturação induzida pelo calor.

Além disso, poderia fornecer a célula para recuperar seu pool de proteínas funcionais antes de reiniciar a divisão de células.

Outra conseqüência da inativação da centralização durante a febre é sua incapacidade de se mover para o é organizá -la e participar da secreção de vesículas citotóxicas.

Desenvolvimento anormal de centríolos

O desenvolvimento do Centriolo é um processo é bastante complexo e, embora uma série de proteínas reguladoras participe, diferentes tipos de falhas podem ocorrer.

Se houver um desequilíbrio na proporção de proteínas, a criança Centriolo pode estar com defeito, sua geometria pode ser distorcida, os eixos de um par podem se desviar da perpendicularidade, várias crianças podem se desenvolver, o filho centríolo pode atingir todo o tempo antes do tempo, ou os pares de desacoplamento podem ser adiados.

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Quando há uma duplicação errada ou errônea de centríolos (com defeitos geométricos e / ou duplicação múltipla), a replicação do DNA é alterada, a instabilidade cromossômica é apresentada (CIN).

Da mesma forma, os centros dos centros (por exemplo, uma centralização ampliada ou expandida) levam ao CIN e promovem o desenvolvimento de várias crianças centríolas.

Esses erros de desenvolvimento geram danos às células que podem até levar a malignas.

Centríolos anormais e células malignas

Graças à intervenção de proteínas regulatórias, quando as anomalias são detectadas no desenvolvimento de centríolos e/ou na centralização, as células podem implementar a autocorreção de anomalias.

No entanto, se a autocorreção da anomalia, os centríolos anormais ou com várias crianças ("centríolos supranumerários" podem ser alcançados) podem levar à geração de tumores ("tumorigênese") ou morte celular.

Centríolos supranumerários tendem a se reunir, levando ao agrupamento dos centros ("amplificação dos centros", característica das células cancerígenas), alterando a polaridade celular e o desenvolvimento normal da mitose, resultando no aparecimento de tumores.

Células com centríolos supranumerários são caracterizados por apresentar um material pericentriolar em excesso, interrupção da estrutura cilíndrica ou comprimento excessivo de centríolos e centríolos não perpendiculares ou mal colocados.

Foi sugerido que os aglomerados de centríolos ou centros em células cancerígenas poderiam servir como um "biomarcador" no uso de agentes terapêuticos e imaginológicos, como nanopartículas super paramagnéticas.

Referências

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