Was ist das Zentrosom?
Das Zentrosom ist eine am Zellzyklus beteiligte Zellstruktur, eine Reihe von Ereignissen, die zur Zellteilung führen. Diese Struktur, die nur in tierischen Zellen vorhanden ist, reguliert den Zellzyklus, ist jedoch für dessen Vervollständigung nicht wesentlich. Das Zentrosom ist auch als das Mikrotubulus-Organisationszentrum der Zelle bekannt, da in der Nähe Zellteilungsstrukturen erzeugt werden, die Mikrotubuli genannt werden.
Das Zentrosom befindet sich neben dem Zellkern und ist an diesen gebunden. Das Centrosom enthält ein Paar Organellen, die als Centriolen bezeichnet werden. Die beiden Zentriolen stehen senkrecht zueinander. Jedes Zentriol besteht aus neun Clustern von drei verschmolzenen Mikrotubuli, die ringförmig angeordnet sind. Mikrotubuli sind zylindrische Strukturen, die an vielen zellulären Prozessen beteiligt sind, bei denen es um Bewegung und Transport innerhalb der Zelle geht.
Centrosomen helfen bei der Regulierung der Mitose, dem Prozess, bei dem eine Zelle in zwei identische Kopien des Originals zerlegt wird. Es gibt vier Phasen im Zellzyklus. In der G1-Phase wächst die Zelle und bereitet sich auf die Replikation der Chromosomen vor. In der S-Phase wird DNA repliziert. In G2 werden weitere Vorbereitungen für die letzte Phase getroffen, die M-Phase, in der Mitose auftritt.
Während der S-Phase der Zellteilung, wenn sich DNA repliziert, teilen und replizieren sich auch die Zentrosomen und Zentriolen. Dadurch entstehen zwei Zentrosomen mit jeweils zwei Zentriolen. Die beiden Zentrosomen bewegen sich zu entgegengesetzten Enden des Zellkerns.
Jedes der Zentrosomen ändert seine Form in eine Struktur, die als Spindel bezeichnet wird. Die Spindeln helfen dabei, Paare neu replizierter Chromosomen aus dem Kern zu verdoppeln, die in einzelne Paare getrennt sind, wobei ein Paar jedes Chromosoms mit einer der Spindeln assoziiert wird. Jedes Zentrosom und die dazugehörige Spindel bilden den Kern eines der neuen Zellpaare, die sich aus der Zellteilung ergeben. Dies stellt sicher, dass jede neue Zelle die erforderlichen 23 Chromosomenpaare aufweist.
Centrosomen haben zusätzlich zu ihrer Rolle im Zellzyklus mehrere andere Funktionen. Bei bestimmten Arten von unreifen Neuronen ist der Ort der Zentrosomen in den Zellen der Punkt, an dem das Axon oder die Nervenfaser der Zelle zu wachsen beginnt. Dieses gerichtete Wachstum wird auch durch Mikrotubuli reguliert.
Eine weitere Funktion des Zentrosoms besteht in der Organisation einer Zellstruktur, die als primäres Cilium bezeichnet wird. Diese Struktur befindet sich auf der Oberfläche fast jeder Zelle eines Wirbeltierorganismus und wurzelt in einer der Zentriolen der Zelle. Primäre Zilien fungieren als sensorische Rezeptoren für viele Zelltypen. In den Epithelzellen der Niere regulieren sie den Flüssigkeitsfluss durch das Organ. In olfaktorischen Neuronen erkennen primäre Zilienrezeptoren Gerüche, und im Auge bestehen lichtdetektierende Stäbchen teilweise aus diesen Strukturen.