Цилиогенез - Ciliogenesis
| Цилиогенез | |
|---|---|
| Подробности | |
| Идентификаторы | |
| латинский | Цилиогенез |
| TH | H1.00.01.1.01033 |
| Анатомическая терминология | |
Цилиогенез определяется как построение клеточной антенны ( первичных ресничек ) или механизма посредничества внеклеточной жидкости ( подвижные реснички ). Он включает сборку и разборку ресничек во время клеточного цикла . Реснички являются важными органеллами клеток и участвуют в многочисленных действиях, таких как передача клеточных сигналов , обработка сигналов развития и направление потока жидкостей, таких как слизь, по клеткам и вокруг них. Из-за важности этих клеточных процессов дефекты цилиогенеза могут приводить к многочисленным заболеваниям человека, связанным с нефункционирующими ресничками. Цилиогенез также может играть роль в развитии лево / праворукости у людей.
Формирование ресничек
Цилиогенез происходит через упорядоченный набор шагов. Во-первых, базальные тела центриолей должны мигрировать на поверхность клетки и прикрепляться к коре . Попутно базальные тельца прикрепляются к мембранным везикулам, а комплекс базальное тельце / мембранные везикулы сливается с плазматической мембраной клетки. Вероятно, слияние с плазматической мембраной формирует мембрану ресничек. Выравнивание формирующихся ресничек определяется исходным расположением и ориентацией базальных тел. Как только выравнивание определено, аксонемные микротрубочки отходят от базального тела и проходят под развивающейся цилиарной мембраной, образуя реснички.
Белки должны синтезироваться в цитоплазме клетки и не могут синтезироваться в ресничках. Для удлинения ресничек белки д. Селективно импортироваться из цитоплазмы в реснички и транспортироваться к верхушке реснички с помощью внутрижладжкового транспорта (IFT). Как только ресничка полностью сформирована, она продолжает включать новый тубулин на кончике ресничек. Однако ресничка не удлиняется дальше, потому что одновременно разрушается более старый тубулин. Для этого необходим активный механизм, поддерживающий длину ресничек. Нарушения этих механизмов могут влиять на подвижность клетки и передачу сигналов между клетками.
Типы цилиогенеза
Большинство ресничек (также известных как жгутики) формируются в виде отдельного компартмента в клетке, и этот процесс называется компартментализованным цилиогенезом . Однако жгутик, особый тип ресничек, обнаруженный в сперматозоиде, формируется уникальным способом, который называется цитозольным цилиогенезом (также известным как цитоплазматический цилиогенез), поскольку при этом типе цилиогенеза аксонема ресничек формируется в цитоплазме. или попадете в цитоплазму.
Цилиопатии
Дефекты ресничек могут привести к широкому спектру заболеваний человека, известных как цилиопатии , которые вызваны мутациями в белках ресничек. Некоторые распространенные цилиопатии включают первичную цилиарную дискинезию , гидроцефалию , поликистоз печени и почек и некоторые формы дегенерации сетчатки . Некоторые исследования показали , что мутации в цилиарных белков может привести к другим развития и взрослых фенотипов , таких как nephronophthisis , синдром Барде-Biedl , синдром альстрёма и синдром Меккеля-Грубера .
Регулирование
Различные клетки используют свои реснички для разных целей, таких как передача сенсорных сигналов или движение жидкости. По этой причине, когда образуются реснички и какова их длина, различается от клетки к клетке. Процессы, контролирующие образование, деградацию и длину ресничек, все должны каким-то образом регулироваться, чтобы гарантировать, что каждая клетка способна выполнять свои необходимые задачи.
Формирование и удаление
Поскольку клетка, содержащая реснички, проходит через клеточный цикл, цилиогенез д. Регулироваться. Реснички обычно образуются во время G1 клеточного цикла и разбираются во время митоза . Неизвестно, почему реснички собираются, а затем разбираются, но считается, что наличие ресничек может мешать митозу и, следовательно, удаляются до того, как митоз произойдет.
Клетки, которые недавно делились и находятся в стадии G0 клеточного цикла, не имеют ресничек. Во время G1 материнская центриоль прикрепляется к коре клетки и образует ресничку. Во время S-фазы материнские центриоли и дочерние центриоли (новые центриоли) дублируются, и образуются новые дочерние центриоли. Прежде чем митоз может произойти в большинстве клеток, ресничка снова всасывается в клетку. После того, как исходная клетка делится на две новые клетки, реснички реформируются внутри клеток после того, как новые клетки входят в G1.
Длина
Каждый тип клетки имеет определенную оптимальную длину ресничек. Следовательно, длина ресничек должна регулироваться для обеспечения оптимального функционирования клетки. Некоторые из тех же процессов, которые используются для контроля образования и удаления ресничек (такие как IFT), как полагают, используются для регуляции длины ресничек. Регулирование длины ресничек очень важно, потому что оно влияет на то, как клетка может использовать свои реснички для перемещения жидкости по ее поверхности или передачи клеточных сигналов. Различные цилиопатии могут быть вызваны дефектами длины ресничек. Напр., Белки, которые, как было показано, вызывают синдром Meckel-Gruber, влияют на контроль длины ресничек. Однако механизмы, которые влияют на контроль длины ресничек, не очень хорошо изучены. Пока они не появятся, будет трудно определить, как дефекты длины ресничек могут быть связаны с цилиопатическими заболеваниями и синдромами.