18.6: Duplicazione del centrosoma

Il principale centro di organizzazione dei microtubuli (MTOC) nelle cellule animali è il centrosoma. Un centrosoma ha due centrioli cilindrici al suo interno. Ogni centriolo è costituito da nove serie di tre microtubuli tenuti insieme da proteine. I centrioli sono posizionati ad angolo retto l’uno rispetto all’altro e circondati da una nuvola proteica informe chiamata matrice pericentriolare, o materiale pericentriolare (PCM).

Per garantire che ogni cellula figlia riceva un centrosoma dopo la divisione cellulare, la duplicazione del centrosoma inizia all’inizio del ciclo cellulare. La duplicazione del centrosoma è strettamente regolata dai controlli del ciclo cellulare, come la chinasi ciclina-dipendente 2 (Cdk2), per evitare che si verifichi più di una volta per ciclo cellulare. Pertanto, quando la cellula raggiunge la mitosi, ha due centrosomi.

La duplicazione del centrosoma coincide con le fasi del ciclo cellulare. Durante la fase G₁ del ciclo cellulare, i due centrioli nel centrosoma si separano, un processo chiamato disorientamento del centrosoma.

Durante le fasi G₁ e S, i centrosomi vengono duplicati. Un nuovo centriolo, chiamato procentriolo, inizia a formarsi e ad allungarsi alla base di ciascuno dei due centrioli esistenti. I procentrioli si allungano attraverso S e G₂ fino a raggiungere le dimensioni dei centrioli più anziani. I quattro centrioli rimangono vicini all’interno del PCM allargato fino a quando la cellula non entra in mitosi.

Durante la fase G₂, la γ-tubulina e altre proteine PCM si accumulano nel centrosoma, un processo chiamato maturazione del centrosoma.

Durante la transizione tra le fasi G₂ e M, i centrosomi iniziano a separarsi. I due centrioli madre si disconnettono e le proteine motrici dei microtubuli allontanano i due centrosomi.

Errori nella regolazione del centrosoma possono causare anomalie nel numero di cromosomi e centrosomi. Le anomalie del centrosoma e i difetti nella progressione del ciclo del centrosoma sono implicati in molteplici malattie, in particolare il cancro. Le proteine oncosoppressori e gli oncogeni sono collegati a cambiamenti dannosi nei centrosomi delle cellule tumorali, rendendo queste proteine un bersaglio terapeutico attraente.