18.6: Duplikacja centrosomów

Podstawowym centrum organizacyjnym mikrotubul (MTOC) w komórkach zwierzęcych jest centrosom. Centrosom ma w swoim rdzeniu dwie cylindryczne centriole. Każda centriola składa się z dziewięciu zestawów trzech mikrotubul połączonych białkami. Centriole są ustawione pod kątem prostym do siebie i otoczone bezkształtną chmurą białkową zwaną macierzą pericentriolarną lub materiałem pericentriolarnym (PCM).

Aby zapewnić, że każda komórka potomna otrzyma centrosom po podziale komórki, duplikacja centrosomów rozpoczyna się na wczesnym etapie cyklu komórkowego. Duplikacja centrosomów jest ściśle regulowana przez kontrole cyklu komórkowego – takie jak kinaza zależna od cykliny 2 (Cdk2) – aby zapobiec jej występowaniu więcej niż raz na cykl komórkowy. Tak więc, zanim komórka osiągnie mitozę, ma dwa centrosomy.

Duplikacja centrosomów zbiega się z fazami cyklu komórkowego. Podczas fazy_G1 cyklu komórkowego dwie centriole w centrosomie rozdzielają się w procesie zwanym dezorientacją centrosomów.

Podczas faz G₁ i S centrosomy ulegają duplikacji. Nowa centriola, zwana procentriolem, zaczyna się formować i wydłużać u podstawy każdej z dwóch istniejących centrioli. Procentriole wydłużają się przez S i_G2, aż osiągną tak duże jak starsze centriole. Cztery centriole pozostają blisko siebie w powiększonym PCM, dopóki komórka nie wejdzie w mitozę.

Podczas fazy_G2 γ-tubulina i inne białka PCM gromadzą się w centrosomie w procesie zwanym dojrzewaniem centrosomów.

Podczas przejścia między fazami_G2 i M centrosomy zaczynają się rozdzielać. Dwie centriole macierzyste zostają rozłączone, a białka motoryczne mikrotubul oddalają od siebie dwa centrosomy.

Błędy w regulacji centrosomów mogą powodować nieprawidłowości w liczbie chromosomów i centrosomów. Nieprawidłowości centrosomów i defekty w progresji cyklu centrosomów są związane z wieloma chorobami, w szczególności z rakiem. Białka supresorowe i onkogeny nowotworowe są powiązane ze szkodliwymi zmianami w centrosomach komórek nowotworowych, co czyni te białka atrakcyjnym celem leczenia.