Fungsi Sentrosom – struktur, sejarah, siklus, perbedaan

Dalam sel hewan ada tubuh bulat di luar nukleus, yang disebut sentrosom. Sentrosom adalah organel dekat nukleus sel yang mengandung sentriol (dalam sel hewan) dan dari mana serat gelendong berkembang dalam pembelahan sel.

Pengertian

Sentrosom adalah pusat pengorganisasian mikrotubulus untuk sel hewan. Organel ini juga dikenal sebagai MTOC atau “Pusat Penyelenggaraan Mikrotubulus”.

Sitosenter atau sentrosom adalah organel seluler yang tidak dikelilingi oleh membran; Ini terdiri dari dua sentriol berpasangan, tertanam dalam satu set agregat protein yang mengelilingi mereka dan disebut “bahan pericentriolar” (PCM dalam bahasa Inggris, untuk bahan pericentriolar).

Fungsi utamanya terdiri dari nukleasi dan penahan mikrotubulus (MTs), jadi secara umum struktur ini (bersama dengan badan polar yang digunakan dalam ragi) disebut pusat pengorganisasian MTs (COMTs, dalam bahasa Inggris MTOCs untuk pusat pengorganisasian mikrotubulus).

Di sekitar sentrosom satu set mikrotubulus diatur secara radial membentuk aster. Sentrosom memainkan peran mendasar dalam membangun jaringan MTs interfase dan gelendong mitosis. Selama antarmuka siklus sel, MTs menentukan bentuk sel, polaritas, dan motilitas, sedangkan selama mitosis, mereka membentuk gelendong mitosis, yang diperlukan untuk pemisahan kromosom antara dua sel anak. Oleh karena itu, satu-satunya sentrosom yang ada selama G1 di interfase (dibentuk oleh dua sentriol dan bahan perisentriolar yang mengelilinginya) harus diduplikasi (walaupun hanya sekali).

Akibatnya, selama G2 sel memiliki dua sentrosom, masing-masing dengan dua sentriol yang terkait erat. Kedua sentrosom ini terpisah selama tahap awal mitosis dan diatur pada kutub sel yang berlawanan, sehingga memfasilitasi perakitan gelendong mitosis bipolar. Tumbuhan tingkat tinggi dan oosit dari sebagian besar sel hewan kekurangan sentrosom; dalam kasus ini, kumparan bipolar dibentuk oleh mekanisme alternatif, terlepas dari sentrosom Sentriol adalah struktur berbentuk tong kecil, yang secara struktural terkait (dan dapat saling berkonversi) dengan badan basal, yang pada gilirannya sangat penting untuk pembentukan silia dan flagela.

Pada vertebrata, sentriol terdiri dari sembilan triplet MTs, sedangkan pada Drosophila dan C. elegans masing-masing hampir selalu menghadirkan doublet atau unit MTs. Materi pericentriolar yang mengelilingi sentriol memiliki penampilan berserat dan, dalam sentrosom manusia, mengandung lebih dari 100 protein yang berbeda.6 Di antaranya adalah protein yang diperlukan untuk nukleasi MTs (seperti tubulin-γ) dan protein terkait lainnya, beberapa di antaranya disimpan dalam badan kutub jamur (setara fungsional dari sentrosom dalam kelompok ini).

Protein lain tidak terkonservasi dengan baik, tetapi banyak yang memiliki domain kumparan, menunjukkan bahwa mereka mungkin memiliki fungsi struktural, terutama untuk menangkap protein pengatur siklus sel.8 Pada sebagian besar spesies hewan, sperma berkontribusi pada pembentukan embrio dengan menyediakan satu set kromosom dan, tergantung pada spesiesnya, satu atau dua sentriol, yang bergabung dengan protein yang ada dalam oosit untuk menyusun kembali sentrosom fungsional. sentrosom terbentuk dalam embrio, organel ini harus menggandakan dan memisahkan di setiap siklus sel secara sinkron dengan genom.

Sejarah

Ini pertama kali divisualisasikan oleh Walther Flemming di kerang air tawar pada tahun 1875,10 serta oleh Edouard Van Beneden dan A. Neyt11 yang mengamati “sel pusat” di dalam aster dalam embrio nematoda parasit Parascaris equorum., sentrosom dijelaskan untuk pertama kalinya oleh Theodor Boveri dalam organisme yang sama pada tahun 1887,12 yang mendefinisikannya sebagai “organel khusus dalam pembelahan sel”.

Boveri dengan jelas mengidentifikasi sentrosom sebagai sepasang sentriol yang dikelilingi oleh bahan khusus, yang mampu merakit “bola arkiplasma” yang berisi semua elemen ini, yang pada gilirannya menghasilkan “astrosfer” untuk sementara.

Pada tahun 1900, Boveri menetapkan bahwa sentrosom adalah organel seluler salinan tunggal.13 Melalui pengamatannya tentang dinamika kromosom (yang ia identifikasi terdiri dari 2 kromatid), ia menyimpulkan bahwa gelendong mitosis bipolar sebenarnya terdiri dari dua gelendong setengah, masing-masing gelendong dihasilkan oleh sentrosom, yang disatukan oleh set kromosom ganda yang bergabung di ujung setiap aster, sedemikian rupa sehingga setiap kromosom melekat pada kedua kutub, dan hanya satu oleh kromatid.

Oleh karena itu, ia menyimpulkan bahwa selama pembentukan pelat metafase, ada kekuatan kromosom yang tampaknya melawan tolakan yang ada di antara aster. Juga, Boveri dengan benar menggambarkan siklus sentrosom.

Struktur

Sentrosom terdiri dari dua sentriol tegak lurus, sentriol putri, dan sentriol ibu, dihubungkan bersama oleh serat-serat yang saling berhubungan. Sentriol terdiri dari protein kompleks yang membantu dalam pembentukan mikrotubulus tambahan. Matriks pericentriolar amorf mengelilingi sentriol. Ini terlibat dalam nukleasi dan penahan mikrotubulus sitoplasma.

Sentrosom dalam sel hewan sangat mirip dengan DNA. Selama pembelahan sel, satu sentrosom dari sel induk ditransfer ke setiap sel anak. Dalam sel-sel yang berkembang biak, sentrosom mulai membelah sebelum fase S dimulai. Sentrosom yang baru terbentuk berpartisipasi dalam mengatur spindel mitosis. Selama Interfase, sentrosom mengatur sinar mikrotubulus astral yang membantu dalam perdagangan intraseluler, adhesi sel, polaritas sel, dll.

Dalam sel-sel pasca-mitosis, sentrosom terdiri dari sentriol matang dan sentriol imatur, yang dikenal sebagai sentriol ibu dan sentriol anak.

Sentrosom tidak ada dalam sel tumbuhan dan hewan. Ini karena tidak ada perubahan dalam bentuk membran sel organisme ini selama pembelahan sel.

Siklus sentrosom terdiri dari empat fase:

  1. Fase G1 di mana duplikasi sentrosom terjadi.
  2. Fase G2 di mana pematangan sentrosom terjadi.
  3. Fase mitosis di mana pemisahan sentrosom terjadi.
  4. Fase mitosis lanjut di mana disorientasi kromosom terjadi.

Cairan yang menyusunnya disebut sentrosfer. Di pusat sentrosfer, ada dua objek silindris yang disebut sentriol. Pada saat pembelahan sel, pasangan sentriol dipisahkan dan bergerak ke dua kutub yang berlawanan (dari sel).

struktur sentrosom
struktur sentrosom

Perbedaan Sentrosom dan sentriol

Setiap sel hewan memiliki dua sentriol yang terletak di dalam sentrosom. Baik sentriol dan sentrosom adalah struktur sel rumit yang penting untuk pembelahan sel. Sentrosom mengarahkan pergerakan kromosom ketika sel membelah, dan sentriol membantu menciptakan poros benang di mana kromosom yang digandakan terpisah menjadi dua sel baru. Struktur rumit organel sel ini dan rincian cara kerjanya memberikan gambaran tentang fungsi kompleks dan pembelahan sel hidup yang disetel dengan halus.

Sementara keduanya diperlukan untuk sel untuk membelah menjadi dua sel identik baru, sentrosom adalah struktur amorf yang mengandung dua sentriol sedangkan sentriol adalah organel dengan mikrostruktur yang rumit. Dalam perbandingan sentriol vs sentrosom, yang pertama memiliki struktur fisik yang kompleks yang memenuhi kebutuhan spesifik sementara yang kedua memiliki struktur fisik yang sederhana tetapi melakukan berbagai fungsi kompleks.

Ketika sel membelah, operasi utama adalah duplikasi kromosom dan migrasi mereka ke sisi berlawanan dari inti sel sepanjang gulungan benang yang membentang sel. Nukleus kemudian dapat membelah menjadi dua bagian, masing-masing dengan satu set lengkap kromosom identik. Sentrosom mengandung dan menyediakan protein yang dibutuhkan untuk pembuatan benang mikrotubulus, sedangkan sentriol bertindak sebagai semacam perancah untuk mikrotubulus yang baru terbentuk. Sementara mereka saling melengkapi, mereka bertanggung jawab untuk aspek yang sama sekali berbeda dari pembuatan spindle utas.

Sentrosom Dalam Sel Hewan

Dalam kebanyakan sel hewan, Sentrosom tidak diperlukan dalam proses pembelahan sel meskipun mereka menambah efektivitas pengaturan gelendong mitosis. Pada manusia, disfungsi sentrosom dapat menstimulasi kanker sebagai hasil dari peningkatan tingkat ketidakstabilan kromosom atau karena kemampuan metastasis sel kanker. Namun, penelitian tentang ini tidak memiliki bukti.

Sentrosom Dalam Sel tumbuhan

Tumbuhan dan jamur tidak memiliki sentrosom sehingga memanfaatkan struktur MTOC untuk mengoordinasikan mikrotubulus mereka. Sel-sel tumbuhan tidak memiliki tubuh tiang sentris atau sentriol kecuali pada gamet jantan flagelata yang sepenuhnya hadir dalam beberapa tanaman berbunga (konifer). Fungsi utama MTOC untuk organisasi spindel dan nukleasi mikrotubulus tampaknya diambil oleh amplop nuklir sementara mitosis sel tanaman.

Jalur langka telah dikembangkan oleh tumbuhan tingkat tinggi untuk mengatur dinamika dan perakitan sitoskeleton. Mikrotubulus berinti di pusat pengorganisasian dan nukleasi di banyak eukariota lain yang berkomitmen untuk membangun polaritas. Meskipun sel-sel hewan dan tumbuhan berbagi elemen sitoskeleton utama yang menyiratkan pekerjaan yang dikontrol, tanaman tidak menunjukkan sentrosom menyerupai organel tetapi belum mampu membangun spindel sehingga telah mengembangkan susunan sitoskeletal seperti pita preprofase, susunan kortikal, dan phragmoplast yang berpartisipasi secara fundamental. proses pertumbuhan.

Unsur-unsur tertentu seperti gamma-tubulin dll memiliki peran utama untuk dimainkan dalam nukleasi mikrotubulus yang terjadi pada permukaan nukleus yang disebut sebagai pusat pengorganisasian mikrotubulus tanaman.

Fungsi

Pada saat pembelahan sel sentrosom mengarahkan kutub gelendong dan membantu pembelahan sel. Fungsi sentrosom adalah untuk membantu mengatur mikrotubulus yang akan digunakan selama pembelahan sel. Ini juga berfungsi menggunakan mikrotubulus untuk membuat bagian dari sitoskeleton sel.

Sentrosom membantu memberi sel strukturnya. Dalam arti tertentu, sentrosom membantu menstabilkan struktur sel. Meskipun ini mungkin tampak seperti tugas sederhana, mereka adalah peran yang sangat penting dan kritis.

Sentrosom bertanggung jawab atas inisiasi sitokinesis atau memecah sel induk menjadi dua. Dengan tidak adanya sentrosom, telah diamati bahwa sitokinesis tidak memulai bahkan setelah selesainya mitosis.

Fungsi sentrosom lainnya adalah:

  1. Membantu pembelahan sel selama mitosis.
  2. Mereka mengarahkan pergerakan mikrotubulus dan struktur sitoskeletal, dengan demikian, memfasilitasi perubahan bentuk membran sel hewan.
  3. Mereka berperan dalam mitosis dalam mengatur mikrotubulus memastikan bahwa sentrosom didistribusikan ke setiap sel anak.
  4. Mereka juga merangsang perubahan dalam bentuk sel membran oleh fagositosis.
  5. Mereka mempertahankan jumlah kromosom selama pembelahan sel.

Related Posts