stringtranslate.com

Базальное тельце

Схема эукариотического жгутика. 1-аксонема, 2-клеточная мембрана, 3-IFT ( внутрижгутиковый транспорт ), 4-базальное тельце, 5-поперечное сечение жгутика, 6-триплеты микротрубочек базального тельца.
Продольный разрез через область жгутиков в Chlamydomonas reinhardtii . В верхушке клетки находится базальное тельце, которое является местом крепления жгутика. Базальные тельца берут начало и имеют субструктуру, похожую на субструктуру центриолей, с девятью периферическими триплетами микротрубочек (см. структуру внизу в центре изображения).

Базальное тельце (синоним базальной гранулы , кинетосомы и в более старой цитологической литературе блефаропласта ) — это белковая структура, обнаруженная в основании эукариотической ундулиподии ( реснички или жгутика ). Базальное тельце было названо Теодором Вильгельмом Энгельманном в 1880 году. [1] [2] Оно образовано из центриоли и нескольких дополнительных белковых структур и, по сути, является модифицированной центриолей. [3] [4] Базальное тельце служит местом зарождения для роста микротрубочек аксонемы . Центриоли, из которых происходят базальные тельца, действуют как места закрепления белков, которые, в свою очередь, закрепляют микротрубочки , и известны как центр организации микротрубочек (ЦОМТ). Эти микротрубочки обеспечивают структуру и облегчают движение везикул и органелл во многих эукариотических клетках.

Сборка, структура

Реснички и базальные тельца формируются во время покоя или фазы G1 клеточного цикла . До того, как клетка вступает в фазу G1, т. е. до образования реснички, материнская центриоль служит компонентом центросомы .

В клетках, которым суждено иметь только одну первичную ресничку, материнская центриоль дифференцируется в базальное тельце при входе в фазу G1 или состояние покоя. Таким образом, базальное тельце в такой клетке происходит из центриоли. Базальное тельце отличается от материнской центриоли по крайней мере в двух аспектах. Во-первых, базальные тельца имеют базальные ножки, которые прикреплены к цитоплазматическим микротрубочкам и необходимы для поляризованного выравнивания реснички. Во-вторых, базальные тельца имеют переходные волокна в форме вертушки, которые берут начало из придатков материнской центриоли. [5]

Однако в многоресничных клетках во многих случаях базальные тельца не состоят из центриолей, а генерируются de novo из особой белковой структуры, называемой дейтеросомой . [6]

Функция

Во время покоя клеточного цикла базальные тельца организуют первичные реснички и располагаются в коре клетки вблизи плазматической мембраны. При входе в клеточный цикл реснички рассасываются, а базальное тельце перемещается в ядро, где оно функционирует для организации центросом. Центриоли, базальные тельца и реснички важны для митоза, полярности, деления клеток, транспортировки белков, сигнализации, подвижности и ощущения. [7]

Мутации в белках, локализующихся в базальных тельцах, связаны с несколькими заболеваниями ресничек человека, включая синдром Барде-Бидля , [8] орофациодигитальный синдром , [9] [10] синдром Жубера , [11] дистрофию палочек и колбочек , [12] [13] синдром Меккеля , [14] и нефронофтиз . [15]

Регуляция образования базальных телец и пространственной ориентации является функцией нуклеотидсвязывающего домена γ-тубулина . [ 16]

У растений отсутствуют центриоли, и только у низших растений (таких как мхи и папоротники) с подвижными сперматозоидами имеются жгутики и базальные тельца. [17]

Ссылки

  1. ^ Энгельманн, TW (1880). Zur Anatomie und Physiologie der Flimmerzellen. Арка Пфлюгерса. 23, 505–535.
  2. ^ Bloodgood, RA (2009). "От центрального к рудиментарному и к первичному: история недооцененной органеллы, время которой пришло. Первичная ресничка". Первичные реснички . Методы в клеточной биологии. Том 94. С. 3–52. doi :10.1016/S0091-679X(08)94001-2. ISBN 9780123750242. PMID  20362083.
  3. ^ Шредер, Джейкоб М.; Ларсен, Джеспер; Комарова Юлия; Ахманова, Анна; Торстейнссон, Рикке И.; Григорьев Илья; Мангусо, Роберт; Кристенсен, Сорен Т.; Педерсен, Стайн Ф.; Геймер, Стефан; Педерсен, Лотте Б. (2011). «EB1 и EB3 способствуют биогенезу ресничек с помощью нескольких механизмов, связанных с центросомами». Журнал клеточной науки . 124 (15): 2539–2551. дои : 10.1242/jcs.085852. ПМК 3138699 . ПМИД  21768326. 
  4. ^ Бенджамин Левин (2007). Клетки. Jones & Bartlett Learning. стр. 359. ISBN 978-0-7637-3905-8. Получено 28 июля 2019 г. .
  5. ^ Ким, С.; Динлахт, Б. Д. (2013). «Сборка первичной реснички». Current Opinion in Cell Biology . 25 (4): 506–511. doi :10.1016/j.ceb.2013.04.011. PMC 3729615. PMID 23747070  . 
  6. ^ Klos Dehring, DA; Vladar, EK; Werner, ME; Mitchell, JW; Hwang, P.; Mitchell, BJ (2013). «Дейтеросомно-опосредованный биогенез центриолей». Developmental Cell . 27 (1): 103–112. doi :10.1016/j.devcel.2013.08.021. PMC 3816757. PMID  24075808 . 
  7. ^ Пирсон, К. Г.; Гиддингс-младший, Т. Х.; Уини, М. (2009). «Компоненты базальных телец демонстрируют дифференциальную динамику белков во время сборки зарождающихся базальных телец». Молекулярная биология клетки . 20 (3): 904–914. doi :10.1091/mbc.e08-08-0835. PMC 2633379. PMID  19056680 . 
  8. ^ Ansley, SJ; Badano, JL; Blacque, OE; Hill, J.; Hoskins, BE; Leitch, CC; Kim, JC; Ross, AJ; Eichers, ER; Teslovich, TM; Mah, AK; Johnsen, RC; Cavender, JC; Lewis, RA; Leroux, MR; Beales, PL; Katsanis, N. (2003). «Дисфункция базальных телец является вероятной причиной плейотропного синдрома Барде-Бидля». Nature . 425 (6958): 628–633. Bibcode :2003Natur.425..628A. doi :10.1038/nature02030. PMID  14520415. S2CID  4310157.
  9. ^ Ferrante, MI; Zullo, A.; Barra, A.; Bimonte, S.; Messaddeq, N.; Studer, M.; Dollé, P.; Franco, B. (2006). «Орально-лице-пальцевый белок типа I необходим для формирования первичных ресничек и спецификации лево-правой оси». Nature Genetics . 38 (1): 112–117. doi :10.1038/ng1684. PMID  16311594. S2CID  2441702.
  10. ^ Romio, L.; Fry, AM; Winyard, PJ; Malcolm, S.; Woolf, AS; Feather, SA (2004). «OFD1 — это белок центросомального/базального тельца, экспрессируемый во время мезенхимально-эпителиального перехода при нефрогенезе человека». Журнал Американского общества нефрологии . 15 (10): 2556–2568. doi : 10.1097/01.ASN.0000140220.46477.5C . PMID  15466260. S2CID  22088755.
  11. ^ Искусство, HH; Доэрти, Д.; Ван Бирсум, SE; Паризи, Массачусетс; Леттебур, С.Дж.; Горден, Северная Каролина; Питерс, Т.А.; Меркер, Т.; Воесенек, К.; Картоно, А.; Озюрек, Х.; Фарин, FM; Крез, HY; Вольфрум, У.; Бруннер, Х.Г.; Кремерс, Ф.П.; Гласс, Айова; Кноерс, Невада; Ропман, Р. (2007). «Мутации в гене, кодирующем базальный белок тела RPGRIP1L, взаимодействующий с нефроцистином-4, вызывают синдром Жубера». Природная генетика . 39 (7): 882–888. дои : 10.1038/ng2069. PMID  17558407. S2CID  12910768.
  12. ^ Kobayashi, A.; Higashide, T.; Hamasaki, D.; Kubota, S.; Sakuma, H.; An, W.; Fujimaki, T.; McLaren, MJ; Weleber, RG; Inana, G. (2000). «Мутация HRG4 (UNC119), обнаруженная при дистрофии колбочек и палочек, вызывает дегенерацию сетчатки в трансгенной модели». Investigative Ophthalmology & Visual Science . 41 (11): 3268–3277. PMID  11006213.
  13. ^ Shu, X.; Fry, AM; Tulloch, B.; Manson, FD; Crabb, JW; Khanna, H.; Faragher, AJ; Lennon, A.; He, S.; Trojan, P.; Giessl, A.; Wolfrum, U.; Vervoort, R.; Swaroop, A.; Wright, AF (2005). «RPGR ORF15 isoform co-localizes with RPGRIP1 at centriolies and baseal body and interacts with nucleophosmin». Human Molecular Genetics . 14 (9): 1183–1197. doi : 10.1093/hmg/ddi129 . PMID  15772089.
  14. ^ Киттяля, М.; Таллила, Дж.; Салонен, Р.; Копра, О.; Кольшмидт, Н.; Паавола-Сакки, П.; Пелтонен, Л.; Кестиля, М. (2006). «MKS1, кодирующий компонент протеома базального тела жгутикового аппарата, мутирует при синдроме Меккеля». Природная генетика . 38 (2): 155–157. дои : 10.1038/ng1714. PMID  16415886. S2CID  10676530.
  15. ^ Winkelbauer, ME; Schafer, JC; Haycraft, CJ; Swoboda, P.; Yoder, BK (2005). «Гомологи нефроцистина-1 и нефроцистина-4 C. Elegans являются белками переходной зоны ресничек, участвующими в хемосенсорном восприятии». Journal of Cell Science . 118 (Pt 23): 5575–5587. doi :10.1242/jcs.02665. PMID  16291722. S2CID  16717895.
  16. ^ Шан, И.; Цао, К.С.; Горовский, МА (2005). «Мутационный анализ выявил новую функцию нуклеотидсвязывающего домена гамма-тубулина в регуляции биогенеза базальных телец». Журнал клеточной биологии . 171 (6): 1035–1044. doi :10.1083/jcb.200508184. PMC 2171320. PMID  16344310 . 
  17. ^ Филип Э. Пак, доктор философии, Заметки Клиффа: AP Biology, 4-е издание.

Внешние ссылки