Un centrosoma è il principale organizzatore di microtubuli di una cellula eucariotica e svolge un ruolo vitale nella formazione del fuso mitotico, una disposizione bipolare di microtubuli che separa i cromatidi fratelli. I due poli del fuso sono formati da due centrosomi posizionati in modo opposto.

Prima del ciclo cellulare, tuttavia, la maggior parte delle cellule animali contiene un solo centrosoma nel citoplasma. La chinasi G1/S-ciclina dipendente o complesso Cdk, costituito da ciclina E e Cdk2 nelle cellule animali, aiuta a innescare la duplicazione del centrosoma e l'ingresso nel ciclo cellulare.

Ogni centrosoma è costituito da due centrioli, che sono incapsulati da una matrice pericentriolare proteica.

La duplicazione del centrosoma inizia nella fase iniziale G1 quando la separasi effettua il disimpegno dei due centrioli. Una proteina appartenente alla famiglia delle protein chinasi polo-simili, Plk-4, è un importante regolatore per la biogenesi dei centrioli nell'uomo.

Verso l'inizio della fase S, un centriolo figlio inizia a crescere ad angolo retto rispetto alla base di ciascun centriolo.

Durante G2, i centrioli figli in genere terminano l'allungamento. I quattro centrioli rimangono vicini nel centrosoma fino a quando la cellula non entra in mitosi.

All'inizio della mitosi, il centrosoma si divide in due, che è anche noto come disgiunzione del centrosoma. I due centrosomi risultanti contengono ciascuno una coppia di centrioli e la matrice pericentriolare. Entrambi i centrosomi nucleano una serie di microtubuli, principalmente al centriolo madre, formando collettivamente il fuso mitotico.

Il ciclo di vita del centrosoma e del cromosoma sono simili sotto diversi aspetti. La loro duplicazione avviene una sola volta per ciclo ed entrambe si duplicano attraverso un processo semiconservativo in cui viene prodotta una nuova copia dalla copia madre preesistente.

Inoltre, come i cromosomi, una copia del centrosoma è equamente distribuita a ciascuna cellula figlia dopo la divisione.

Un'eccessiva duplicazione del centrosoma può compromettere l'assemblaggio del fuso mitotico e causare una segregazione impropria dei cromosomi, che può causare malattie come il cancro.

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.

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