Zentriolen: Aufbau, Funktion und chemische Zusammensetzung

Das Zentriol: Aufbau und Eigenschaften

Die meisten Zellen besitzen zwei Zentriolen in der Nähe des Zellkerns oder in einer Einbuchtung auf der konkaven Seite des Golgi-Apparats. Das Zentriol ist ein Zylinder von 0,15-0,25 µm Breite und 0,3-0,7 µm Länge. Es besteht aus:

• Einem peripheren Teil von 0,04-0,05 µm Dicke, der neun Gruppen von Mikrotubuli-Tripletts (Triolen) enthält.
• Einem zentralen Bestandteil, der in der Regel klar ist, manchmal aber ein oder zwei Granula enthalten kann.
• Einem proximalen Ende (näher am Zellzentrum).
• Einem distalen Ende, das zur Peripherie gerichtet ist und ein komplexes, radähnliches System umschließt, das nur während der Streckung des unreifen Zentriols vorhanden ist.

Die Zentriolwand und Mikrotubuli-Tripletts

Die Zentriolwand besteht aus neun Tripletts. Jedes Triplett wird durch die enge Verbindung von drei Mikrotubuli (MT) gebildet. Die virtuelle Achse, die durch das Zentrum jedes Röhrchens verläuft, bildet einen Winkel von 40 Grad mit dem Radius des Kreises, der durch die Basis des Zylinders beschrieben wird.

Die drei Mikrotubuli jedes Tripletts werden von innen nach außen mit A, B und C bezeichnet. Die Mikrotubuli A und B sowie B und C teilen sich eine gemeinsame Wand. Jeder Mikrotubulus hat einen Durchmesser von etwa 250 Å (Angström).

Die Wand jedes Mikrotubulus-Tripletts besteht aus Protofilamenten. Die Anordnung von 13 Protofilamenten in einem Zylinder um einen klaren zentralen Hohlraum bildet den Mikrotubulus A. Mikrotubulus A und B teilen sich 3-4 Protofilamente, ebenso wie B und C. Der Querschnitt von Mikrotubulus A ist kreisförmig, während Mikrotubuli B und C eine halbkreisförmige Form aufweisen.

Die Tripletts sind durch dichte Konnexin-Verbindungen zwischen Mikrotubulus A und C verbunden, die für die Neigung der Tubuli in Bezug auf den Radius verantwortlich sind.

Die "Wagenrad"-Struktur

Ein Zylinder aus opakem Material befindet sich in der Mitte des distalen, unreifen Zentriols. Dicke Linien nähern sich dem radial angeordneten Zylinder. Die Linien sind an den "Füßen" befestigt, die als dunkle Bereiche an der inneren Oberfläche des Mikrotubulus A eingefügt sind. Die "Speichen" und "Füße" sind in einer Ebene senkrecht zur Achse des Zentriols angeordnet und bilden eine "Wagenrad"-Struktur. Die "Speichen" sind spiralförmig angeordnet. Wenn das Zentriol eine Länge von 300 nm erreicht hat, wird die Polymerisation gestoppt und die "Wagenrad"-Struktur abgebaut.

Assoziierte Strukturen des Zentriols

Ein Zentriol ist immer mit einem anderen verbunden und bildet so ein Diplosom.

Perizentriolare Satelliten:

• Mazas (Flecken): Neun Gruppen von Kugeln (Durchmesser 400-700 Å) befinden sich in der Nähe jedes Endes des Zentriols und sind über einen kurzen Stiel an die Mikrotubuli gebunden.
• Gestreifte Anhänge: Vier dicke Arme, die sich radial von der Wand jedes Zentriols erstrecken. Die Mikrotubuli scheinen mit den Satelliten in Verbindung zu stehen, kommen aber nie direkt mit dem Zentriol in Kontakt.

Chemische Zusammensetzung

Da Zentriolen sehr schwer zu isolieren sind, wurde ihre Zusammensetzung anhand von Basalkörperchen untersucht. Sie bestehen zu 50% aus Protein (Tubulin), 2% RNA und 2% Glukose. Die Präsenz von DNA wird diskutiert; falls vorhanden, würde sich diese DNA im Rahmen der Zentriolreplikation verdoppeln und wäre in den semiautonomen Organellen enthalten.

Funktion der Zentriolen

Zentriolen sind entscheidend an der Bildung neuer Zentriolen und Basalkörperchen beteiligt.