16-тақырып Цитология · зертханалық 3D виртуалды жұмыс
Жасуша орталығы
Центросома: 9 × 3 + 0
Центриоль құрылысы, центросома циклі, бөліну ұршығы, базальді денешік және цилиопатиялар
🎯 МТОЦ🧭 Ұршық📱 3 QR-тапсырма
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
02 Сабақ құрылымы
Оқу нәтижелері және жоспар
🎯 Мақсаты
Жасуша орталығының ультрақұрылымын 3D модельдер арқылы зерттеп, центросоманың микротүтікшелерді ұйымдастырудағы, жасуша бөлінуіндегі және кірпікшелер түзудегі рөлін түсіндіру.
Сабақ соңында студент:
- центриольдің құрылысын (9 триплет, «арба дөңгелегі») сипаттайды;
- центросоманың құрамдас бөліктерін және МТОЦ қызметін түсіндіреді;
- центросоманың жасуша циклімен үйлесімді екі еселенуін сипаттайды;
- бөліну ұршығының түрлерін (кинетохорлық, полярлы, астральді) ажыратады;
- центриоль мен базальді денешіктің байланысын, цилиопатияларды талдайды.
⏱ Жоспар · 80 минут
5′Мотивация: проблемалық сұрақ
10′Алдыңғы білімді белсендіру
30′Жаңа тақырып: 3D модельдермен түсіндіру
10′3D-препарат: тақтада тану
15′QR-зертхана: 3 тапсырма
10′Кейс · бағалау · рефлексия
Проблемалық сұрақЖоғары сатыдағы өсімдіктерде центриоль жоқ, бірақ олар мінсіз бөлінеді. Онда центриоль не үшін керек?
3D-визуализацияКейс-стадиФормативті бағалау
03 Негізгі ұғымдар
Терминдер мен анықтамалар
Жасуша орталығы (центросома)Ядро жанында орналасқан, мембранасыз органоид; екі центриоль мен оларды қоршаған перицентриолярлық матрикстен тұрады; жасушадағы микротүтікшелерді ұйымдастырудың негізгі орталығы.
ЦентриольҰзындығы 0,3–0,5 мкм, диаметрі 0,2 мкм цилиндр; қабырғасы 9 үштік (триплет) микротүтікшеден тұрады — 9×3 + 0 формуласы.
ДиплосомаБір-біріне перпендикуляр орналасқан екі центриоль: аналық (жетілген, өсінділері бар) және қыз (жас) центриоль.
Перицентриолярлық матрикс (ПЦМ)Центриольдерді қоршаған электрон-тығыз аморфты зат; γ-тубулин сақиналы кешендері (γ-TuRC), перицентрин бар; микротүтікшелер осыдан өседі.
γ-тубулинα- және β-тубулиннен өзгеше тубулин түрі; сақиналы кешен түзіп, жаңа микротүтікшенің «–» ұшын бекітеді (нуклеация).
МТҰОМикротүтікшелерді ұйымдастыру орталығы: центросома, базальді денешік, өсімдіктерде — ядро қабықшасы мен кортикалды аймақтар.
Центриоль дупликациясыЖасуша циклінің S-кезеңінде әр центриольдің қабырғасына перпендикуляр жаңа центриольдің түзілуі; жартылай консервативті процесс, PLK4 киназасы басқарады.
Бөліну ұршығыМитоз бен мейозда екі полюс арасында түзілетін микротүтікшелер жүйесі; хромосомаларды қыз жасушаларға тең бөледі.
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
04 Негізгі ұғымдар
Анықтамалар · жалғасы
КинетохорХромосоманың центромерасындағы белок кешені; ұршықтың кинетохорлық микротүтікшелері осыған бекиді.
Базальді денешікКірпікше немесе талшық түбінде орналасқан, құрылысы центриольге ұқсас (9×3 + 0) құрылым; аксонеманың өсуін ұйымдастырады.
Біріншілік кірпікшеКөптеген жасушаларда бір данадан болатын, қозғалмайтын (9×2 + 0) кірпікше; сезгіштік «антенна» — Hedgehog, Wnt сигналдарын қабылдайды.
ЦилиопатияларКірпікшелер мен базальді денешіктердің құрылысы немесе қызметі бұзылуынан болатын аурулар тобы (Картагенер, поликистозды бүйрек, Барде–Бидль синдромы).
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
05 Зерттелу тарихы
Ашылу тарихы
1876Э. ван Бенеден — аскарида жұмыртқасында полюстік денешіктер
1887Т. Бовери — «центросома» терминін енгізді; оны «жасушаның динамикалық орталығы» деп атады
1900Т. Бовери — артық центросомалар хромосомалардың дұрыс бөлінбеуіне, ісікке әкелуі мүмкін деген гипотеза
1950-шіТЭМ-де центриольдің 9 үштік құрылысы анықталды
1989Б. Оукли — γ-тубулин ашылды
2000-шыБіріншілік кірпікшенің сигналдық рөлі мен цилиопатиялар сипатталды
2005PLK4 — центриоль дупликациясының басты реттеушісі анықталды
Центросоманың басты қызметтері
- Интерфазада — микротүтікшелер торын ұйымдастыру: жасуша пішіні, тасымал, органоидтардың орналасуы
- Митозда — бөліну ұршығының полюстерін түзу
- Базальді денешікке айналып, кірпікшелер мен талшықтарды түзу
- Жасуша полярлығын анықтау (иммундық синапс, миграция)
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
06 Құрылысы
Центриольдің құрылысы
Центриоль · Т. Бовери, 1888
- Цилиндр: ұзындығы ≈ 0,5 мкм, диаметрі ≈ 0,2 мкм
- 9 микротүтікше триплеті (А — толық, В және С — толық емес) → 9×3+0
- Проксимал ұшында «арба дөңгелегі» (SAS-6 белогы)
- Аналық центриольде дистальды және субдистальды өсінділер
Центросома
Диплосома (2 центриоль бір-біріне перпендикуляр) + перицентриолярлық матрикс (γ-тубулин сақиналары, перицентрин) = негізгі МТОЦ.
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
07 Центросома циклі
Жасуша циклімен бірге
G1Бір центросома: 2 центриоль ажырайды
SӘр центриоль жанында жаңа (еншілес) центриоль өседі (PLK4)
G2Екі центросома жетіледі, матрикс көбейеді
MПолюстерге ажырап, ұршықты түзеді
Жартылай консервативтіӘр жас жасуша бір ескі және бір жаңа центриоль алады — ДНҚ репликациясына ұқсас
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
08 Бөліну ұршығы
Центросома және ұршық
КинетохорлықХромосоманың кинетохорына бекиді, ажыратады
Полярлы (интерполярлы)Полюстерден экваторда қабаттасады, итереді
АстральдіЖұлдыз тәрізді, кортекске бекиді, ұршықты бағдарлайды
Ұршық бақылау нүктесі (SAC)
Барлық кинетохор бекімейінше анафаза басталмайды. Центросома саны артық болса (ісік жасушаларында) — көп полюсті митоз, анеуплоидия.
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
09 Базальді денешік
Центриоль → кірпікше
Базальді денешік
- Центриоль плазмалеммаға келіп бекиді → базальді денешік (9×3+0)
- Одан аксонема өседі: қозғалмалы 9×2+2 немесе біріншілік кірпікше 9×2+0
- Біріншілік кірпікше — «антенна»: Hedgehog, механо- және хеморецепция
Цилиопатиялар
- Поликистозды бүйрек (біріншілік кірпікше)
- Бардет–Бидль синдромы: семіздік, ретинопатия, саусақ артық
- Картагенер синдромы (қозғалмалы кірпікше)
- Микроцефалия — центросома белоктарының мутациясы
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
10 Ультрақұрылым
Центриольдің ультрақұрылымы
Құрылымдық элементтер
- Үштіктер: A (толық, 13 протофиламент), B және C (толық емес, 10–11 протофиламент) микротүтікшелері
- Үштіктер шеңбер бойынша 9 қалақша сияқты қисайып орналасқан («турбина»)
- Арба дөңгелегі (cartwheel) — проксимальді ұшындағы 9 спицалы құрылым (SAS-6 белогы) — 9 еселік симметрияны анықтайды
- Аналық центриольде дистальді және субдистальді өсінділер — микротүтікшелерді бекітеді, мембранаға қондырады
- Центриоль микротүтікшелері ацетилденген, полиглутамилденген — өте тұрақты
| Құрылым | Формула |
|---|---|
| Центриоль, базальді денешік | 9×3 + 0 |
| Қозғалғыш кірпікше, талшық | 9×2 + 2 |
| Біріншілік кірпікше | 9×2 + 0 |
| Түйінді кірпікше (эмбрион) | 9×2 + 0, бірақ қозғалғыш |
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
11 Центросома циклі
Центросоманың көбеюі
| Жасуша цикл кезеңі | Центросомада не болады |
|---|---|
| G₁ | Бір центросома: екі центриоль (аналық + қыз), өзара ажырасады |
| S | Дупликация: әр центриоль жанында жаңа процентриоль өседі (PLK4, SAS-6) |
| G₂ | Процентриольдер ұзарады; ПЦМ ұлғаяды (жетілу) |
| Профаза | Екі центросома ажырап, кинезин-5 арқылы полюстерге жылжиды |
| Метафаза–анафаза | Полюстерде ұршықты ұйымдастырады |
| Телофаза | Әр қыз жасушаға бір центросома (2 центриоль) |
Неге тек бір рет?Центриоль дупликациясы әр циклде бір рет, ДНҚ репликациясымен үйлесімді жүреді («лицензия»): CDK2 мен PLK4 деңгейі қатаң реттеледі; бұзылса — центросома амплификациясы.
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
12 Ұршық
Бөліну ұршығының құрылысы
Кинетохорлық микротүтікшелерПолюстен кинетохорға дейін; хромосоманы тартады (анафаза А — қысқару)
Полярлық (интерполярлық) микротүтікшелерЕкі полюстен келіп, ортада қабаттасады; кинезин-5 оларды итеріп, полюстерді алшақтатады (анафаза В)
Астральді микротүтікшелерПолюстен жасуша қабығына қарай жұлдыз тәрізді; динеин ұршықты дұрыс бағыттайды
ХромокинезиндерХромосома иықтарын экваторға итереді
Ұршықты бақылау нүктесі (SAC)
Әр кинетохор микротүтікшеге дұрыс бекімейінше, Mad2 мен BubR1 белоктары APC/C кешенін тежеп, анафазаны бастатпайды. Бұл — хромосомалардың тең бөлінуінің кепілі; бұзылса анеуплоидия (хромосома саны өзгеруі) пайда болады.
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
13 Өсімдіктерде
Центриольсіз бөліну
Жоғары сатыдағы өсімдіктер мен көптеген саңырауқұлақтар
Гүлді өсімдіктерде, қылқан жапырақтыларда центриольдер жоқ (тек талшықты сперматозоидтары бар мүктер, папоротниктер, гинкгода — талшық түбінде). Ұршық ядро қабықшасының бетіндегі γ-тубулин арқылы түзіледі — полюстері кең, «бөшке тәрізді» (анастральді) ұршық.
Препрофаза белдеуіG₂-де плазмалемма астында микротүтікшелер сақинасы — болашақ жасуша пластинкасының орнын белгілейді
ФрагмопластТелофазада микротүтікшелер мен Гольджи көпіршіктерінен жасуша пластинкасы түзіледі
Жануар ооциттеріКөптеген жануарлардың жұмыртқа жасушасында мейоз центриольсіз (ацентросомалық) жүреді
Центриольді алып тастау тәжірибесіЛазермен жойса да, жануар жасушасы бөлінеді, бірақ қателер көбейеді
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
14 Патология
Центросома және аурулар
| Бұзылыс | Салдары |
|---|---|
| Центросома амплификациясы (> 2) | Көп полюсті митоз, анеуплоидия — көптеген ісіктердің белгісі (сүт безі, простата) |
| Микроцефалия (MCPH) | Центросома белоктарының (ASPM, CDK5RAP2) мутациясы → нейрондық бастама жасушалар аз бөлінеді → ми кішкентай |
| Бастапқы цилиарлы дискинезия (Картагенер) | Динеин қолдарының ақауы → бронхоэктаз, бедеулік, situs inversus |
| Поликистозды бүйрек ауруы | Біріншілік кірпікшедегі полицистиндер → кисталар |
| Барде–Бидль синдромы | Базальді денешік белоктары → семіздік, көз торы дегенерациясы, саусақ артықтығы |
| Ер бедеулігі | Сперматозоид талшығы мен центриолінің ақауы |
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
15 Қорытынды
Тақырыптың негізгі түйіндері
- Жасуша орталығы (центросома) — мембранасыз органоид: екі перпендикуляр центриоль (диплосома) + перицентриолярлық матрикс.
- Центриоль — 9 үштік микротүтікшеден тұратын цилиндр (9×3 + 0); проксимальді «арба дөңгелегі» симметрияны анықтайды.
- Центросома — негізгі МТҰО: γ-тубулин сақиналары микротүтікшелердің «–» ұшын бекітеді.
- Центриольдер S-кезеңде бір рет екі еселенеді (PLK4); митозда екі центросома ұршықтың полюстерін түзеді.
- Ұршық кинетохорлық, полярлық және астральді микротүтікшелерден тұрады; SAC хромосомалардың тең бөлінуін бақылайды.
- Центриоль базальді денешікке айналып, қозғалғыш (9×2 + 2) және біріншілік (9×2 + 0) кірпікшелерді түзеді.
- Жоғары сатыдағы өсімдіктерде центриоль жоқ: ұршық ядро қабықшасынан, жасуша пластинкасы фрагмопласттан түзіледі.
- Центросома амплификациясы ісіктерге, мутациялары микроцефалияға, кірпікше ақаулары цилиопатияларға әкеледі.
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
16 Өзін-өзі тексеру
Сұрақ — жауап
1.Центриоль мен қозғалғыш кірпікше аксонемасының формулаларын салыстыр.
👆 жауабын көру үшін бас
Центриоль: 9×3 + 0 (9 үштік, ортада жоқ). Аксонема: 9×2 + 2 (9 қостық + 2 орталық жеке микротүтікше).
2.Неге G₂-дегі жасушада 4 центриоль болады?
👆 жауабын көру үшін бас
S-кезеңде әр центриоль бір рет екі еселенді: 2 → 4, яғни екі центросома, әрқайсысында 2 центриоль.
3.Колхицин қосылғанда центросома мен ұршыққа не болады?
👆 жауабын көру үшін бас
Тубулин полимерленбейді → ұршық түзілмейді, жасуша метафазада тоқтайды; центриольдер тұрақты болғандықтан сақталуы мүмкін.
4.Пиязтамыр жасушасында центриоль жоқ. Ұршық қалай түзіледі?
👆 жауабын көру үшін бас
Ядро қабықшасының бетіндегі және цитоплазмадағы γ-тубулин МТҰО-лар арқылы — анастральді, кең полюсті ұршық.
5.Ісік жасушасында 4 центросома табылса, қандай қауіп бар?
👆 жауабын көру үшін бас
Көп полюсті ұршық → хромосомалар біркелкі бөлінбейді → анеуплоидия, геномдық тұрақсыздық, ісіктің үдеуі.
6.Неге Картагенер синдромында ағзалар кері орналасуы мүмкін?
👆 жауабын көру үшін бас
Эмбриондық түйіндегі кірпікшелер қозғалмайды → сол жақ–оң жақ асимметриясын анықтайтын сұйық ағыны болмайды → орналасу кездейсоқ (50% situs inversus).
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
17 3D-препарат · тақтада
Нөмірді ата, басып тексер
👆 Қалай ойнаймыз
- Студент тақтаға шығып, нөмірді атайды және құрылымның қызметін айтады
- Сары нөмірді басса — дұрыс жауап ашылады
- Модельді айналдырып, барлық нөмірді тап
Талқылауға
- Центриоль мен базальді денешіктің айырмашылығы?
- Неге ісік жасушаларында центросома көп?
🖱 айналдыр · дөңгелек — жақындат
18 QR-зертхана · телефонмен
Үш виртуалды тапсырма
🔬 1 · 3D-препарат
3D модельде белгіленген құрылымды тап. 10 раунд.
20 балл🧬 2 · Центросома шебері
Цикл реті, тест, сұрыптау
20 балл🩺 3 · Кейс-тест
10 сұрақ: құрылыс → қызмет → патология. Жауаптар тексергеннен кейін ашылады.
20 баллКодсыз ашылады · аты-жөніңді жаз · соңғы экранның скриншотын жұмыс парағына тірке
19 Клиникалық / зерттеу кейсі
Білімді қолдан
Кейс 1 · Бүйрек
30 жастағы ер адамда гипертензия, бүйректері ұлғайған, көптеген кисталар; әкесі де гемодиализде.
Сұрақ: Қай құрылым зақымдалған? Неге кірпікше ақауы кистаға әкеледі?
Кейс 2 · Онкология
Сүт безі ісігінің жасушаларында 4–8 центросома анықталды.
Сұрақ: Бұл бөлінуге қалай әсер етеді? Неге анеуплоидия ісікті агрессивті етеді?
Кейс 3 · Неврология
Нәрестенің бас шеңбері қалыптыдан 3 стандарттық ауытқуға кіші; ақыл-ес дамуы тежелген.
Сұрақ: Центросоманың нейрогенездегі рөлін түсіндір.
Топпен талқылау 5 минут · жауапты жұмыс парағына жаз
20 Бағалау · Рефлексия
Не білдім, не үйрендім?
📊 Бағалау · 100 балл
| Жұмыс түрі | Балл |
|---|---|
| QR-1 «3D-препарат» | 20 |
| QR-2 «Центросома шебері» | 20 |
| QR-3 «Кейс-тест» | 20 |
| Жұмыс парағы | 30 |
| 3D-препарат, кейс талқылау | 10 |
90–100 «өте жақсы» · 75–89 «жақсы» · 50–74 «қанағаттанарлық»
🪞 Рефлексия «3–2–1»
- 3 — бүгін түсінген ұғым
- 2 — құрылыс пен қызмет байланысының мысалы
- 1 — әлі де сұрағым келетін сұрақ
🏠 Өздік жұмыс (СӨЖ)
- Центриоль мен кірпікшенің көлденең кесіндісін салыстырып сал
- Келесі тақырып: Ядро және ядрошық