Wie viele Zentriolen/Basalkörper gibt es in Multi-Cilien-Zellen während des gesamten Zellzyklus?

Es scheint, dass es in Multicilium-Zellen einen Basalkörper pro Cilia gibt. Die Zentriolduplikation (soweit ich verstehe, ist ein Basalkörper nur ein anderer Name für eine Centriole, die an einem Cilium befestigt ist) ist eng mit dem Zellzyklus gekoppelt. An der Basis des primären Ciliums (von denen es in den meisten Zellen genau eines gibt) befindet sich immer ein Zentriolenpaar.

Aber nicht in multiciliated Zellen. Diese Zellen sind ausdifferenziert und können sich nicht mehr teilen, und ihr Vervielfältigungsprozess der Zentriolen ist vom Zellzyklus entkoppelt. Tatsächlich sind sie streng genommen nicht "duplizierend", da sich viele prozentriolare Körper um einen Zylinder bilden können. Tatsächlich hat jedes Cilium seinen eigenen Basalkörper; so hat eine Zelle mit Hunderten von Flimmerhärchen Hunderte von Basalkörpern.

• Ishikawa 2011 ist eine Übersichtsarbeit, die die Struktur von primären und beweglichen Zilien und die Ziliogenese untersucht. Es wird nicht dargelegt, wie der Basalkörper dorthin gelangt.
• Anderson 1971 beschreibt die Bildung neuer Zilien im Eileiter von Affen. Sie entfernen zuerst die Eierstöcke dieser Affen, um zu verhindern, dass sich die Zellen differenzieren (dies erfordert anscheinend Östrogen), verabreichen dann Östrogen und sehen sich die EM-Bilder der Zellen über die folgenden 6 Tage an. Sie beschreiben ausführlich die Prozesse der Basalkörperbildung.

• Dirksen 1991 ist eine weitere Übersichtsarbeit, die sich speziell auf die Basalkörperbildung während der Ziliogenese konzentriert. Aus ihrer Einführung:

  Damit sich die 200-300 Zilien bilden können, die eine voll differenzierte Zelle benötigt, ist zunächst die Produktion von so vielen Zentriolen erforderlich. Die Zelle hat nach der letzten Teilung gewöhnlich ein Zentriolenpaar behalten. Inwieweit diese reifen Zentriolen an den früheren Stadien der Zentriolbildung beteiligt sind, in denen Zentriolvorläuferstrukturen unterschiedlicher Größe und Form erzeugt werden und Transformationsänderungen von großer Komplexität unterliegen, ist weitgehend unbekannt. .

• Sorokin 1968 ist offensichtlich ein klassischer Text, der EM-Bilder der Ciliogenese in verschiedenen Stadien durchgeht und eine Reihe von Ereignissen vorschlägt, die beschreiben, was passiert. Das ist wahrscheinlich das, was Sie wollen, bezüglich: Woher kommen die anderen Basalkörper?

• Bettencourt-Dias 2007 fasst die Forschung zur Bildung neuer Basalkörper zusammen. Dies ist eine weitere Veröffentlichung, die Ihre Frage sehr direkt beantwortet:

  Viele Zilienzellen, wie z. B. die in den Atem- und Fortpflanzungswegen von Wirbeltieren, können 200–300 Zilien pro Zelle haben. Dies erfordert die Erzeugung mehrerer Zentriolen während der Ziliogenese. Hier werden Zentriolen durch zwei Wege erzeugt, einen zentriolaren und einen acentriolaren Mechanismus. In der ersten bringt eine Elternzentriole normalerweise jeweils eine Tochter hervor; In bestimmten Fällen wurde jedoch beobachtet, dass sich mehrere Zentriolen gleichzeitig um eine Elternzentriole entwickeln, wobei die Tochterzentriolen zur Reifung in das Zytoplasma freigesetzt werden. Der acentriolare Weg ist der Hauptweg für die Basalkörperproduktion. Auf diesem Weg erscheinen zunächst faserige Granula 124 mit einem Durchmesser von 70–100 nm im Zytoplasma und wandern anschließend in das apikale Zytoplasma. Deuterosomen erscheinen innerhalb des Bereichs. (...

Es gibt einen einzigen Basalkörper pro Cilium. Während der Zellteilung hat das Zentrosom zwei Zentriolen, jedoch kommt es während der Differenzierung von Zitierzellen zu einer Verstärkung von Basalkörpern, die aus den Zentriolen Keime bilden.

In multiciliierten Zellen entstehen die Basalkörper aus zwei Wegen – 1. dem de-novo /deuterosomalen/acentriolaren Weg und 2. dem zentriolaren Weg.

In einer von Al Jord et al. (2014) durchgeführten Arbeit wurde das Zusammenspiel dieser beiden Signalwege in den Ependymzellen des Gehirns untersucht. Die Studie zeigt, dass nach der Teilung, wenn die Zelle beginnt, sich zu differenzieren, die Tochterzentriole als Ort für die Bildung von Deuterosomen dient. Während dieses Stadiums bilden deuterosomenunabhängige Procentriolen auch Kerne (den zentriolaren Weg) sowohl auf Mutter- als auch auf Tochterzentriolen. Der Beitrag zu den Basalkörpern stammt jedoch überwiegend von den Deuterosomen.

mehr als 90 % der Zentriolen wurden über Deuterosomen erzeugt und weniger als 10 % direkt aus zentrosomalen Zentriolen

Die folgende Abbildung erklärt den Vorgang gut.

Bei multiciliierten Einzellern bin ich mir nicht ganz sicher. Meine Vermutung ist, dass sie alte Basalkörper behalten und neue durch einen ähnlichen Mechanismus erzeugt werden. Die meisten Ciliaten können sich auch sexuell fortpflanzen.