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I centrioli sono organelli cilindrici a base di microtubuli che si trovano vicino al nucleo nella maggior parte delle cellule eucariotiche. Sono essenziali per un'accurata segregazione cromosomica durante la divisione cellulare e per la formazione di ciglia e flagelli. Sebbene assenti nei procarioti, i centrioli sono un segno distintivo delle cellule animali e di alcune piante inferiori.
Ciascun centriolo è costituito da nove fasci di microtubuli tripletti che si irradiano da una ruota centrale, formando una coppia ad angolo retto nota come centriolo madre-figlia. La ruota fornisce rigidità strutturale e stabilisce la simmetria nove volte caratteristica dei centrioli. Intorno a questo nucleo c'è il materiale pericentriolare (PCM), una matrice proteica che nuclea la crescita dei microtubuli e recluta altri componenti centrosomiali.
Durante l'interfase, i centrioli si duplicano per garantire che sia disponibile una singola coppia per ciascuna cellula figlia. Nella profase i centrosomi si separano, posizionando una coppia di centrioli su ciascun polo del fuso. Il PCM organizza quindi il fuso mitotico, una serie dinamica di microtubuli che catturano i cinetocori nei centromeri dei cromosomi e separano i cromatidi fratelli durante l'anafase. Questa attività coordinata garantisce che ogni nucleo figlio riceva un complemento cromosomico identico.
I centrioli agiscono come corpi basali, i siti di nucleazione dei microtubuli assonemali che compongono ciglia e flagelli mobili. La classica disposizione “9+2” (nove doppietti esterni che circondano due singoletti centrali) deriva da microtubuli derivati dai centrioli. Le ciglia rivestono le superfici epiteliali (ad esempio la trachea) e muovono i fluidi, mentre i flagelli, come la coda dello sperma, forniscono la motilità.
I centrioli si trovano esclusivamente nelle cellule animali e in alcuni taxa vegetali inferiori (muschi, epatiche, licheni). Le piante più alte mancano completamente di centrioli e si affidano invece a meccanismi alternativi per l'organizzazione del fuso. Anche all'interno delle cellule ciliate, il nucleo dei centrioli può essere assente, ma l'impalcatura dei microtubuli rimane esterna.
Mutazioni nei geni associati ai centrioli (ad esempio, OFD1 , C2CD3 ) interrompono l'assemblaggio ciliare e sono collegati a ciliopatie come la sindrome oro-facciale-digitale (OFD) e la sindrome di Meckel-Gruber. Nella OFD, i pazienti presentano anomalie craniofacciali, malformazioni delle dita e disabilità intellettiva; il disturbo è legato all'X ed è più diffuso nelle donne. La sindrome di Meckel‑Gruber si presenta con cisti renali, malformazioni cerebrali e polidattilia ed è autosomica recessiva.
L'amplificazione aberrante dei centrioli - centrioli extra o allargati - è un segno distintivo comune delle cellule maligne. La perdita del soppressore tumorale p53 può bypassare i checkpoint della conta dei centrioli, portando a instabilità cromosomica. Il targeting della duplicazione eccessiva dei centrioli è emerso come una potenziale strategia terapeutica per frenare la progressione del tumore.
Gli studi in corso mirano a decodificare le reti regolatorie che controllano la biogenesi, la maturazione e il disassemblaggio dei centrioli. Una comprensione più approfondita potrebbe aprire nuove strade per il trattamento delle ciliopatie e dei tumori in cui la disregolazione dei centrioli è una forza trainante.
