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I centrioli sono organelli cilindrici a base di microtubuli presenti nella maggior parte delle cellule eucariotiche. Ciascuno è composto da nove gruppi di microtubuli tripletti che formano un tubo di alfa e beta tubulina lungo 500 nm e largo 200 nm. Nelle ciglia e nei flagelli la disposizione si sposta in nove gruppi doppietti, che potenziano la motilità. I centrioli si trovano all'interno del centrosoma, una regione arricchita con oltre 100 proteine nota come materiale pericentriolare (PCM). Questa matrice, priva di membrana circostante, fornisce un'impalcatura per la nucleazione dei microtubuli.
Durante la mitosi un centrosoma contiene due paia di centrioli e PCM. I centrosomi migrano verso i poli opposti del nucleo e i microtubuli si irradiano verso l’esterno per formare il fuso mitotico. Le fibre del fuso si attaccano ai centromeri dei cromosomi nella piastra metafase, mentre le fibre rimanenti aiutano a separare le cellule figlie durante la citocinesi.
L'interfase, che comprende G1, S e G2, fornisce alla cellula la crescita e la sintesi del DNA. Il PCM è organizzato dalla proteina pericentrina, che ancora un'estremità ai microtubuli centrioli e si estende radialmente per reclutare altri componenti della matrice. Durante questo periodo il centrosoma funziona come un centro di organizzazione dei microtubuli (MTOC).
In G1 i centrioli si allontanano leggermente e rimangono così fino all'inizio della mitosi. La duplicazione dei centrioli inizia alla fine di G1. Durante la fase S, ciascun centriolo “madre” nuclea un centriolo “figlia” ad angolo retto:un processo semiconservativo analogo alla replicazione del DNA. Entro G2 i centrioli figli crescono di dimensioni e i centrioli madri reclutano ulteriori PCM in preparazione all'assemblaggio del fuso.
I corpi basali sono centrioli spaiati che fungono da base per ciglia e flagelli. Circondati dal PCM, i microtubuli del corpo basale guidano il battito delle ciglia nell’epitelio respiratorio o dei flagelli degli spermatozoi. Le proteine motrici dei microtubuli all'interno di queste strutture dettano la direzione e il ritmo del movimento.
Molte cellule tumorali possiedono centrosomi soprannumerari, un fenotipo spesso legato a mutazioni nel gene soppressore del tumore p53. I centrosomi in eccesso possono portare all'instabilità cromosomica. Gli agenti chemioterapici come la vincristina e il paclitaxel prendono di mira la dinamica dei microtubuli, interrompendo la formazione del fuso e arrestando la divisione cellulare.
