Zeitschrift für Physikalische Chemie und Biophysik
Offener Zugang

Abstrakt

Das sphärische Referenzsystem von Metazoenzellen

Marco Regolini

Centriolen können durch ihre 9-fache Symmetrie, zirkuläre Polarität (Nicht-Äquivalenz ihrer 9 Tripletts) und orthogonale Anordnung ein biologisches Schnittstellentool bilden, das topogene molekulare Signale erkennt und sie übersetzt, indem es zielgerichtete Komplexe (Polaritäts- und Adhäsionsfaktoren, Transmembranrezeptoren, mRNAs) an die erwarteten Stellen liefert und jeden zielgerichteten Komplex wie ein Verdrahtungsgerät präzise mit dem entsprechenden richtig ausgerichteten Mikrotubulus verbindet. Durch dieses Tool (das Centrosom und sein Aster aus robusten Mikrotubuli) kann DNA eine intrinsische, fein abgestimmte 3D-Gitterlinie der Zelle zeichnen, aufbauen und „beschriften“. Die gegen den Uhrzeigersinn verlaufende zirkuläre Polarität des Muttercentriols ist der natürliche Kandidat für die molekulare Grundlage der bilateralen Symmetrie der Metazoen. Die folgende Analyse soll die Idee untermauern, dass es bekannte molekulare Mechanismen gibt, die die zirkuläre Nichtäquivalenz der Tripletts und die Umkehrung der Rotationspolarität des Mutterzentriols ermöglichen: Ausgehend von experimentellen Fakten (die Anforderungen an ein sphärisches Referenzsystem basierend auf zwei orthogonalen Winkelmessern weisen eine überraschende Übereinstimmung mit den Erkenntnissen aus zahlreichen experimentellen Studien an Zentriolen und Zentrosomen auf) werden einige plausible Hypothesen formuliert (und logische Folgeüberlegungen abgeleitet), um zu zeigen, dass die vorgeschlagene geometrische Hauptrolle des Zentrosoms robuste und solide biophysikalische und biochemische Grundlagen hat.