I cellebiologi er centrosomet en organel, som er det vigtigste sted, hvor cellens mikrotubuli er organiseret. Det regulerer også celledelingscyklussen, dvs. de faser, der fører frem til, at en celle deler sig i to. Centrosomet fungerer som cellens centrale mikro­tubulus‑organiseringscenter (MTOC) og består af en koncentration af proteiner, der i praksis danner et kompleks kaldet det pericentriolære materiale (PCM). I PCM findes blandt andet γ‑tubulin-ringkomplekser, som tjener som nukleationssteder, hvorfra nye mikrotubuli vokser ud.

Centrosomet blev opdaget af Edouard Van Beneden i 1883 og blev beskrevet og navngivet i 1888 af Theodor Boveri. Boveris arbejde bidrog til forståelsen af centrosomets rolle i spindel­dannelse og kromosomadskillelse under mitose, og historisk set var hans observationer vigtige for teorier om, hvordan fejl i celledeling kan føre til sygdom.

Struktur

Et centrosom består typisk af to centrioler, der står vinkelret på hinanden, og som er omgivet af en uformelig masse af protein. Hver centriole er et cylindrisk rørbygget element, ofte karakteriseret ved en "ni‑triplet" organisation af mikrotubuli (ni sæt af tre mikrotubuli). Centriolernes orientering og integriteten af det omgivende PCM er vigtige for centrosomets evne til at nucleere mikrotubuli og styre spindelens geometri.

Funktion og biologisk betydning

Centrosomet har flere vigtige funktioner i dyreceller:

  • Nukleation og orientering af mikrotubuli gennem PCM og γ‑tubulin-komplekser, hvilket skaber cellearkitektur og intracellulær transportveje.
  • Deltagelse i dannelsen af den mitotiske spindel, så kromosomer kan fordeles korrekt ved celledelingen.
  • Styring af cellepolarisering og hjælp til positionering af organeller.
  • Tjener som kilde til basallegemer ved ciliogenese: en centriole kan omdannes til et basallegeme, som danner fundamentet for en cilie eller flagel.

Samtidig er centrosomet tæt koblet til celledelingscyklussen: det duplikeres én gang per cyklus (typisk i S‑fasen), og duplikationen er nøje reguleret af mekanismer, der sikrer, at hver dattercelle får ét centrosom. Fejl i denne proces kan føre til centrosomforøgelse (amplifikation), multipolare spindler og forkert kromosomfordeling, hvilket er associeret med genomisk ustabilitet og ses hyppigt i kræftceller.

Variation mellem organismer og undtagelser

Centrosomet ser ud til primært at være udviklet i dyreceller. Svampe (fx gær) og planter har andre strukturer til at organisere deres mikrotubuli: f.eks. har gærceller et såkaldt spindle pole body, mens planter ofte organiserer mikrotubuli gennem alternative MTOC‑mekanismer spredt i cytoplasmaet. Endvidere kan visse celler gennemføre en effektiv mitose uden et funktionelt centrosom ved hjælp af alternative pathways (f.eks. chromatin‑medieret mikrotubulusnukleation), så selv om centrosomet fremmer en stabil og effektiv mitose i mange dyreceller, er det ikke absolut nødvendigt i alle situationer.

Forskning og klinisk relevans

Centrosomer studeres intensivt, fordi deres dysfunktion kan føre til alvorlige konsekvenser: fejl i centrosomduplikation eller struktur er forbundet med aneuploidi og kræft. Desuden er defekter i centriolernes funktion eller cildannelse forbundet med en række ciliopatier (sygdomme med cilia‑relaterede symptomer). I forskning anvendes teknikker som elektronmikroskopi til at kortlægge centriolernes ultrastruktur og immunofluorescens (fx markering af γ‑tubulin) til at følge centrosomers position og aktivitet i celler.

Sammenfattende er centrosomet en central organisator af cellens mikrotubuli og spiller en vigtig rolle i celledeling, celledifferentiering og cellepolarisering, selvom andre mekanismer kan kompensere i celler og organismer uden traditionelle centrosomer.