Das Zentrosom ist eine Zellstruktur, die am Zellzyklus beteiligt ist, einer Reihe von Ereignissen, die zur Zellteilung führen. Diese Struktur, die nur in tierischen Zellen vorhanden ist, reguliert den Zellzyklus, ist aber für dessen Vollendung nicht essentiell. Das Zentrosom wird auch als Mikrotubuli-Organisierungszentrum der Zelle bezeichnet, da in der Nähe Zellteilungsstrukturen, sogenannte Mikrotubuli, produziert werden.
Das Zentrosom befindet sich neben dem Zellkern und ist mit diesem verbunden. Das Zentrosom enthält ein Paar von Organellen, die Zentriolen genannt werden. Die beiden Zentriolen stehen senkrecht aufeinander. Jedes Zentriol besteht aus neun Clustern von drei verschmolzenen Mikrotubuli, die in einer Ringformation angeordnet sind. Mikrotubuli sind zylindrische Strukturen, die an vielen zellulären Prozessen beteiligt sind, die Bewegung und Transport innerhalb der Zelle beinhalten.
Zentrosomen helfen, die Mitose zu regulieren, den Prozess, bei dem sich eine Zelle in zwei identische Kopien des Originals aufteilt. Es gibt vier Phasen im Zellzyklus. In der G1-Phase wächst die Zelle und bereitet sich darauf vor, Chromosomen zu replizieren. In der S-Phase wird DNA repliziert. In G2 werden weitere Vorbereitungen für die letzte Phase, die sogenannte M-Phase, getroffen, in der die Mitose auftritt.
Während der S-Phase der Zellteilung, wenn sich die DNA repliziert, teilen und replizieren sich auch die Zentrosomen und Zentriolen. Dabei entstehen zwei Zentrosomen mit je einem Zentriolenpaar. Die beiden Zentrosomen bewegen sich zu entgegengesetzten Enden des Zellkerns.
Jedes der Zentrosomen ändert seine Form in eine Struktur, die Spindel genannt wird. Die Spindeln helfen Doppelpaaren neu replizierter Chromosomen aus dem Kern, sich in einzelne Paare zu trennen, wobei ein Paar jedes Chromosoms mit einer der Spindeln assoziiert wird. Jedes Zentrosom und seine zugehörige Spindel bilden den Kern eines der neuen Zellpaare, die aus der Zellteilung resultieren. Dadurch wird sichergestellt, dass jede neue Zelle über die benötigten 23 Chromosomenpaare verfügt.
Zentrosomen haben neben ihrer Rolle im Zellzyklus noch mehrere weitere Funktionen. Bei bestimmten Arten von unreifen Neuronen ist die Lage der Zentrosomen innerhalb der Zellen der Punkt, an dem das Axon oder die Nervenfaser der Zelle zu wachsen beginnt. Dieses gerichtete Wachstum wird auch durch Mikrotubuli reguliert.
Eine weitere Funktion des Zentrosoms besteht darin, eine Zellstruktur zu organisieren, die als primäres Zilien bezeichnet wird. Diese Struktur ist auf der Oberfläche fast jeder Zelle eines Wirbeltierorganismus vorhanden und wurzelt in einem der Zentriolen der Zelle. Primäre Zilien fungieren als sensorische Rezeptoren für viele Zelltypen. In Epithelzellen der Niere helfen sie, den Flüssigkeitsfluss durch das Organ zu regulieren. In olfaktorischen Neuronen nehmen primäre Zilienrezeptoren Gerüche wahr, und im Auge bestehen Lichtstäbchen teilweise aus diesen Strukturen.