Синцитий - это термин, используемый для описания тех многоядерных клеток, которые возникают в результате слияния клеток. Эти «клетки» представляют собой своего рода «цитоплазматическую массу», которая содержит несколько ядер, заключенных в одну клеточную мембрану.
Синцитии можно увидеть почти во всех царствах жизни: животных, растений, грибов и архей. Например, во время эмбрионального развития животных, у растений семейства Podostemaceae и в развитии спор всех грибов наблюдаются синцитиальные стадии.
Образование синцития после ранения в эпителиальной ткани плодовой мухи (Drosophila Melanogaster) (Источник: См. Страницу автора Via Wikimedia Commons)
Однако у животных и растений образование синцитиев может быть вызвано каким-либо типом патогена. У животных корь, ВИЧ и другие вирусы имеют тенденцию вызывать синцитии в тканях, поэтому их называют «синцитиальными» патогенами.
Исследователи наблюдали эти «аномальные» образования в ходе экспериментов с культурами клеток животных, размещенными в монослоях, инфицированных вирусными культурами семейств парамиксовирусов, лентивирусов, кронавирусов и герпевирусов.
У растений нематоды родов Globodera и Heterodera индуцируют образование синцитий. Эти виды патогенов атакуют растения, важные для сельского хозяйства человека.
Исследователи из разных областей считают важным углубить изучение многоядерных структур, таких как синцитии, поскольку они важны для фундаментальных исследований и даже для обсуждения реформы современной клеточной теории.
характеристики
Независимо от фактора, стимулирующего слияние клеток, синцитии представляют собой цитоплазматические массы с несколькими ядрами внутри. Формирование структуры этого типа очень часто встречается в жизненном цикле эукариотических организмов.
Слово «синцитий» происходит от греческого «син», что означает «вместе» и «китос», что означает «вместилище», «сосуд» или «депозит». Поэтому биологи характеризуют синцитии как «многоядерные массы протоплазмы, которые являются продуктом слияния клеток».
В некоторых исследованиях проводится различие между терминами «синцитий», «плазмодий» и термином «ценоцит», поскольку, несмотря на то, что все они представляют собой структуры, в которых клетка содержит внутри несколько ядер, все они имеют разное происхождение.
Плазмодия
Плазмодии представляют собой сплошные цитоплазматические массы с несколькими ядрами внутри. Однако каждое ядро регулирует активность окружающей цитоплазмы; эта цитоплазматическая территория, в которой доминирует каждое ядро, известна как «энергетическая».
Происхождение плазмодиев связано с последовательными делениями ядра, сопровождающимися увеличением массы цитоплазмы, но без ее деления на новые клетки, каждая из которых разделена собственной плазматической мембраной.
Ценоциты
Ценоциты, с другой стороны, возникают в результате различных событий деления ядра без цитокинеза (разделения клеток), тогда как синцитии явно возникают в результате слияния одной или нескольких ядерных клеток, которые теряют часть его плазматической мембраны.
В начале синцитии клетки - изначально индивидуальные - испускают расширения, которые сливаются с таковыми из других клеток, образуя большую сеть без каких-либо ограничений, разделяющих каждую из тех, которые их породили.
Синцитиальная теория
Синцитиальная теория происхождения многоклеточных (животных) предполагает, что многоклеточные произошли от мерцательных простейших. Это было предложено из-за сходства, наблюдаемого между «современными» инфузориями и бесчувственными плоскими червями.
Оба типа организмов имеют общие характеристики, такие как размер, форма, тип симметрии, положение рта и наличие поверхностных ресничек. Таким образом, теория выявляет переход от многоядерного реснитчатого протиста к плоскому червю из группы ацелломатов.
Синцитиальная теория также устанавливает возможность того, что плоские черви были первыми многоклеточными животными. Однако эти организмы обладают внутренним пространством клетки с одним ядром, а не в форме синцития, как у мерцательных простейших.
Эта теория не объясняет, как книдарии или гребневики (группы, считающиеся более примитивными, чем плоские черви) и другие более продвинутые группы произошли от инфузорий, поэтому в настоящее время у нее не так много защитников.
Примеры
В растениях
Образование синцитий нередко в развитии эндосперма семян почти всех высших растений.
Во время оплодотворения яйцеклетки у покрытосеменных происходит процесс двойного оплодотворения, поскольку одно из ядер пыльцевого зерна сливается с двумя полярными ядрами зародышевого мешка, образуя клетку с тремя ядрами, а другое сливается с ядром. яйцеклетки.
Развитие женского гаметофита и эмбриона у Arabidopsis. (а) Схема, показывающая онтогенез женского гаметофита и раннее развитие эмбриона и эндосперма. (Источник: DPC через Wikimedia Commons)
Клетка первого слияния даст начало эндосперму, которым семя будет питаться после прорастания.
У рода Utricularia развитие зародышевого мешка происходит за счет слияния микропиллярного гаустория эндосперма с питательными клетками плаценты. Это слияние образует многоядерную структуру, называемую «спорофитной плацентарной тканью».
В грибах
У всех организмов царства грибов до образования спор происходит процесс, называемый «соматогамией» или «талогамией», который состоит из объединения двух недифференцированных соматических клеток с образованием синцития.
Это удобрение типично для таких групп грибов, как базидиомицеты, некоторые аскомицеты и фикомицеты.
У грибов, которые считаются «примитивными», обычно встречаются жгутиковые гаметы. Эти гаметы обычно зависят от водной среды, чтобы перейти к другой половой клетке и таким образом оплодотворить ее.
Напротив, соматогамия не производит гаметангий или специализированных клеток для размножения и, следовательно, не зависит от наличия определенной среды для их размножения.
У животных
Во время эмбрионального развития животных образуется синцитий, который называется синцитиотрофобластом, который представляет собой массу цитоплазм, которая формирует самый внешний слой трофобласта и работает во взаимосвязи между эмбрионом и материнской тканью.
Этот слой клеток образуется путем слияния эмбриональных клеток, которые теряют клеточную мембрану. Он располагается внутри эпителия, в строме эндометрия, на протяжении всего развития эмбриона млекопитающего.
Он отвечает за обмен газов и питательных веществ с матерью эмбриона; это также место, где вырабатываются гормоны, важные для правильного развития плода.
Синцитиотрофобласт - отличный пример синцитий, поскольку этот слой клеток не увеличивается в размере или объеме из-за какого-либо типа деления клеток. Рост этого слоя происходит только за счет миграции и слияния клеток цитотрофобласта.
Ссылки
- Бруска, Р.С., и Бруска, Г.Дж. (2003). Беспозвоночные (№ QL 362. B78 2003). Бейзингстоук.
- Элементы имплантации и плацентации: клинические и молекулярные аспекты. Мексиканский журнал репродуктивной медицины, 6 (2), 102-116.
- Эрнандес-Валенсиал, М., Валенсия-Ортега, Дж., Риос-Кастильо, Б., Крус-Крус, ПДР, и Велес-Санчес, Д. (2014).
- Хикман, CP (1939). Зоология. В Трудах Академии Наук Индианы (Том 49, стр. 199-201).
- Коно Ю., Иришио В. и Сенсуи Х. (1983). Тест ингибирования индукции синцития с комплементом для обнаружения антител против вируса лейкемии крупного рогатого скота. Канадский журнал сравнительной медицины, 47 (3), 328.
- Płachno, BJ, & witek, P. (2011). Синцития в растениях: слияние клеток при образовании эндосперм-плацентарного синцития в Utricularia (Lentibulariaceae). Протоплазма, 248 (2), 425-435.
- Schols, D., Pauwels, R., Baba, M., Desmyter, J., & De Clercq, E. (1989). Образование синцития и разрушение сторонних CD4 + клеток, совместно культивируемых с Т-клетками, постоянно инфицированными вирусом иммунодефицита человека, что продемонстрировано проточной цитометрией. Журнал общей вирусологии, 70 (9), 2397-2408.
- Уоткинс, Б.А., Кроули, Р., Дэвис, А.Э., Луи, А.Т., и Рейц-младший, М.С. (1997). Образование синцития, индуцированное изолятами вируса иммунодефицита человека типа 1, коррелирует со сродством к CD4. Журнал общей вирусологии, 78 (10), 2513-2522.