Syncytium е термин, използван за описание на тези многоядрени клетки, които възникват чрез клетъчно сливане. Тези "клетки" са вид "цитоплазмена маса", която съдържа няколко ядра, затворени в една и съща клетъчна мембрана.
Синциция може да се види в почти всички кралства на живота: животни, растения, гъби и археи. Например, по време на ембрионалното развитие на животните, в растенията от семейство Podostemaceae и при развитието на спорите на всички гъбички се наблюдават синцитиални стадии.
Образуване на синцитиум след рана в епителната тъкан на плодова муха (Drosophila Melanogaster) (Източник: Вижте страницата на автора чрез Wikimedia Commons)
Въпреки това, при животни и растения образуването на синцития може да бъде предизвикано от някакъв вид патоген. При животните морбили, ХИВ и други вируси са склонни да индуцират синцития в тъканите, поради което се казва, че са "синцитиални" патогени.
Изследователите са наблюдавали тези "ненормални" образувания по време на експериментите с култури от животински клетки, подредени в монослоеве, заразени от вирусни култури от семействата Paramyxovirus, Lentivirus, Cronavirus и Herpevirus.
В растенията нематоди от родовете Globodera и Heterodera индуцират образуването на синцития. Тези видове патогени атакуват растенията, които са важни за човешкото земеделие.
Изследователи от различни области считат за важно да се задълбочи изучаването на многоядрени структури като синцития, тъй като те са важни за основни изследвания и дори за обсъждане на реформа в настоящата клетъчна теория.
характеристики
Независимо от фактора, който стимулира сливането на клетките, синцитията са цитоплазмени маси с няколко ядра вътре. Формирането на този тип структура е много често в жизнения цикъл на еукариотните организми.
Думата "syncytium" идва от гръцкото "syn", което означава "заедно" и "kytos", което означава "съд", "съд" или "депозит". Затова биолозите характеризират синцитията като „многоядрени маси от протоплазми, които са продукт на клетъчното сливане“.
В някои изследвания се прави разлика между термина "синцитий", "плазмодий" и термина "коеноцит", тъй като въпреки факта, че всички те са структури, в които една клетка съдържа няколко ядра вътре, всички те имат различен произход.
Plasmodia
Плазмодиите са непрекъснати цитоплазмени маси с няколко ядра вътре. Въпреки това, всяко ядро управлява активността на заобикалящата цитоплазма; тази цитоплазмена територия, доминирана от всяко ядро, е известна като "енергична".
Произходът на плазмодията е свързан с последователни деления на ядрото, придружени от увеличаване на масата на цитоплазмата, но без тя да се разделя на нови клетки, всяка отделена от собствената си плазмена мембрана.
Cenocytes
Коеноцитите, от друга страна, произхождат от няколко ядрени деления, без да се извършва цитокинеза (разделяне на клетките), докато синцитията произхожда ясно от сливането на една или повече нуклеирани клетки, които губят част от плазмената му мембрана.
В началото на синцитията клетките - по същество индивидуално, излъчват разширения, които се сливат с тези на други клетки, за да създадат голяма мрежа, без ограничение, което разделя всяка от тези, които са ги породили.
Синциална теория
Синциалната теория за произхода на метазоите (животни) предполага, че метазоите произхождат от реснични протозои. Това беше предложено поради приликите, наблюдавани между "модерните" реснички и акаломед плоски червеи.
И двата вида организми споделят характеристики като размер, форма, вид симетрия, положение на устата и наличие на повърхностни реснички. Следователно теорията разкрива прехода от многоядрен ресничен протист към плоска червей от групата на ацеломатите.
Синциалната теория също установява възможността плоските червеи да са първите метазои. Тези организми обаче притежават клетъчна вътрешност с едно ядро, а не под формата на синцитий, подобно на ресничките протозои.
Тази теория не обяснява как cnidarians или ctenophores (групи, считани за по-примитивни от плоски червеи) и други по-напреднали групи, получени от цилиати, така че в момента няма много защитници.
Примери
В растенията
Образуването на синцития е често при развитието на ендосперма на семената на почти всички висши растения.
По време на оплождането на яйцеклетката при покритосеменни растения протича двоен процес на оплождане, тъй като едно от ядрата на поленовото зърно се слива с двете полярни ядра на ембрионалния сак, за да образува клетка с три ядра, а другата се слива с ядрото на яйцеклетката.
Развитие на женския гаметофит и ембрион при арабидопсис. а) Схема, показваща онтогенезата на женския гаметофит и ранното развитие на ембриона и ендосперма. (Източник: DPC Via Wikimedia Commons)
Клетката на първото сливане ще породи ендосперма, от който семената ще се хранят, след като покълнат.
В род Utricularia развитието на ембрионалния сак става чрез сливане на микропиларния хаусториум на ендосперма с хранителните клетки на плацентата. Това сливане образува многоядрена структура, наречена "спорофитна плацентарна тъкан".
В гъбите
Във всички организми на гъбичното царство протича процес, наречен „соматогамия“ или „талогамия“, преди образуването на спори, който се състои от обединението на две недиференцирани соматични клетки за производство на синцитий.
Това оплождане е типично за групи гъбички като базидиомицети, някои аскомицети и фикомицети.
При гъбичките, които се смятат за „примитивни“, обикновено се срещат бичести гамети. По принцип тези гамети зависят от водна среда, за да се преместят в другата полова клетка и по този начин да могат да я оплождат.
За разлика от тях соматогамията не произвежда гаметании, нито специализирани клетки за възпроизвеждане и следователно не зависят от наличието на специфична среда за тяхното възпроизвеждане.
При животни
По време на ембрионалното развитие на животни се образува синцитиум, който се нарича синцитиотрофобласт, който представлява маса от цитоплазми, които ще образуват най-външния слой на трофобласта и който работи във връзката между ембриона и тъканта на майката.
Този слой клетки се образува при сливането на ембрионални клетки, които губят клетъчната мембрана. Разположен е вътре в епитела, в стромата на ендометриума, по време на цялото развитие на ембриона от бозайници.
Той е отговорен за извършването на обмен на газ и хранителни вещества с майката на ембриона; това е и мястото, където се произвеждат хормони, важни за правилното развитие на плода.
Синцитиотрофобластът е чудесен пример за синцития, тъй като този слой клетки не се увеличава по размер или обем поради всеки тип клетъчно деление. Растежът на този слой става само от миграцията и сливането на клетки от цитотрофобласта.
Препратки
- Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Безгръбначни (№ QL 362. B78 2003). Бейсингстоук.
- Елементи на имплантация и плацентация: клинични и мелекуларни аспекти. Мексиканско списание за репродуктивна медицина, 6 (2), 102-116.
- Hernández-Valencial, M., Valencia-Ortega, J., Ríos-Castillo, B., Cruz-Cruz, PDR, & Vélez-Sánchez, D. (2014).
- Хикман, CP (1939). Зоология. В Proceedings of the Indiana Academy of Science (том 49, стр. 199-201).
- Kono, Y., Irishio, W., & Sentsui, H. (1983). Инхибиращ тест за индуциране на синцитий с комплемент за откриване на антитела срещу вируса на левкемия при говедата. Канадско списание за сравнителна медицина, 47 (3), 328.
- Płachno, BJ, & Świątek, P. (2011). Синцития в растенията: сливане на клетките при образуване на ендосперм-плацента на синцитий в Утрикулария (Lentibulariaceae). Протоплазма, 248 (2), 425-435.
- Schols, D., Pauwels, R., Baba, M., Desmyter, J., & De Clercq, E. (1989). Образуване на синцитий и унищожаване на наблюдаващи CD4 + клетки, кокултивирани с Т клетки, персистиращо инфектирани с вирус на имунодефицит на човека, както е показано чрез проточна цитометрия. Списание за обща вирусология, 70 (9), 2397-2408.
- Watkins, BA, Crowley, R., Davis, AE, Louie, AT и Reitz Jr, MS (1997). Образуването на синцитий, индуцирано от човешки имунодефицитен вирус, тип 1 изолира, корелира с афинитета към CD4. Списание за обща вирусология, 78 (10), 2513-2522.