Syncytium - термін, що використовується для опису тих багатоядерних клітин, які виникають шляхом синтезу клітин. Ці "клітини" є своєрідною "цитоплазматичною масою", яка містить кілька ядер, укладених в одну і ту ж клітинну мембрану.
Синційцію можна побачити майже в усіх царствах життя: тварин, рослин, грибів та архей. Наприклад, під час ембріонального розвитку тварин, у рослин родини Podostemaceae та у розвитку спор усіх грибів спостерігаються синцитиальні стадії.
Утворення синцитію після поранення в епітеліальну тканину плодової мухи (Drosophila Melanogaster) (Джерело: Див. Сторінку для автора через Wikimedia Commons)
Однак у тварин і рослин утворення синцитії може бути індуковане деяким типом збудника. У тварин, кір, ВІЛ та інші віруси, як правило, індукують синцитію в тканинах, саме тому, як кажуть, вони є "синцитіальними" збудниками.
Дослідники спостерігали ці «аномальні» утворення під час експериментів із культурами клітин тварин, розташованих у моношарах, заражених вірусними культурами сімейства Параміксовірус, Лентивірус, Кронавірус та Герпевірус.
У рослин нематоди родів Globodera та Heterodera індукують утворення синцитії. Ці види збудників атакують рослини, важливі для землеробства людини.
Дослідники з різних областей вважають важливим поглибити вивчення багатоядерних структур, таких як синцитія, оскільки вони важливі для базових досліджень і навіть для обговорення реформи в сучасній теорії клітин.
характеристики
Незалежно від фактора, що стимулює синтез клітин, синцитія - це цитоплазматичні маси з кількома ядрами всередині. Формування цього типу будови дуже поширене в життєвому циклі еукаріотичних організмів.
Слово "синцитіум" походить від грецького "syn", що означає "разом" і "kytos", що означає "посудина", "посудина" або "депозит". Тому біологи характеризують синцитію як "багатоядерні маси протоплазми, що є продуктом синтезу клітин".
В деяких дослідженнях проводиться розмежування між терміном "синцитій", "плазмодій" і терміном "ценоцит", оскільки, незважаючи на те, що це всі структури, в яких клітина містить кілька ядер всередині, всі вони мають різне походження.
Плазмодія
Плазмодії - це суцільні цитоплазматичні маси з декількома ядрами всередині. Однак кожне ядро керує активністю навколишньої цитоплазми; ця цитоплазматична територія, в якій переважає кожне ядро, відома як "енергетична".
Походження плазмодії пов'язане з послідовними поділами ядра, що супроводжуються збільшенням маси цитоплазми, але без її поділу на нові клітини, кожна з яких розділена власною плазматичною мембраною.
Ценоцити
Коеноцити, з іншого боку, походять від кількох подій ядерного поділу без цитокінезу (поділу клітин), тоді як синцитії явно походять від синтезу однієї або декількох нуклеїнованих клітин, які втрачають частина його плазматичної мембрани.
На початку синцитії клітини - по суті, індивідуально - випромінюють розширення, які зливаються з клітинами інших клітин, щоб створити велику мережу, без будь-яких обмежень, що розділяють кожну з тих, що їх породили.
Синціальна теорія
Синцитальна теорія походження метазой (тварин) передбачає, що метазої походять від війкових найпростіших. Це було запропоновано через схожість, що спостерігається між "сучасними" інфузоріями та однорослими плоскими черв'яками.
Обидва типи організмів поділяють такі характеристики, як розмір, форма, тип симетрії, положення рота та наявність поверхневих війок. Тому теорія розкриває перехід від багатоядерного війкового прототиста до плоского черв'яка групи членок.
Синціальна теорія також встановлює можливість того, що плоскі черви були першими метазоями. Однак ці організми мають клітинні нутрощі з єдиним ядром, а не у формі синцитію, як у війкових найпростіших.
Ця теорія не пояснює, як у кнідаріїв або ктенофорів (групи, які вважаються більш примітивними, ніж плоскі черви) та інших більш розвинених груп, похідних від інфузорій, тому в даний час у нього немає багатьох захисників.
Приклади
У рослинах
Утворення синцитії є частим у розвитку ендосперму насіння майже всіх вищих рослин.
Під час запліднення яйцеклітини у покритонасінних відбувається процес подвійного запліднення, оскільки одне з ядер пилкового зерна зливається з двома полярними ядрами ембріонального мішка, утворюючи клітинку з трьома ядрами, а інше зростається з ядром. яйцеклітини.
Розвиток жіночого гаметофіта та ембріона при арабідопсисі. (a) Схематичне зображення онтогенезу жіночого гаметофіта та ранній розвиток ембріона та ендосперму. (Джерело: DPC Via Wikimedia Commons)
Клітина першого злиття дасть початок ендосперму, з якого насіння буде живитися після проростання.
У роді Utricularia розвиток ембріонального мішка відбувається шляхом злиття мікропілярного гаусторію ендосперму з плацентарними живильними клітинами. Цей синтез утворює багатоядерну структуру, яка називається "спорофітна тканина плаценти".
У грибах
У всіх організмах царства грибів до утворення спор відбувається процес, який називається "соматогамія" або "талогамія", який складається з об'єднання двох недиференційованих соматичних клітин для отримання синцитію.
Це запліднення характерне для таких груп грибів, як базидіоміцети, деякі аскоміцети та фікоміцети.
У грибах, які вважаються «примітивними», зазвичай зустрічаються джгутикові гамети. Ці гамети, як правило, залежать від водного середовища для переміщення до іншої статевої клітини і таким чином зможуть запліднювати її.
Навпаки, соматогамія не виробляє гаметаній або спеціалізованих клітин для розмноження і, отже, не залежить від наявності специфічного середовища для їх розмноження.
У тварин
Під час ембріонального розвитку тварин утворюється синцитій, який називається синцитіотрофобластом, що представляє собою масу цитоплазм, що утворюватимуть зовнішній шар трофобласта і який працює у зв’язку між ембріоном і материнською тканиною.
Цей шар клітин утворюється шляхом злиття ембріональних клітин, які втрачають клітинну мембрану. Він розташований всередині епітелію, в стромі ендометрію, протягом усього розвитку ембріона ссавців.
Він відповідає за проведення газо- та живильного обміну з матір'ю ембріона; це також місце, де виробляються гормони, важливі для правильного розвитку плоду.
Синцитіотрофобласт - чудовий приклад синцитії, оскільки цей шар клітин не збільшується в розмірах або обсязі через будь-якого типу поділу клітин. Зростання цього шару відбувається лише за рахунок міграції та злиття клітин із цитотрофобластом.
Список літератури
- Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Безхребетні (№ QL 362. B78 2003). Basingstoke.
- Елементи імплантації та плацентації: клінічний та мелекулярний аспекти. Мексиканський журнал репродуктивної медицини, 6 (2), 102-116.
- Hernández-Valencial, M., Valencia-Ortega, J., Ríos-Castillo, B., Cruz-Cruz, PDR, & Vélez-Sánchez, D. (2014).
- Хікман, КП (1939). Зоологія. У працях Академії наук Індіани (т. 49, с. 199-201).
- Kono, Y., Irishio, W., & Sentsui, H. (1983). Тест на інгібування синцитієвої індукції з комплементом для виявлення антитіл проти вірусу лейкемії великої рогатої худоби. Канадський журнал порівняльної медицини, 47 (3), 328.
- Płachno, BJ, & Świątek, P. (2011). Синцитія в рослинах: злиття клітин в утворенні ендосперму-плаценти синцитію в Утрикулярії (Lentibulariaceae). Протоплазма, 248 (2), 425-435.
- Schols, D., Pauwels, R., Baba, M., Desmyter, J., & De Clercq, E. (1989). Формування синцитію та руйнування клітин, які спостерігають CD4 +, спільно з Т-клітинами, стійко заражених вірусом імунодефіциту людини, як показано проточною цитометрією. Журнал загальної вірусології, 70 (9), 2397-2408.
- Уоткінс, Б.А., Кроулі, Р., Девіс, А.Е., Луї, А.Т., і Рейцз-молодший, штат MS (1997). Формування синцитію, індуковане вірусом імунодефіциту людини, типу 1 ізолює, корелює з спорідненістю до CD4. Журнал загальної вірусології, 78 (10), 2513-2522.