Syncytium to termin używany do opisania tych wielojądrowych komórek, które powstają w wyniku fuzji komórek. Te „komórki” są rodzajem „masy cytoplazmatycznej”, która zawiera kilka jąder umieszczonych w tej samej błonie komórkowej.
Syncytię można zobaczyć w prawie wszystkich królestwach życia: zwierzętach, roślinach, grzybach i archeonach. Na przykład podczas rozwoju embrionalnego zwierząt, u roślin z rodziny Podostemaceae oraz w rozwoju zarodników wszystkich grzybów obserwuje się stadia syncytialne.
Powstanie syncytium po ranie w tkance nabłonkowej muszki owocówki (Drosophila Melanogaster) (Źródło: Patrz strona dla autora Via Wikimedia Commons)
Jednak u zwierząt i roślin niektóre rodzaje patogenów mogą wywołać tworzenie syncytiów. U zwierząt odra, HIV i inne wirusy mają tendencję do wywoływania syncytii w tkankach, dlatego mówi się o nich, że są patogenami „syncytialnymi”.
Naukowcy zaobserwowali te „nienormalne” formacje podczas eksperymentów z hodowlami komórek zwierzęcych ułożonymi w monowarstwy zakażone przez kultury wirusowe z rodzin paramyksowirusów, lentiwirusów, kronawirusów i herpewirusów.
W roślinach nicienie z rodzajów Globodera i Heterodera wywołują tworzenie syncytii. Te gatunki patogenów atakują rośliny ważne dla rolnictwa człowieka.
Naukowcy z różnych dziedzin uważają, że ważne jest pogłębienie badań struktur wielojądrowych, takich jak syncytia, ponieważ są one ważne dla badań podstawowych, a nawet dla dyskusji nad reformą obecnej teorii komórki.
cechy
Niezależnie od czynnika stymulującego fuzję komórek, syncytia to masy cytoplazmatyczne z kilkoma jądrami wewnątrz. Tworzenie tego typu struktur jest bardzo częste w cyklu życiowym organizmów eukariotycznych.
Słowo „syncytium” pochodzi od greckiego „syn”, co oznacza „razem” i „kytos”, co oznacza „naczynie”, „naczynie” lub „depozyt”. Dlatego biolodzy charakteryzują syncytię jako „wielojądrowe masy protoplazmy, które są produktem fuzji komórek”.
W niektórych badaniach rozróżnia się termin „syncytium”, „plazmodium” i termin „koenocyt”, ponieważ pomimo tego, że wszystkie są strukturami, w których komórka zawiera kilka jąder, wszystkie mają różne pochodzenie.
Plasmodia
Plasmodia to ciągłe masy cytoplazmatyczne z kilkoma jądrami wewnątrz. Jednak każde jądro kieruje aktywnością otaczającej cytoplazmy; to terytorium cytoplazmatyczne zdominowane przez każde jądro jest znane jako „energetyczne”.
Pochodzenie plazmodii wiąże się z kolejnymi podziałami jądra, którym towarzyszy wzrost masy cytoplazmy, ale bez jej podziału na nowe komórki, z których każda jest oddzielona własną błoną plazmatyczną.
Cenocyty
Z drugiej strony koenocyty powstają w wyniku kilku procesów podziału jądra bez cytokinezy (separacji komórek), podczas gdy syncytia wywodzą się wyraźnie z fuzji jednej lub więcej komórek jądrzastych, które tracą część jego błony komórkowej.
U początku syncytii komórki - początkowo indywidualne - emitują rozszerzenia, które łączą się z komórkami innych komórek, tworząc wielką sieć, bez żadnych ograniczeń oddzielających każdą z tych, które je dały.
Teoria syncytialna
Syncytialna teoria pochodzenia metazoa (zwierząt) sugeruje, że metazoans pochodzi z orzęsionych pierwotniaków. Zostało to zasugerowane ze względu na podobieństwa obserwowane między „współczesnymi” orzęskami i bezkomórkowymi płazińcami.
Oba typy organizmów mają takie same cechy, jak wielkość, kształt, typ symetrii, położenie jamy ustnej i obecność rzęsek powierzchownych. Dlatego teoria ujawnia przejście od wielojądrowego urzęsionego protisty do płazińca z grupy bezkomórkowych.
Teoria syncytialna również ustala możliwość, że płazińce były pierwszymi metazoans. Jednak organizmy te mają wnętrze komórkowe z pojedynczym jądrem, a nie w postaci syncytium, jak urzęsione pierwotniaki.
Teoria ta nie wyjaśnia, w jaki sposób parzydełkowce lub ctenofory (grupy uważane za bardziej prymitywne niż płazińce) i inne bardziej zaawansowane grupy wywodzące się z orzęsków, więc obecnie nie ma wielu obrońców.
Przykłady
W roślinach
W rozwoju bielma nasion prawie wszystkich roślin wyższych często dochodzi do tworzenia się syncytii.
Podczas zapłodnienia komórki jajowej u okrytozalążkowych zachodzi podwójny proces zapłodnienia, gdy jedno z jąder ziarna pyłku łączy się z dwoma polarnymi jądrami woreczka zarodkowego, tworząc komórkę z trzema jądrami, a druga łączy się z jądrem komórki jajowej.
Rozwój żeńskiego gametofitu i zarodka u Arabidopsis. (a) Schemat przedstawiający ontogenezę żeńskiego gametofitu oraz wczesny rozwój zarodka i bielma. (Źródło: DPC Via Wikimedia Commons)
Komórka pierwszej fuzji zapoczątkuje bielmo, z którego będzie się odżywiać nasienie po wykiełkowaniu.
W rodzaju Utricularia rozwój woreczka zarodkowego następuje poprzez fuzję mikropilarnego haustorium bielma z komórkami odżywczymi łożyska. Ta fuzja tworzy wielojądrową strukturę zwaną „sporofityczną tkanką łożyska”.
W grzybach
We wszystkich organizmach królestwa Grzybów przed utworzeniem zarodników zachodzi proces zwany „somatogamią” lub „talogamią”, który polega na połączeniu dwóch niezróżnicowanych komórek somatycznych w celu wytworzenia syncytium.
To nawożenie jest typowe dla grup grzybów, takich jak podstawczaki, niektóre workowce i fycomycetes.
W grzybach uważanych za „prymitywne” zwykle występują wiciowate gamet. Te gamety, na ogół, zależą od środowiska wodnego, aby przenieść się do drugiej komórki płciowej, a tym samym móc ją zapłodnić.
W przeciwieństwie do tego, somatogamia nie wytwarza gametangii ani wyspecjalizowanych komórek do rozmnażania, a zatem nie jest zależna od obecności określonego środowiska dla ich rozmnażania.
U zwierząt
Podczas rozwoju embrionalnego zwierząt tworzy się syncytium, zwane syncytiotrofoblastem, czyli masa cytoplazmy, która utworzy najbardziej zewnętrzną warstwę trofoblastu i która działa w połączeniu między zarodkiem a tkanką matczyną.
Ta warstwa komórek jest tworzona przez fuzję komórek embrionalnych, które tracą błonę komórkową. Znajduje się wewnątrz nabłonka, w zrębie endometrium, podczas całego rozwoju zarodka ssaka.
Odpowiada za przeprowadzanie wymiany gazowej i odżywczej z matką zarodka; jest to również miejsce, w którym wytwarzane są hormony ważne dla prawidłowego rozwoju płodu.
Syncytiotrofoblast jest świetnym przykładem syncytii, ponieważ ta warstwa komórek nie powiększa się ani nie zwiększa objętości z powodu jakiegokolwiek podziału komórkowego. Wzrost tej warstwy następuje tylko w wyniku migracji i fuzji komórek z cytotrofoblastu.
Bibliografia
- Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Bezkręgowce (nr QL 362. B78 2003). Basingstoke.
- Elementy implantacji i osadzania: aspekty kliniczne i melekularne. Mexican Journal of Reproductive Medicine, 6 (2), 102-116.
- Hernández-Valencial, M., Valencia-Ortega, J., Ríos-Castillo, B., Cruz-Cruz, PDR, & Vélez-Sánchez, D. (2014).
- Hickman, CP (1939). Zoologia. In Proceedings of the Indiana Academy of Science (tom 49, strony 199-201).
- Kono, Y., Irishio, W., & Sentsui, H. (1983). Test hamowania indukcji syncytium z dopełniaczem do wykrywania przeciwciał przeciwko wirusowi białaczki bydła. Canadian Journal of Comparative Medicine, 47 (3), 328.
- Płachno, BJ, & Świątek, P. (2011). Syncytia u roślin: fuzja komórek w tworzeniu się syncytium bielma i łożyska u Utricularia (Lentibulariaceae). Protoplasm, 248 (2), 425-435.
- Schols, D., Pauwels, R., Baba, M., Desmyter, J., & De Clercq, E. (1989). Tworzenie i niszczenie syncytium przypadkowych komórek CD4 + hodowanych wspólnie z komórkami T trwale zakażonymi ludzkim wirusem niedoboru odporności, co wykazano za pomocą cytometrii przepływowej. Journal of general virology, 70 (9), 2397-2408.
- Watkins, BA, Crowley, R., Davis, AE, Louie, AT i Reitz Jr, MS (1997). Tworzenie się syncytium indukowane przez izolaty ludzkiego wirusa niedoboru odporności typu 1 koreluje z powinowactwem do CD4. Journal of general virology, 78 (10), 2513-2522.