Syncytium er et begrep som brukes for å beskrive de multinucleated celler som oppstår gjennom cellefusjon. Disse "cellene" er en slags "cytoplasmatisk masse" som inneholder flere kjerner innelukket i den samme cellemembranen.
Syncytia kan sees i nesten alle livets riker: dyr, planter, sopp og archaea. For eksempel, under embryonal utvikling av dyr, i plantene fra familien Podostemaceae og i utviklingen av sporer av alle sopp, blir syncytiale stadier observert.
Dannelse av et syncytium etter et sår i epitelvevet til en fruktflue (Drosophila Melanogaster) (Kilde: Se side for forfatter Via Wikimedia Commons)
Imidlertid kan dannelse av syncytier induseres hos dyr og planter av en eller annen type patogen. Hos dyr har meslinger, HIV og andre virus en tendens til å indusere syncytier i vev, og det er derfor de sies å være "syncytiale" patogener.
Forskere har observert disse "unormale" formasjonene i løpet av eksperimenter med dyrecellekulturer arrangert i monolag infisert av viruskulturer fra familiene Paramyxovirus, Lentivirus, Cronavirus og Herpevirus.
Hos planter induserer nematoder av slektene Globodera og Heterodera dannelsen av syncytia. Disse artene av patogener angriper planter som er viktige for menneskelig landbruk.
Forskere fra forskjellige områder anser det som viktig å utdype studiet av multinucleated strukturer som syncytia, siden de er viktige for grunnleggende forskning, og til og med for diskusjonen om en reform i gjeldende celle teori.
kjennetegn
Uansett hvilken faktor som stimulerer cellefusjon, er syncytia cytoplasmatiske masser med flere kjerner inne. Dannelsen av denne typen strukturer er veldig vanlig i livssyklusen til eukaryote organismer.
Ordet "syncytium" kommer fra det greske "syn", som betyr "sammen" og "kytos", som betyr "beholder", "fartøy" eller "innskudd". Derfor karakteriserer biologer syncytia som "multinucleated masser av protoplasma som er produktet av cellefusjon."
I en del undersøkelser skilles det mellom begrepet "syncytium", "plasmodium" og begrepet "coenocyte", siden til tross for at de alle er strukturer der en celle inneholder flere kjerner inne, har de alle forskjellige opphav.
plasmodia
Plasmodia er kontinuerlige cytoplasmatiske masser med flere kjerner inne. Imidlertid styrer hver kjerne aktiviteten til den omkringliggende cytoplasma; dette cytoplasmatiske territoriet dominert av hver kjerne er kjent som "energisk".
Opprinnelsen til plasmodia har å gjøre med suksessive inndelinger av kjernen, ledsaget av en økning i massen av cytoplasmaet, men uten at det deler seg inn i nye celler, hver atskilt med sin egen plasmamembran.
Cenocytes
Coenocytter stammer derimot fra flere kjernedivisjonshendelser uten at cytokinesis (celleseparasjon) finner sted, mens syncytia helt klart stammer fra fusjonen av en eller flere kjernekjerner, som mister en del av plasmamembranen.
Ved opprinnelsen til syncytien avgir cellene - opprinnelig individuelle utvidelser som smelter sammen med de fra andre celler for å etablere et flott nettverk, uten noen begrensning som skiller hver av dem som ga opphav til dem.
Syncytial teori
Den syncytiale teorien om opprinnelse til metazoans (dyr) foreslår at metazoans stammer fra ciliated protozoa. Dette ble antydet på grunn av likhetene som ble observert mellom "moderne" ciliater og flateormormer.
Begge typer organismer deler kjennetegn som størrelse, form, type symmetri, munnens plassering og tilstedeværelsen av overfladiske flimmerhår. Derfor utsetter teorien overgangen fra en flercinjulert ciliert protist til en flatorm fra gruppen av acellomates.
Den syncytiale teorien etablerer også muligheten for at flatorm er de første metazoerne. Imidlertid har disse organismene et cellulært indre med en enkelt kjerne og ikke i form av et syncytium, som de cilierte protozoer.
Denne teorien forklarer ikke hvordan cnidarians eller ctenophores (grupper ansett som mer primitive enn flatworms) og andre mer avanserte grupper avledet fra ciliates, så den har foreløpig ikke mange forsvarere.
eksempler
I planter
Dannelsen av syncytia er hyppig i utviklingen av endospermen av frøene til nesten alle høyere planter.
Under befruktningen av egget i angiospermer, oppstår en dobbel befruktningsprosess, ettersom en av kjernene i pollenkornet smelter sammen med de to polare kjernene i embryosekken for å danne en celle med tre kjerner og den andre smelter sammen med kjernen av egget.
Utvikling av kvinnelig gametofytt og embryo i Arabidopsis. (a) Skjematisk viser ontogeni av den kvinnelige gametofytten og tidlig utvikling av embryoet og endospermen. (Kilde: DPC Via Wikimedia Commons)
Cellen i den første fusjonen vil gi opphav til endospermen som frøet vil fôre til når den er spiret.
I slekten Utricularia skjer utviklingen av embryosekken gjennom fusjon av mikropillær haustorium av endospermen med de morkake ernæringscellene. Denne fusjonen danner en multinucleated struktur kalt "sporophytic morkakevev."
I sopp
I alle organismer i soppriket skjer en prosess som kalles "somatogamy" eller "talogamy", før dannelsen av sporer, som består av foreningen av to udifferensierte somatiske celler for å produsere et syncytium.
Denne befruktningen er typisk i grupper av sopp som basidiomycetes, noen ascomycetes og phycomycetes.
Hos sopp som anses som "primitive", forekommer vanligvis flagellerte gameter. Generelt er disse gametene avhengig av et vandig medium for å flytte til den andre kjønnscellen og dermed kunne befrukte den.
I motsetning til dette, produserer somatogamy ikke gametangia eller spesialiserte celler for reproduksjon, og er derfor ikke avhengig av tilstedeværelsen av et spesifikt miljø for deres reproduksjon.
Hos dyr
Under den embryonale utviklingen av dyr, dannes et syncytium, som kalles syncytiotrophoblast, som er en masse cytoplasmer som vil danne det ytterste laget av trofoblasten og som fungerer i forbindelsen mellom embryo og mors vev.
Dette cellelaget dannes ved fusjon av embryonale celler som mister cellemembranen. Det er plassert inne i epitelet, i endometrial stroma, under hele utviklingen av pattedyrembryoet.
Det er ansvarlig for å utføre gass og næringsutveksling med mor til embryoet; det er også stedet der hormoner som er viktige for riktig utvikling av fosteret, produseres.
Syncytiotrophoblast er et flott eksempel på syncytia, siden dette laget av celler ikke øker i størrelse eller volum på grunn av noen form for celledeling. Veksten av dette laget skjer bare ved migrering og fusjon av celler fra cytotrofoblasten.
referanser
- Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Virvelløse dyr (nr. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
- Elementer av implantasjon og placentasjon: kliniske og melekylære aspekter. 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). Zoologi. I Proceedings of Indiana Academy of Science (Vol. 49, s. 199-201).
- Kono, Y., Irishio, W., & Sentsui, H. (1983). Syncytium-induksjonsinhiberingstest med komplement for påvisning av antistoffer mot bovint leukemi-virus. Canadian Journal of Comparative Medicine, 47 (3), 328.
- Płachno, BJ, & Świątek, P. (2011). Syncytia hos planter: cellefusjon i endosperm-placental syncytiumdannelse i Utricularia (Lentibulariaceae). Protoplasma, 248 (2), 425-435.
- Schols, D., Pauwels, R., Baba, M., Desmyter, J., & De Clercq, E. (1989). Syncytiumdannelse og ødeleggelse av forbipasserende CD4 + -celler kokulert med T-celler vedvarende infisert med humant immunsviktvirus som demonstrert ved strømningscytometri. Journal of general virology, 70 (9), 2397-2408.
- Watkins, BA, Crowley, R., Davis, AE, Louie, AT, & Reitz Jr, MS (1997). Syncytiumdannelse indusert av humant immunsviktvirus type 1 isolerer korrelerer med affinitet for CD4. Journal of general virology, 78 (10), 2513-2522.