Syncytium je izraz, ki se uporablja za opisovanje večnamenskih celic, ki nastanejo s celično fuzijo. Te "celice" so neke vrste "citoplazemska masa", ki vsebuje več jeder, zaprtih v isti celični membrani.
Sinincijo lahko opazimo v skoraj vseh kraljestvih življenja: živali, rastlin, gliv in arhej. Med embrionalnim razvojem živali na primer v rastlinah družine Podostemaceae in pri razvoju spore vseh gliv opazimo sincicijske stopnje.
Nastanek sincicija po rani v epitelijskem tkivu sadne muhe (Drosophila Melanogaster) (Vir: Glej stran avtorja Via Wikimedia Commons)
Vendar lahko pri živalih in rastlinah nastanek sincitija povzroči neka vrsta patogena. Pri živalih ošpice, virus HIV in drugi virusi navadno povzročajo sincicijo v tkivih, zato naj bi bili "sincicijski" patogeni.
Raziskovalci so opazili te "nenormalne" formacije med poskusi z živalskimi celičnimi kulturami, razporejenimi v monoplasteh, okuženih z virusnimi kulturami družin Paramyxovirus, Lentivirus, Cronavirus in Herpevirus.
Pri rastlinah ogorčice iz rodov Globodera in Heterodera povzročajo nastanek sincitije. Te vrste patogenov napadajo rastline, ki so pomembne za človeško kmetijstvo.
Raziskovalci z različnih področij menijo, da je pomembno poglobiti proučevanje večjedrnih struktur, kot je sincitija, saj so pomembne za temeljne raziskave in celo za razpravo o reformi trenutne teorije celic.
značilnosti
Ne glede na dejavnik, ki spodbuja fuzijo celic, so sincitija citoplazemske mase z več jedri v notranjosti. Oblikovanje te vrste strukture je zelo pogosto v življenjskem ciklu evkariontskih organizmov.
Beseda "syncytium" izhaja iz grške "syn", kar pomeni "skupaj" in "kytos", kar pomeni "posoda", "posoda" ali "polog". Zato biologi karakterizirajo sincitijo kot "večnamenske mase protoplazme, ki so produkt celične fuzije."
V nekaterih raziskavah ločimo med izrazi "sincicij", "plazmodij" in izrazom "koenocit", saj so kljub dejstvu, da so vse strukture, kjer celica vsebuje več jeder v notranjosti, vsa ta različna.
Plazmodija
Plazmodia so neprekinjene citoplazemske mase z več jedri v notranjosti. Vendar vsako jedro ureja aktivnost okoliške citoplazme; to citoplazemsko ozemlje, v katerem prevladuje vsako jedro, je znano kot "energijsko".
Izvor plazmodije je povezan z zaporednimi delitvami jedra, ki jih spremlja povečanje mase citoplazme, ne da bi se ta razdelila na nove celice, od katerih je vsaka ločena s svojo plazemsko membrano.
Cenociti
Koenociti po drugi strani izvirajo iz več dogodkov jedrske delitve, ne da bi prišlo do citokineze (celične ločitve), sincitija pa jasno izvira iz fuzije ene ali več nukleiranih celic, ki izgubijo del njene plazemske membrane.
V izvoru sincitije celice - v bistvu posamezniki - oddajajo končnice, ki se zlijejo s tistimi iz drugih celic, da vzpostavijo odlično mrežo, brez omejitev, ki ločujejo vse tiste, ki so jih povzročile.
Sincicijska teorija
Sincicijska teorija o izvoru metazoanov (živali) predlaga, da metazoi izvirajo iz ciliiliranih protozojev. To je bilo predlagano zaradi podobnosti med "modernimi" cilijami in acerlomed ploski črvi.
Obe vrsti organizmov imata značilnosti, kot so velikost, oblika, vrsta simetrije, položaj ust in prisotnost površinskih cilijev. Zato teorija izpostavlja prehod iz večnamenskega cililiranega protista na ploska črvo iz skupine acelomatov.
Sincicijska teorija prav tako vzpostavlja možnost, da so bili ploski črvi prvi metazoji. Vendar imajo ti organizmi celično notranjost z enim jedrom in niso v obliki sincicija, kot so ciliated protozoi.
Ta teorija ne razlaga, kako cnidarji ali ktenoforji (skupine, ki veljajo za primitivnejše kot ploskev) in druge bolj napredne skupine, ki izhajajo iz ciliatov, zato trenutno nima veliko zagovornikov.
Primeri
V rastlinah
Oblikovanje sincitija je pogosto pri razvoju endosperma semen skoraj vseh višjih rastlin.
Med oploditvijo jajčne celice v angiospermih se zgodi dvojni postopek oploditve, saj se eno od jeder cvetnega prahu zlije z dvema polarnima jedroma zarodne vrečke, tako da tvori celico s tremi jedri, druga pa se zlije z jedrom jajčne celice.
Razvoj ženskega gametofita in zarodka pri Arabidopsisu. (a) Shematski prikaz ontogeneze ženskega gametofita in zgodnji razvoj zarodka in endosperma. (Vir: DPC Via Wikimedia Commons)
V celici prve fuzije se bo rodil endosperm, iz katerega bo seme napajalo, ko bo kalilo.
V rodu Utricularia se razvoj zarodne vreče zgodi z zlitjem mikropilarnega haustorija endosperma s hranilnimi celicami posteljice. Ta fuzija tvori večjedrno strukturo, imenovano "sporofitsko tkivo posteljice".
V gobah
V vseh organizmih glivičnega kraljestva se pred tvorbo spore pojavi proces, imenovan "somatogamija" ali "taloogamija", ki je sestavljen iz združitve dveh nediferenciranih somatskih celic, da nastane sincicij.
To gnojenje je značilno za skupine gliv, kot so bazidiomiceti, nekateri askomiceti in fikomiceti.
Pri glivah, ki veljajo za "primitivne", se običajno pojavljajo flagelirane gamete. Te gamete so na splošno odvisne od vodnega medija, da se preselijo v drugo spolno celico in jo tako lahko oplodijo.
V nasprotju s tem somatogamija ne proizvaja gametangia ali specializiranih celic za razmnoževanje in zato niso odvisne od prisotnosti specifičnega okolja za njihovo razmnoževanje.
Pri živalih
Med embrionalnim razvojem živali se oblikuje sincicij, ki se imenuje sincitiotrofoblast, kar je masa citoplazme, ki bo tvorila najbolj zunanjo plast trofoblasta in deluje v povezavi med zarodkom in materinim tkivom.
Ta plast celic nastane z zlivanjem embrionalnih celic, ki izgubijo celično membrano. Nahaja se znotraj epitelija, v stromi endometrija, med celotnim razvojem zarodka sesalca.
Odgovoren je za izvajanje izmenjave plinov in hranil z materjo zarodka; je tudi mesto, kjer nastajajo hormoni, pomembni za pravilen razvoj ploda.
Sintiotiotrofoblast je odličen primer sincitija, saj se ta plast celic ne poveča v velikosti ali volumnu zaradi kakršne koli vrste delitve celic. Rast te plasti se pojavi samo s selitvijo in zlitjem celic iz citotrofoblasta.
Reference
- Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Vretenčarji (št. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
- Elementi implantacije in placentacije: klinični in melekularni vidiki. Mehiški časopis za reproduktivno medicino, 6 (2), 102-116.
- Hernández-Valencial, M., Valencia-Ortega, J., Ríos-Castillo, B., Cruz-Cruz, PDR, in Vélez-Sánchez, D. (2014).
- Hickman, CP (1939). Zoologija V Zborniki Akademije znanosti Indiane (letnik 49, str. 199–201).
- Kono, Y., Irishio, W., & Sentsui, H. (1983). Inhibicijski test indukcije sincitija s komplementom za odkrivanje protiteles proti virusu goveje levkemije. Canadian Journal of Comparative Medicine, 47 (3), 328.
- Płachno, BJ, & Świątek, P. (2011). Syncytia v rastlinah: celična fuzija v formaciji endosperma-placente sincicij v Utricularia (Lentibulariaceae). Protoplazma, 248 (2), 425–435.
- Schols, D., Pauwels, R., Baba, M., Desmyter, J., in De Clercq, E. (1989). Tvorba sincitija in uničenje celic navideznih CD4 +, ki so bile sokultirane s celicami T, ki so stalno okužene z virusom človeške imunske pomanjkljivosti, kot je prikazano s protočno citometrijo. Časopis za splošno virologijo, 70 (9), 2397-2408.
- Watkins, BA, Crowley, R., Davis, AE, Louie, AT, in Reitz Jr, MS (1997). Tvorba sincicija, ki ga povzroča človeški izolat virusa imunske pomanjkljivosti tipa 1, korelira z afiniteto za CD4. Časopis za splošno virologijo, 78 (10), 2513-2522.