Syncytium je termín používaný na opis tých viacjadrových buniek, ktoré vznikajú fúziou buniek. Tieto „bunky“ sú druhom „cytoplazmatickej hmoty“, ktorá obsahuje niekoľko jadier uzavretých v rovnakej bunkovej membráne.
Syncytia je viditeľná takmer vo všetkých kráľovstvách života: zvieratá, rastliny, huby a archaea. Napríklad pri embryonálnom vývoji zvierat, v rastlinách čeľade Podostemaceae a pri vývoji spór všetkých húb sa pozorujú syncytiálne štádiá.
Tvorba syncytia po rane v epitelovom tkanive ovocnej mušky (Drosophila Melanogaster) (Zdroj: Pozri stránku autora Via Wikimedia Commons)
U zvierat a rastlín však môže byť tvorba syncytie vyvolaná nejakým typom patogénu. U zvierat majú osýpky, HIV a iné vírusy tendenciu indukovať syncytiu v tkanivách, preto sa o nich hovorí, že sú „syncytiálnymi“ patogénmi.
Vedci pozorovali tieto „abnormálne“ formácie v priebehu experimentov so živočíšnymi bunkovými kultúrami usporiadanými v monovrstvách infikovaných vírusovými kultúrami rodín Paramyxovírus, Lentivirus, Cronavirus a Herpevirus.
V rastlinách háďatká rodov Globodera a Heterodera indukujú tvorbu syncytií. Tieto druhy patogénov napadajú rastliny, ktoré sú dôležité pre poľnohospodárstvo ľudí.
Vedci z rôznych oblastí považujú za dôležité prehĺbiť štúdium viacjadrových štruktúr, ako je syncytia, pretože sú dôležité pre základný výskum a dokonca aj pre diskusiu o reforme súčasnej bunkovej teórie.
vlastnosti
Bez ohľadu na faktor, ktorý stimuluje fúziu buniek, sú syncytiami cytoplazmatické hmoty s vnútorným umiestnením niekoľkých jadier. Tvorba tohto typu štruktúry je veľmi častá v životnom cykle eukaryotických organizmov.
Slovo „syncytium“ pochádza z gréckeho slova „syn“, čo znamená „spolu“ a „kytos“, čo znamená „nádoba“, „nádoba“ alebo „uloženie“. Biológovia preto charakterizujú syncytiu ako „viacjadrové masy protoplazmy, ktoré sú produktom bunkovej fúzie“.
V niektorých výskumoch sa rozlišuje medzi výrazom „syncytium“, „plazmodium“ a výrazom „coenocyte“, pretože napriek skutočnosti, že ide o všetky štruktúry, v ktorých bunka obsahuje niekoľko jadier vo vnútri, majú všetky pôvody.
plazmódia
Plasmodia sú kontinuálne cytoplazmatické masy, ktoré majú vo vnútri niekoľko jadier. Každé jadro však riadi aktivitu okolitej cytoplazmy; toto cytoplazmatické územie, ktorému dominuje každé jadro, je známe ako „energetické“.
Pôvod plazmódie súvisí s postupným rozdelením jadra, sprevádzaným nárastom hmotnosti cytoplazmy, ale bez toho, aby sa delil na nové bunky, z ktorých každá je oddelená vlastnou plazmatickou membránou.
Cenocytes
Na druhej strane koenocyty pochádzajú z rôznych udalostí jadrového delenia bez výskytu cytokinézy (oddelenie buniek), zatiaľ čo syncytia pochádzajú jasne z fúzie jednej alebo viacerých jadrových buniek, ktoré stratia časť plazmovej membrány.
Na počiatku syncytie bunky - pôvodne individuálne - emitujú rozšírenia, ktoré sa fúzujú s rozšíreniami iných buniek, aby vytvorili veľkú sieť, bez akéhokoľvek obmedzenia, ktoré oddeľuje každú z tých, ktorá ich viedla.
Syncytiálna teória
Syncytiálna teória pôvodu metazoanov (zvierat) navrhuje, aby metazoany pochádzali z riasnatých prvokov. Toto bolo navrhnuté kvôli podobnostiam pozorovaným medzi „modernými“ ciliatmi a acellomed flatworms.
Oba typy organizmov majú spoločné vlastnosti, ako je veľkosť, tvar, typ symetrie, poloha úst a prítomnosť povrchovej riasenky. Teória preto odhaľuje prechod od viacjadrových riasinných protistov k plochým červom skupiny acellomátov.
Syncytiálna teória tiež vytvára možnosť, že flatworms boli prvými metazoanmi. Tieto organizmy však majú bunkový vnútro s jediným jadrom a nie vo forme syncytia, ako je napríklad žíhané prvoky.
Táto teória nevysvetľuje, ako cnidarians alebo ctenophores (skupiny považované za primitívnejšie ako flatworms) a ďalšie pokročilejšie skupiny odvodené od ciliates, takže v súčasnosti nemá veľa obhajcov.
Príklady
V rastlinách
Tvorba syncytií je častá pri vývoji endospermu semien takmer všetkých vyšších rastlín.
Počas oplodnenia vajíčka v angiospermoch dochádza k dvojitému oplodneniu, pretože jedno jadro peľového zrna sa spája s dvoma polárnymi jadierami embrya, čím vytvára bunku s tromi jadrami a ďalšie sa spájajú s jadrom. vajíčka.
Vývoj ženského gametofytu a embrya pri Arabidopsis. a) Schematické znázornenie ontogenézy ženského gametofytu a skorý vývoj embrya a endospermu. (Zdroj: DPC Via Wikimedia Commons)
Bunka prvej fúzie poskytne endosperm, z ktorého sa semeno po vyklíčení živí.
V rode Utricularia nastáva vývoj embryového vaku prostredníctvom fúzie mikropilárneho haustoria endospermu s placentárnymi výživnými bunkami. Táto fúzia vytvára viacjadrovú štruktúru nazývanú „sporofytické placentárne tkanivo“.
V hubách
Vo všetkých organizmoch kráľovstva Fungi sa vyskytuje proces nazývaný „somatogamia“ alebo „talogamín“ pred vytvorením spór, ktorý spočíva v spojení dvoch nediferencovaných somatických buniek za vzniku syncytia.
Toto oplodnenie je typické v skupinách húb, ako sú basidiomycety, niektoré ascomycety a fykomycety.
U húb, ktoré sa považujú za „primitívne“, sa zvyčajne vyskytujú bičíkovité gaméty. Tieto gaméty sa vo všeobecnosti spoliehajú na to, že sa vodné médium premiestni do inej pohlavnej bunky, a teda ju bude môcť oplodniť.
Naproti tomu somatogamia neprodukuje gamétangiu ani špecializované bunky na reprodukciu, a preto nie sú závislé od prítomnosti špecifického prostredia na ich reprodukciu.
U zvierat
Počas embryonálneho vývoja zvierat sa vytvára syncytium, ktoré sa nazýva syncytiotrofoblast, čo je množstvo cytoplaziem, ktoré budú tvoriť vonkajšiu vrstvu trofoblastu a ktoré fungujú v spojení medzi embryonálnym a materským tkanivom.
Táto vrstva buniek je vytvorená fúziou embryonálnych buniek, ktoré strácajú bunkovú membránu. Nachádza sa vo vnútri epitelu v endometriálnej stróme počas celého vývoja embrya cicavcov.
Zodpovedá za výmenu plynov a výživných látok s matkou embrya; je to tiež miesto, kde sa produkujú hormóny dôležité pre správny vývoj plodu.
Syncytiotrofoblast je skvelým príkladom syncytie, pretože táto vrstva buniek sa nezvyšuje veľkosťou ani objemom v dôsledku akéhokoľvek typu bunkového delenia. Rast tejto vrstvy nastáva iba migráciou a fúziou buniek z cytotrofoblastov.
Referencie
- Brusca, RC, a Brusca, GJ (2003). Bezstavovce (č. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
- Prvky implantácie a placentácie: klinické a melekulárne aspekty. Mexican Journal of Reproductive Medicine, 6 (2), 102-116.
- Hernández-Valencial, M., Valencia-Ortega, J., Ríos-Castillo, B., Cruz-Cruz, PDR, a Vélez-Sánchez, D. (2014).
- Hickman, CP (1939). Zoológie. V zborníku Indickej akadémie vied (zv. 49, s. 199 - 201).
- Kono, Y., Irishio, W., a Sentsui, H. (1983). Inhibičný test na vyvolanie protilátok proti vírusu leukémie hovädzieho dobytka s inhibítorom indukcie indukcie. Canadian Journal of Comparative Medicine, 47 (3), 328.
- Płachno, BJ a Świątek, P. (2011). Syncytia v rastlinách: bunková fúzia pri tvorbe endospermu-placentárnej syncytia v Utricularia (Lentibulariaceae). Protoplasm, 248 (2), 425-435.
- Schols, D., Pauwels, R., Baba, M., Desmyter, J., & De Clercq, E. (1989). Tvorba syncytia a deštrukcia okolitých CD4 + buniek kokultivovaných s T bunkami trvalo infikovaných vírusom ľudskej imunodeficiencie, ako bolo demonštrované prietokovou cytometriou. Journal of General virology, 70 (9), 2397-2408.
- Watkins, BA, Crowley, R., Davis, AE, Louie, AT, a Reitz Jr, MS (1997). Tvorba syncytia indukovaná izolátmi vírusu ľudskej imunodeficiencie typu 1 koreluje s afinitou k CD4. Journal of General virology, 78 (10), 2513-2522.