Syncytium er et udtryk, der bruges til at beskrive de multinucleated celler, der opstår gennem cellefusion. Disse "celler" er en slags "cytoplasmatisk masse", der indeholder flere kerner indkapslet i den samme cellemembran.
Syncytia kan ses i næsten alle livets riger: dyr, planter, svampe og archaea. F.eks. Observeres syncytiale stadier under den embryonale udvikling af dyr, i planterne fra familien Podostemaceae og i udviklingen af sporer fra alle svampe.
Dannelse af et syncytium efter et sår i epitelvævet i en frugtflue (Drosophila Melanogaster) (Kilde: Se side for forfatter Via Wikimedia Commons)
Hos dyr og planter kan dannelsen af syncytier imidlertid induceres af en eller anden type patogen. Hos dyr har meslinger, HIV og andre vira en tendens til at inducere syncytier i væv, hvorfor det siges, at de er "syncytielle" patogener.
Forskere har observeret disse "unormale" formationer i løbet af eksperimenter med kulturer af dyreceller arrangeret i monolag inficeret af virale kulturer af familierne Paramyxovirus, Lentivirus, Cronavirus og Herpevirus.
I planter inducerer nematoder af slægterne Globodera og Heterodera dannelsen af syncytier. Disse arter af patogener angriber planter, der er vigtige for det menneskelige landbrug.
Forskere fra forskellige områder finder det vigtigt at uddybe studiet af multinucleated strukturer såsom syncytia, da de er vigtige for grundlæggende forskning og endda for diskussionen af en reform i den nuværende celle teori.
egenskaber
Uanset den faktor, der stimulerer cellefusion, er syncytier cytoplasmatiske masser med flere kerner inde. Dannelsen af denne type struktur er meget almindelig i livscyklussen for eukaryote organismer.
Ordet "syncytium" kommer fra det græske "syn", som betyder "sammen" og "kytos", som betyder "beholder", "kar" eller "depositum". Derfor karakteriserer biologer syncytia som "multinucleated masser af protoplasma, der er produktet af cellefusion."
I nogle undersøgelser sondres der mellem udtrykket "syncytium", "plasmodium" og udtrykket "coenocyt", eftersom de trods det faktum, at de alle er strukturer, hvor en celle indeholder flere kerner inde, alle har forskellige oprindelser.
plasmodia
Plasmodia er kontinuerlige cytoplasmatiske masser med adskillige kerner inde. Hver kerne styrer imidlertid aktiviteten af den omgivende cytoplasma; dette cytoplasmatiske område domineret af hver kerne er kendt som "energisk".
Plasmodias oprindelse har at gøre med successive opdelinger af kernen, ledsaget af en stigning i cytoplasmaets masse, men uden at det opdeles i nye celler, hver adskilt af sin egen plasmamembran.
Cenocytes
Coenocytter stammer på den anden side fra forskellige nukleare opdelingsbegivenheder uden at cytokinesis (celleseparation) finder sted, mens syncytier helt klart stammer fra fusionen af en eller flere nukleare celler, der mister del af dens plasmamembran.
Ved syncytiens oprindelse udsender cellerne - oprindeligt individuelt - udvidelser, der smelter sammen med dem fra andre celler for at etablere et stort netværk uden nogen grænse, der adskiller hver af dem, der gav anledning til dem.
Syncytial teori
Den syncytiale teori om metazoans (dyrs) oprindelse foreslår, at metazoaner stammer fra cilierede protozoer. Dette blev antydet på grund af de ligheder, der blev observeret mellem "moderne" ciliater og acellomede fladeorme.
Begge typer organismer deler karakteristika som størrelse, form, symmetritype, mundens placering og tilstedeværelsen af overfladisk cili. Derfor udsætter teorien overgangen fra en flercirkuleret cilieret protist til en fladorm fra gruppen af acellomater.
Den syncytiale teori fastlægger også muligheden for, at fladeorme var de første metazoans. Imidlertid har disse organismer et cellulært indre med en enkelt kerne og ikke i form af et syncytium, ligesom cilierede protozoer.
Denne teori forklarer ikke, hvordan cnidarians eller ctenophores (grupper, der betragtes som mere primitive end fladorm) og andre mere avancerede grupper, der stammer fra ciliater, så den har i øjeblikket ikke mange forsvarere.
eksempler
I planter
Dannelsen af syncytier er hyppig i udviklingen af endospermen af frøene fra næsten alle højere planter.
Under befrugtning af æg i angiospermer forekommer der en proces med dobbelt befrugtning, da den ene af kernerne i pollenkornet smelter sammen med de to polære kerner i embryosekken for at danne en celle med tre kerner og den anden smelter sammen med kernen af æggen.
Udvikling af kvindelig gametophyte og embryo i Arabidopsis. (a) Skematisk viser ontogeni af den kvindelige gametophyt og tidlig udvikling af embryoet og endospermen. (Kilde: DPC Via Wikimedia Commons)
Cellen i den første fusion vil give anledning til den endosperm, hvorfra frøet vil fodre, når det er spiret.
I slægten Utricularia forekommer udviklingen af embryosækken gennem fusionen af det mikropillære haustorium i endospermen med de placentale ernæringsceller. Denne fusion danner en multinucleated struktur kaldet "sporophytisk placentvæv."
I svampe
I alle organismer i Fungi-kongeriget forekommer en proces kaldet "somatogamy" eller "talogamy", før dannelsen af sporer, der består af foreningen af to udifferentierede somatiske celler til at producere et syncytium.
Denne befrugtning er typisk i grupper af svampe, såsom basidiomycetes, nogle ascomycetes og phycomycetes.
I svampe, der betragtes som "primitive", forekommer flagellerede gameter normalt. Disse gameter er generelt afhængige af et vandigt medium for at flytte til den anden kønscelle og således være i stand til at befrugte det.
I modsætning hertil producerer somatogami ikke gametangia eller specialiserede celler til reproduktion og er derfor ikke afhængige af tilstedeværelsen af et specifikt miljø til deres reproduktion.
Hos dyr
Under den embryonale udvikling af dyr dannes et syncytium, der kaldes syncytiotrophoblast, som er en masse cytoplasmer, der danner det yderste lag af trophoblasten, og som fungerer i forbindelsen mellem embryo og modervæv.
Dette lag af celler dannes ved fusionen af embryonale celler, der mister cellemembranen. Det er placeret inde i epitelet, i endometrial stroma, under hele udviklingen af pattedyrsembryo.
Det er ansvarlig for udførelse af gas og ernæringsudveksling med mor til embryoet; det er også det sted, hvor hormoner, der er vigtige for den rette udvikling af fosteret, produceres.
Syncytiotrophoblast er et godt eksempel på syncytia, da dette lag af celler ikke øges i størrelse eller volumen på grund af nogen form for celledeling. Væksten af dette lag sker kun ved migrering og fusion af celler fra cytotrophoblast.
Referencer
- Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Virvelløse dyr (Nr. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
- Elementer af implantation og placentation: kliniske og melekylære aspekter. Mexicansk tidsskrift for reproduktiv medicin, 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 (bind 49, s. 199-201).
- Kono, Y., Irishio, W., & Sentsui, H. (1983). Syncytium-induktionsinhiberingstest med komplement til påvisning af antistoffer mod bovin leukæmi-virus. Canadian Journal of Comparative Medicine, 47 (3), 328.
- Płachno, BJ, & Świątek, P. (2011). Syncytia i planter: cellefusion 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 ødelæggelse af uheldige CD4 + -celler, der blev dyrket med T-celler, der vedvarende er inficeret med human immundefektvirus, som vist ved flowcytometri. Journal of general virology, 70 (9), 2397-2408.
- Watkins, BA, Crowley, R., Davis, AE, Louie, AT, & Reitz Jr, MS (1997). Syncytiumdannelse induceret af human immundefektvirus type 1 isolerer korrelerer med affinitet for CD4. Tidsskrift for generel virologi, 78 (10), 2513-2522.