Syncytium je termín používaný k popisu těch vícejaderných buněk, které vznikají fúzí buněk. Tyto "buňky" jsou druhem "cytoplazmatické hmoty", která obsahuje několik jader uzavřených ve stejné buněčné membráně.
Syncytii lze vidět téměř ve všech královstvích života: zvířata, rostliny, houby a archaea. Například během embryonálního vývoje zvířat, v rostlinách čeledi Podostemaceae a ve vývoji spór všech hub jsou pozorovány syncytiální stádia.
Vytvoření syncytia po ráně v epiteliální tkáni ovocné mušky (Drosophila Melanogaster) (Zdroj: Viz stránka autora autora Via Wikimedia Commons)
U zvířat a rostlin však může být tvorba syncytií indukována některým typem patogenu. U zvířat mají spalničky, HIV a další viry tendenci indukovat syncytii v tkáních, proto se říká, že jsou „syncytiálními“ patogeny.
Vědci pozorovali tyto „abnormální“ formace v průběhu experimentů s kulturami živočišných buněk uspořádaných v monovrstvách infikovaných virovými kulturami rodů Paramyxovirus, Lentivirus, Cronavirus a Herpevirus.
V rostlinách hlístice rodů Globodera a Heterodera indukují tvorbu syncytií. Tyto druhy patogenů napadají rostliny, které jsou důležité pro lidské zemědělství.
Vědci z různých oblastí považují za důležité prohloubit studium vícejaderných struktur, jako je syncytie, protože jsou důležité pro základní výzkum a dokonce i pro diskusi o reformě současné buněčné teorie.
vlastnosti
Bez ohledu na faktor, který stimuluje fúzi buněk, jsou syncytia cytoplazmatické hmoty s několika jádry uvnitř. Tvorba tohoto typu struktury je velmi častá v životním cyklu eukaryotických organismů.
Slovo „syncytium“ pochází z řeckého „syn“, což znamená „společně“ a „kytos“, což znamená „nádoba“, „nádoba“ nebo „depozit“. Biologové proto charakterizují syncytii jako „vícejaderné masy protoplazmy, které jsou produktem buněčné fúze“.
V některých výzkumech se rozlišuje mezi termínem „syncytium“, „plazodium“ a termínem „coenocyte“, protože navzdory skutečnosti, že se jedná o všechny struktury, ve kterých buňka obsahuje několik jader uvnitř, mají všichni různý původ.
Plasmodia
Plasmodia jsou kontinuální cytoplazmatické hmoty s několika jádry uvnitř. Každé jádro však řídí aktivitu okolní cytoplazmy; toto cytoplazmatické území, kterému dominuje každé jádro, je známé jako „energetické“.
Původ plazodie souvisí s postupným dělením jádra, doprovázeným zvýšením hmotnosti cytoplazmy, ale bez rozdělení na nové buňky, každá oddělená vlastní plazmatickou membránou.
Cenocyty
Na druhé straně koenocyty pocházejí z několika událostí jaderného dělení, aniž by došlo k cytokineze (buněčné separaci), zatímco syncytie pochází jasně z fúze jedné nebo více jaderných buněk, které ztratí část jeho plazmatické membrány.
Na počátku syncytie buňky - původně individuální - vyzařují rozšíření, která se spojují s rozšířeními jiných buněk, aby vytvořily skvělou síť, bez jakéhokoli omezení, které odděluje každou z těch, která jim dala vznik.
Syncytiální teorie
Syncytiální teorie původu metazoanů (zvířat) navrhuje, že metazoany pocházejí z řasnatých prvoků. Toto bylo navrhováno kvůli podobnostem pozorovaným mezi „moderními“ ciliatemi a acellomed flatworms.
Oba typy organismů sdílejí vlastnosti, jako je velikost, tvar, typ symetrie, poloha úst a přítomnost povrchové řasinky. Teorie proto vystavuje přechod od vícejaderného řasnatého protistu k ploštici skupiny acellomátů.
Syncytiální teorie také stanoví možnost, že flatworms byly první metazoani. Tyto organismy však mají buněčný vnitřek s jediným jádrem a ne ve formě syncytia, jako je například řasnatá prvoky.
Tato teorie nevysvětluje, jak cnidarians nebo ctenophores (skupiny považované za primitivnější než flatworms) a jiné pokročilejší skupiny odvozené od ciliates, tak to současně nemá mnoho obránců.
Příklady
V rostlinách
Vytváření syncytií je časté ve vývoji endospermu semen téměř všech vyšších rostlin.
Během oplodnění vajíčka v angiospermech dochází k procesu dvojitého oplodnění, protože jedno z jader pylového zrna se spojí se dvěma polárními jádry embrya, čímž vytvoří buňku se třemi jádry a ostatní se spojí s jádrem vajíčka.
Vývoj ženského gametofytu a embrya u Arabidopsis. a) Schematické znázornění ontogeneze ženského gametofytu a včasný vývoj embrya a endospermu. (Zdroj: DPC Via Wikimedia Commons)
Buňka první fúze poskytne endosperm, ze kterého se semeno živí, jakmile vyklíčí.
U rodu Utricularia dochází k vývoji embryového váčku fúzí mikropilárního haustoria endospermu s placentárními výživnými buňkami. Tato fúze vytváří vícejadernou strukturu zvanou „sporofytická placentární tkáň“.
V hub
Ve všech organismech království Fungi nastává proces zvaný „somatogamie“ nebo „talogamie“ před vznikem spór, který spočívá ve spojení dvou nediferencovaných somatických buněk za vzniku syncytia.
Toto oplodnění je typické ve skupinách hub, jako jsou basidiomycety, některé ascomycety a fykomycety.
U hub, které jsou považovány za „primitivní“, se obvykle vyskytují bičíkovité gamety. Tyto gamety jsou obecně závislé na vodném médiu, aby se přesunuly do jiné pohlavní buňky, a tak jej mohly oplodnit.
Naproti tomu somatogamie neprodukuje gametangii ani specializované buňky pro reprodukci, a proto pro jejich reprodukci nezávisí na přítomnosti specifického prostředí.
U zvířat
Během embryonálního vývoje zvířat se vytváří syncytium, které se nazývá syncytiotrofoblast, což je množství cytoplazmat, které bude tvořit vnější vrstvu trofoblastu a které funguje ve spojení mezi embryí a mateřskou tkání.
Tato vrstva buněk je tvořena fúzí embryonálních buněk, které ztratí buněčnou membránu. Nachází se uvnitř epitelu, v endometriální stromě, během celého vývoje embrya savců.
Je zodpovědný za provádění výměny plynu a výživy s matkou embrya; je to také místo, kde se produkují hormony důležité pro správný vývoj plodu.
Syncytiotrofoblast je skvělým příkladem syncytií, protože tato vrstva buněk se nezvětšuje v důsledku jakéhokoli typu buněčného dělení. Růst této vrstvy nastává pouze migrací a fúzí buněk z cytotrofoblastu.
Reference
- Brusca, RC, a Brusca, GJ (2003). Bezobratlí (č. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
- Prvky implantace a placentace: klinické a melekulární 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). Zoologie. V sborníku z Indiana Academy of Science (svazek 49, str. 199-201).
- Kono, Y., Irishio, W., a Sentsui, H. (1983). Test inhibice indukce syncytia s doplňkem pro detekci protilátek proti viru bovinní leukémie. Canadian Journal of Comparative Medicine, 47 (3), 328.
- Płachno, BJ a Świątek, P. (2011). Syncytia v rostlinách: buněčná fúze při tvorbě endosperm-placentární syncytium v Utricularia (Lentibulariaceae). Protoplasm, 248 (2), 425-435.
- Schols, D., Pauwels, R., Baba, M., Desmyter, J., & De Clercq, E. (1989). Tvorba syncytia a destrukce okolních CD4 + buněk kokultivovaných s T buňkami trvale infikovanými virem lidské imunodeficience, jak bylo prokázáno průtokovou cytometrií. Journal of general virology, 70 (9), 2397-2408.
- Watkins, BA, Crowley, R., Davis, AE, Louie, AT, a Reitz Jr, MS (1997). Tvorba syncytia indukovaná izoláty viru lidské imunodeficience typu 1 koreluje s afinitou k CD4. Journal of general virology, 78 (10), 2513-2522.