Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Многоядерные клетки ( многоядерные или многоядерные клетки ) представляют собой эукариотические клетки, которые имеют более одного ядра на клетку, т. Е. Несколько ядер имеют одну общую цитоплазму . Митоз в многоядерных клетках может происходить либо скоординированным, синхронным образом, когда все ядра делятся одновременно, либо асинхронно, когда отдельные ядра делятся независимо во времени и пространстве. У некоторых организмов может быть многоядерный этап своего жизненного цикла. Например, слизистые плесени имеют вегетативную, многоядерную стадию жизни, называемую плазмодием . [1]

Хотя обычно это не рассматривается как случай многоядерности, растительные клетки имеют общую цитоплазму за счет плазмодесм , и большинство клеток в тканях животных сообщаются со своими соседями через щелевые соединения . [2]

Многоядерные клетки, в зависимости от механизма их образования, можно разделить на [3] [4] « синцитии » (образованные путем слияния клеток) или « ценоциты » (образованные в результате деления ядра без последующего цитокинеза ).

Известно, что ряд динофлагеллят имеет два ядра. В отличие от других многоядерных клеток эти ядра содержат две различные линии ДНК: одну от динофлагелляты, а другую - от симбиотической диатомовой водоросли . [5]

Некоторые бактерии, такие как Mycoplasma pneumoniae , патоген дыхательных путей, могут иметь многоядерные волокна в результате задержки между репликацией генома и делением клеток. [6]

Терминология [ править ]

Некоторые биологи используют термин «бесклеточные» для обозначения многоядерных клеточных форм ( синциции и плазмодии ), например, для дифференциации «бесклеточных» слизистых форм от чисто «клеточных» (которые не образуют таких структур). [7] [8] [9] Это использование неверно и сильно вводит в заблуждение непрофессионалов, и поэтому настоятельно не рекомендуется.

Некоторые используют термин «синцитий» в широком смысле, чтобы обозначить любой тип многоядерной клетки [10], в то время как другие различают термины для каждого типа. [11]

Физиологические примеры [ править ]

Синцития [ править ]

Основная статья: Syncytium

Синцитии - это многоядерные клетки, которые могут образовываться либо посредством нормальных биологических процессов, таких как плацента млекопитающих, либо под влиянием определенных патогенов, таких как ВИЧ , посредством слияния плазматической мембраны. [12] [13] Другие примеры включают скелетные мышцы клетку млекопитающих , в тапетуме клетку из растений и клетку хранения из Дугласа еловых семян. [14] В полиморфноядерных лейкоцитах млекопитающих не являются многоядерными клетками, хотя доли их ядер настолько глубоко раздвоенными , что они могут появиться так под неоптимальной микроскопией.

Остеокласты - это многоядерные клетки, которые обычно встречаются в организме человека и помогают поддерживать и восстанавливать кости, выделяя кислоту, растворяющую костное вещество. Обычно обнаруживается, что они имеют 5 ядер на клетку из-за слияния преостеокластов.

В chlorarachniophytes образуют многоядерные клетки путем слияния, будучи синцитий и не coenocytes. Этот синцитий называется плазмодием в смысле многоядерного протопласта без клеточной стенки, который демонстрирует амебоидное движение. [15] Другие примеры включают в себя некоторые plasmodiophorids , некоторые haplosporidians , [16] и Grex из клеточных пресс - формы слизи ( dictyostelids и acrasids ).

Плацента [ править ]

Плацента , временный орган , который транспортирует питательные вещества, кислород, отходы и другие материалы между матерью и развивающимся плодом, частично состоят из синцитиального слоя , который образует интерфейс между плодом и матерью. [17] Помимо выполнения простых функций интерфейса, синцития плаценты также действует как барьер для заражения вирусами, бактериями и простейшими, что, вероятно, связано с уникальными цитоскелетными свойствами этих клеток. [17]

Ценоциты [ править ]

Основная статья: ценоцит

Кроме того, многоядерные клетки образуются из специализированных клеточных циклов, в которых деление ядра происходит без цитокинеза, что приводит к образованию крупных ценоцитов или плазмодий. У нитчатых грибов многоядерные клетки могут простираться на сотни метров, так что разные области одной клетки находятся в совершенно разных микросредах. Другие примеры включают в себя, в плазмодий из плазмодия миксомицетов ( myxogastrids ) и шизонта из Plasmodium паразита , который вызывает малярию .

Патологические примеры [ править ]

Многоядерные клетки также могут возникать в патологических условиях как следствие нарушенного контроля клеточного цикла (например, некоторые двуядерные клетки и метастазирующие опухолевые клетки).

Вирус иммунодефицита человека [ править ]

Как упоминалось ранее, синцития может быть индуцирована действием вируса иммунодефицита человека, где Т-клетки сливаются под действием белков, полученных из вируса, на клеточной мембране. [13] Во время репликации вируса в Т-лимфоидных клетках большие количества вирусного гликопротеина оболочки (Env) синтезируются и переносятся на клеточную мембрану, где они могут быть включены в новые вирусные частицы. Однако некоторые молекулы Env взаимодействуют с соседними Т-клеточными рецепторами, что приводит клетки в достаточно близкое расположение, что позволяет запускать события, завершающиеся слиянием двух хозяйских клеток, вероятно, из-за тесного контакта двух плазматических мембран. [18]Это взаимодействие, вероятно, специфично для CD4 + Т-клеток, поскольку клетки, лишенные этого рецептора, не могли образовывать синцитии в лабораторных условиях. [19]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Haindl M, Вскрик E (июль 2005). «Использование гигантского многоядерного плазмодия Physarum polycephalum для изучения РНК-интерференции в миксомицете». Аналитическая биохимия . 342 (2): 194–9. DOI : 10.1016 / j.ab.2005.03.031 . PMID  15922285 .
  2. Перейти ↑ Walter P, Roberts K, Raff M, Lewis J, Johnson A, Alberts B (2002). «Сотовые узлы». Молекулярная биология клетки (4-е изд.). ISBN 9780815332183. OCLC  807894238 .
  3. ^ Бойд JD, Гамильтон WJ (июль 1966). «Электронно-микроскопические наблюдения за вкладом цитотрофобластов в синцитий в плаценте человека» . Журнал анатомии . 100 (Pt 3): 535–48. PMC 1270795 . PMID 5965440 .  
  4. ^ Прочтите ND, Roca GM (2006). «Глава 5: Вегетативное слияние гиф у нитчатых грибов». В Baluška F, Volkmann D, Barlow PW (ред.). Сотовые каналы . Landes Bioscience и Springer Science + Business Media. стр.  87 -98. ISBN 978-0-387-36058-4.
  5. ^ Imanian B, Pombert JF, Dorrell RG, Бурки F, Килинг PJ (2012). «Третичный эндосимбиоз у двух динотомов вызвал незначительные изменения в митохондриальных геномах их динофлагеллят-хозяев и эндосимбионтов диатомовых водорослей» . Начальный. PLOS ONE . 7 (8): e43763. Bibcode : 2012PLoSO ... 743763I . DOI : 10.1371 / journal.pone.0043763 . PMC 3423374 . PMID 22916303 .  
  6. Перейти ↑ Razin S, Baron S (1996). Барон С. (ред.). Микоплазмы . Медицинская микробиология (4-е изд.). Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне. ISBN 978-0963117212. PMID  21413254 . Проверено 19 сентября 2018 .
  7. ^ Bray, Деннис (2017-01-26). Движение клеток: от молекул к подвижности . Наука о гирляндах. ISBN 978-0-8153-3282-4.
  8. ↑ Flemming AJ, Shen ZZ, Cunha A, Emmons SW, Leroi AM (май 2000 г.). «Соматическая полиплоидизация и клеточная пролиферация приводят к эволюции размеров тела нематод» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 97 (10): 5285–90. Bibcode : 2000PNAS ... 97.5285F . DOI : 10.1073 / pnas.97.10.5285 . PMC 25820 . PMID 10805788 .  
  9. Перейти ↑ Olsen, Odd-Arne (12.06.2007). Эндосперм: эволюционная и молекулярная биология . Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-540-71235-0.
  10. ^ Минелли, Алессандро (2009). Синцития. В кн . : Перспективы филогении и эволюции животных . Издательство Оксфордского университета. п. 113-116. ссылка .
  11. ^ Студнички, FK (1934). "Die Grundlagen der Zellentheorie von Theodor Schwann". Анат. Anz . 78 : 246–257.
  12. ↑ Зельдович В.Б., Клаузен С.Х., Брэдфорд Е., Флетчер Д.А., Малтепе Е., Роббинс Дж. Р., Бакарджиев А.И. (2013-12-12). «Плацентарный синцитий образует биофизический барьер против проникновения патогенов» . PLOS Патогены . 9 (12): e1003821. DOI : 10.1371 / journal.ppat.1003821 . PMC 3861541 . PMID 24348256 .  
  13. ^ a b Sylwester A, Wessels D, Anderson SA, Warren RQ, Shutt DC, Kennedy RC, Soll DR (ноябрь 1993 г.). «ВИЧ-индуцированные синцитии линии Т-клеток образуют одиночные гигантские псевдоподы и являются подвижными». Журнал клеточной науки . 106 (3): 941–53. PMID 8308076 . 
  14. ^ фон Адеркас П., Руо Г., Вагнер Р., Чивоча С., Рокес А. (июнь 2005 г.). «Многоядерные клетки хранения в пихте Дугласа (Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco) и эффект паразитизма семян хальцидом Megastigmus spermotrophus Wachtl» . Наследственность . 94 (6): 616–22. DOI : 10.1038 / sj.hdy.6800670 . PMID 15829985 . 
  15. ^ Хук, К. ван ден, Mann, DG и Jahns, HM (1995). Водоросли Введение в психологию . Издательство Кембриджского университета, Кембридж
  16. ^ Коричневый MW, Колиско M, Зильберман JD, Роджер AJ (июнь 2012). «Агрегативная многоклеточность независимо возникла в эукариотической супергруппе Rhizaria» . Текущая биология . 22 (12): 1123–7. DOI : 10.1016 / j.cub.2012.04.021 . PMID 22608512 . 
  17. ^ a b Зельдович В.Б., Клаузен Ч., Брэдфорд Э., Флетчер Д.А., Малтепе Э., Роббинс Дж. Р., Бакарджиев А.И. (2013-12-12). «Плацентарный синцитий образует биофизический барьер против проникновения патогенов» . PLOS Патогены . 9 (12): e1003821. DOI : 10.1371 / journal.ppat.1003821 . PMC 3861541 . PMID 24348256 .  
  18. Перейти ↑ Compton AA, Schwartz O (февраль 2017 г.). «Они могут быть гигантами: синцитиевые образования опускают или распространяют инфекцию ВИЧ?» . PLOS Патогены . 13 (2): e1006099. DOI : 10.1371 / journal.ppat.1006099 . PMC 5289631 . PMID 28152024 .  
  19. ^ Lifson JD, Reyes GR, McGrath MS, Stein BS, Engleman EG (май 1986). «Цитопатология, вызванная ретровирусом СПИДа: образование гигантских клеток и участие антигена CD4». Наука . 232 (4754): 1123–7. Bibcode : 1986Sci ... 232.1123L . DOI : 10.1126 / science.3010463 . PMID 3010463 .