stringtranslate.com

Многоядерный

Многоядерные клетки (также известные как многоядерные клетки или полинуклеарные клетки ) являются эукариотическими клетками , которые имеют более одного ядра , т. е. несколько ядер разделяют 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. Некоторые организмы могут иметь многоядерную стадию своего жизненного цикла. Например, слизевики имеют вегетативную многоядерную стадию жизни, называемую плазмодием . [1]

Хотя это обычно не рассматривается как случай многоядерности, растительные клетки имеют общую цитоплазму посредством плазмодесм , а большинство клеток в тканях животных сообщаются со своими соседями посредством щелевых контактов . [2]

Многоядерные клетки, в зависимости от механизма их образования, можно разделить на [3] [4] « синцитии » (образованные путем слияния клеток ) или « ценоциты » (образованные путем деления ядра без последующего цитокинеза ). [5]

Известно, что ряд динофлагеллятов имеет два ядра. В отличие от других многоядерных клеток эти ядра содержат две различные линии ДНК : одну от динофлагеллята и другую от симбиотической диатомовой водоросли . [6]

Некоторые бактерии , такие как Mycoplasma pneumoniae , возбудитель дыхательных путей , могут иметь многоядерные нити в результате задержки между репликацией генома и клеточным делением . [7]

Терминология

Некоторые биологи используют термин «бесклеточный» для обозначения многоядерных форм клеток ( синцитии и плазмодии ), например, чтобы отличить «бесклеточные» слизевики от чисто «клеточных» (которые не образуют таких структур). [8] [9] [10] Такое использование неверно и вводит в заблуждение неспециалистов , и поэтому не рекомендуется.

Некоторые используют термин «синцитий» в широком смысле, обозначая любой тип многоядерных клеток, [11] в то время как другие различают термины для каждого типа. [12]

Физиологические примеры

Синцитий

Синцитии — это многоядерные клетки, которые могут образовываться либо в результате нормальных биологических процессов, таких как плацента млекопитающих , либо под воздействием определенных патогенов, таких как ВИЧ , путем слияния плазматической мембраны. [13] [14] Другие примеры включают клетки скелетных мышц млекопитающих , тапетальные клетки растений и запасающие клетки семян пихты Дугласа . [15] Полиморфноядерные лейкоциты млекопитающих не являются многоядерными клетками, хотя доли их ядер настолько глубоко раздвоены, что они могут казаться таковыми при неоптимальной микроскопии.

Остеокласты — многоядерные клетки, которые обычно встречаются в организме человека и помогают поддерживать и восстанавливать кости, выделяя кислоту, растворяющую костную ткань. Обычно они содержат 5 ядер на клетку из-за слияния преостеокластов.

Хлоратахниофиты образуют многоядерные клетки путем слияния, являясь синцитиями, а не ценоцитами . Этот синцитий называется плазмодием , в смысле многоядерного протопласта без клеточной стенки , который демонстрирует амебоидное движение . [16] Другие примеры включают некоторые плазмодиофориды , некоторые гаплоспоридии , [17] и грекс клеточных слизевиков ( диктиостелиды и акразиды ).

Плацента

Плацента , временный орган, который транспортирует питательные вещества, кислород, отходы и другие материалы между матерью и развивающимся плодом, частично состоит из синцитиального слоя , который образует интерфейс между плодом и матерью. [18] Помимо выполнения простых функций интерфейса, плацентарный синцитий также действует как барьер для заражения вирусами , бактериями и простейшими , что, вероятно, связано с уникальными свойствами цитоскелета этих клеток. [18]

Ценоциты

Более того, многоядерные клетки производятся из специализированных клеточных циклов , в которых ядерное деление происходит без цитокинеза, что приводит к образованию крупных ценоцитов или плазмодиев. У нитчатых грибов многоядерные клетки могут простираться на сотни метров, так что различные области одной клетки испытывают резко различающиеся микросреды. Другие примеры включают плазмодии плазмодийных слизевиков ( миксогастрид ) и шизонт паразита Plasmodium , вызывающего малярию .

Патологические примеры

Многоядерные клетки могут также возникать при патологических состояниях как следствие нарушения контроля клеточного цикла (например, некоторые двуядерные клетки и метастазирующие опухолевые клетки).

Вирус иммунодефицита человека

Как упоминалось ранее, синцитий может быть вызван действием ВИЧ, когда Т-клетки сливаются под действием белков, полученных из вируса, на клеточной мембране . [14] Во время репликации вируса в Т- лимфоидных клетках синтезируется большое количество вирусного оболочечного гликопротеина ( Env ), который транспортируется к клеточной мембране, где он может быть включен в новые вирусные частицы. Однако некоторые молекулы Env взаимодействуют с соседними рецепторами Т-клеток , что приводит клетки в достаточно близкое расположение для запуска событий, завершающихся слиянием двух клеток-хозяев, вероятно, из-за тесного контакта двух плазматических мембран. [19] Это взаимодействие, вероятно, специфично для CD4+ Т-клеток , поскольку клетки, лишенные этого рецептора, не могли образовывать синцитий в лабораторных условиях. [20]

Ссылки

  1. ^ Haindl M, Holler E (июль 2005 г.). «Использование гигантского многоядерного плазмодия Physarum polycephalum для изучения интерференции РНК в миксомицете». Аналитическая биохимия . 342 (2): 194–9. doi :10.1016/j.ab.2005.03.031. PMID  15922285.
  2. ^ Уолтер П., Робертс К., Рафф М., Льюис Дж., Джонсон А., Альбертс Б. (2002). «Клеточные соединения». Молекулярная биология клетки (4-е изд.). ISBN 9780815332183. OCLC  807894238.
  3. ^ Boyd JD, Hamilton WJ (июль 1966 г.). «Электронно-микроскопические наблюдения за вкладом цитотрофобласта в синцитий в плаценте человека». Журнал анатомии . 100 (ч. 3): 535–48. PMC 1270795. PMID  5965440 . 
  4. ^ Read ND, Roca GM (2006). "Глава 5: Вегетативное слияние гиф у нитчатых грибов". В Baluška F, Volkmann D, Barlow PW (ред.). Каналы клетка-клетка . Landes Bioscience и Springer Science+Business Media. стр. 87–98. ISBN 978-0-387-36058-4.
  5. ^ Добенмайр, Рексфорд Ф. (1936-12-11). «Использование терминов ценоцит и синцитий в биологии». Science . 84 (2189): 533. doi :10.1126/science.84.2189.533.a. ISSN  0036-8075.
  6. ^ Imanian B, Pombert JF, Dorrell RG, Burki F, Keeling PJ (2012). «Третичный эндосимбиоз у двух динотомов вызвал небольшие изменения в митохондриальных геномах их хозяев-динофлагеллят и эндосимбионтов-диатомей». Первичный. PLOS ONE . 7 (8): e43763. Bibcode : 2012PLoSO...743763I. doi : 10.1371/journal.pone.0043763 . PMC 3423374. PMID  22916303 . 
  7. ^ Разин С., Барон С. (1996). Барон С. (ред.). Микоплазмы (4-е изд.). Медицинское отделение Техасского университета в Галвестоне. ISBN 978-0963117212. PMID  21413254 . Получено 19.09.2018 . {{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )
  8. ^ Брей, Деннис (2017-01-26). Движения клеток: от молекул к подвижности. Garland Science. ISBN 978-0-8153-3282-4.
  9. ^ Flemming AJ, Shen ZZ, Cunha A, Emmons SW, Leroi AM (май 2000 г.). «Соматическая полиплоидизация и клеточная пролиферация управляют эволюцией размера тела у 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. 
  10. ^ Олсен, Одд-Арне (2007-06-12). Эндосперм: биология развития и молекулярная биология. Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-540-71235-0.
  11. ^ Минелли, Алессандро (2009). Перспективы филогении и эволюции животных. Oxford University Press. С. 113–116. ISBN 978-0-19-856620-5.
  12. ^ Студницка, ФК (1934). «Die Grundlagen der Zellentheorie фон Теодора Шванна». Анат. Анз . 78 : 246–257.
  13. ^ Зельдович В.Б., Клаузен Ч.Х., Брэдфорд Э., Флетчер Д.А., Малтепе Э., Роббинс Дж.Р., Бакарджиев А.И. (2013-12-12). «Плацентарный синцитий образует биофизический барьер против вторжения патогенов». PLOS Pathogens . 9 (12): e1003821. doi : 10.1371/journal.ppat.1003821 . PMC 3861541. PMID  24348256 . 
  14. ^ ab Sylwester A, Wessels D, Anderson SA, Warren RQ, Shutt DC, Kennedy RC, Soll DR (ноябрь 1993 г.). "ВИЧ-индуцированные синцитии линии Т-клеток образуют отдельные гигантские псевдоподии и подвижны". Journal of Cell Science . 106 (3): 941–53. doi :10.1242/jcs.106.3.941. PMID  8308076.
  15. ^ von Aderkas P, Rouault G, Wagner R, Chiwocha S, Roques A (июнь 2005 г.). «Многоядерные запасающие клетки в пихте Дугласа (Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco) и эффект паразитизма семян халциды Megastigmus spermotrophus Wachtl». Наследственность . 94 (6): 616–22. doi : 10.1038/sj.hdy.6800670 . PMID  15829985.
  16. ^ Hoek, C. van den, Mann, DG и Jahns, HM (1995). Водоросли. Введение в альгологию . Cambridge University Press, Кембридж
  17. ^ Brown MW, Kolisko M, Silberman JD, Roger AJ (июнь 2012 г.). «Агрегативная многоклеточность независимо эволюционировала в эукариотической супергруппе Rhizaria». Current Biology . 22 (12): 1123–7. doi : 10.1016/j.cub.2012.04.021 . PMID  22608512.
  18. ^ ab Зельдович В.Б., Клаузен Ч.Х., Брэдфорд Э., Флетчер Д.А., Малтепе Э., Роббинс Дж.Р., Бакарджиев А.И. (2013-12-12). «Плацентарный синцитий образует биофизический барьер против вторжения патогенов». PLOS Pathogens . 9 (12): e1003821. doi : 10.1371 /journal.ppat.1003821 . PMC 3861541. PMID  24348256. 
  19. ^ Комптон А.А., Шварц О. (февраль 2017 г.). «Они могут быть гигантами: образование синцития топит или распространяет ВИЧ-инфекцию?». Патогены PLOS . 13 (2): e1006099. doi : 10.1371/journal.ppat.1006099 . PMC 5289631. PMID  28152024 . 
  20. ^ Lifson JD, Reyes GR, McGrath MS, Stein BS, Engleman EG (май 1986). "Цитопатология, вызванная ретровирусом СПИДа: образование гигантских клеток и вовлечение антигена CD4". Science . 232 (4754): 1123–7. Bibcode :1986Sci...232.1123L. doi :10.1126/science.3010463. PMID  3010463.