stringtranslate.com

многоядерный

Многоядерные клетки (также известные как многоядерные или многоядерные клетки ) — это 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. Некоторые организмы могут иметь многоядерную стадию своего жизненного цикла. Например, слизевики имеют вегетативную, многоядерную стадию жизни, называемую плазмодием . [1]

Хотя обычно это не рассматривается как случай многоядерности, растительные клетки имеют общую цитоплазму через плазмодесмы , а большинство клеток в тканях животных связаны со своими соседями через щелевые контакты . [2]

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

Известно, что у ряда динофлагеллят имеется два ядра. В отличие от других многоядерных клеток, эти ядра содержат две различные линии ДНК: одну от динофлагеллят, а другую от симбиотических диатомовых водорослей . [6]

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

Терминология

Некоторые биологи используют термин «бесклеточные» для обозначения многоядерных клеточных форм ( 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 непрофессионалов, поэтому оно настоятельно 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

Синцития

Синцитии — это многоядерные клетки, которые могут образовываться либо в результате нормальных биологических процессов, как, например, плацента млекопитающих, либо под влиянием 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] Полиморфно -ядерные лейкоциты млекопитающих не являются многоядерными клетками, хотя доли их ядер настолько глубоко раздвоены, что могут выглядеть таковыми при неоптимальной микроскопии.

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

Хлорарахниофиты путем слияния образуют многоядерные клетки, представляющие собой синцитии , а не ценоциты. 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 границу между плодом и матерью. [18] Помимо выполнения простых функций интерфейса, плацентарный синцитий также действует как барьер для инфекции вирусов, бактерий и простейших, что, вероятно, связано с уникальными цитоскелетными свойствами этих клеток. [18]

Ценоциты

Более того, многоядерные клетки образуются в результате специализированных клеточных циклов , в которых деление ядер происходит без цитокинеза, что приводит к образованию крупных ценоцитов или плазмодиев. У нитчатых грибов многоядерные клетки могут простираться на сотни метров, так что разные области одной клетки находятся в совершенно разном микроокружении. Другие примеры включают плазмодии плазмодий слизевиков ( миксогастрид ) и шизонт паразита Plasmodium , вызывающего малярию .

Патологические примеры

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

Вирус иммунодефицита человека

Как упоминалось ранее, синцитии могут быть индуцированы действием вируса иммунодефицита человека, при котором Т-клетки сливаются под действием белков, полученных из вируса, на клеточной мембране. [14] Во время репликации вируса в Т-лимфоидных клетках синтезируются большие количества гликопротеина вирусной оболочки ( Env ), который переносится на клеточную мембрану, где они могут быть включены в новые вирусные частицы. Однако некоторые молекулы Env взаимодействуют с соседними рецепторами Т-клеток, что сближает клетки достаточно близко, чтобы обеспечить триггерные события, завершающиеся 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 способны образовывать синцитии в лабораторных условиях. [20]

Рекомендации

  1. ^ Хайндл М., Холлер Э. (июль 2005 г.). «Использование гигантского многоядерного плазмодия Physarum polycephalum для изучения РНК-интерференции у миксомицетов». Аналитическая биохимия . 342 (2): 194–9. дои : 10.1016/j.ab.2005.03.031. ПМИД  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. ОКЛК  807894238.
  3. ^ Бойд JD, Гамильтон WJ (июль 1966 г.). «Электронно-микроскопические наблюдения за вкладом цитотрофобласта в синцитий плаценты человека». Журнал анатомии . 100 (Часть 3): 535–48. ПМК 1270795 . ПМИД  5965440. 
  4. ^ Прочтите ND, Roca GM (2006). «Глава 5: Вегетативное слияние гиф у нитчатых грибов». В Балушка Ф., Фолькманн Д., Барлоу П.В. (ред.). Межклеточные каналы . Landes Bioscience и Springer Science+Business Media. стр. 87–98. ISBN 978-0-387-36058-4.
  5. ^ Добенмайр, Рексфорд Ф. (11 декабря 1936). «Использование терминов ценоцит и синцитий в биологии». Наука . 84 (2189): 533–533. doi :10.1126/science.84.2189.533.a. ISSN  0036-8075.
  6. ^ Иманиан Б., Помберт Дж. Ф., Доррелл Р. Г., Бурки Ф., Килинг П. Дж. (2012). «Третичный эндосимбиоз у двух динотомов привел к небольшим изменениям в митохондриальных геномах их хозяев-динофлагеллят и эндосимбионтов диатомовых водорослей». Начальный. ПЛОС ОДИН . 7 (8): е43763. Бибкод : 2012PLoSO...743763I. дои : 10.1371/journal.pone.0043763 . ПМЦ 3423374 . ПМИД  22916303. 
  7. ^ Разин С, барон С (1996). Барон С. (ред.). Микоплазмы (4-е изд.). Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне. ISBN 978-0963117212. ПМИД  21413254 . Проверено 19 сентября 2018 г. {{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь )
  8. ^ Брэй, Деннис (26 января 2017 г.). Движение клеток: от молекул к подвижности. Гирляндная наука. ISBN 978-0-8153-3282-4.
  9. ^ Флемминг А.Дж., Шен З.З., Кунья А., Эммонс С.В., Леруа А.М. (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. Бибкод : 2000PNAS...97.5285F. дои : 10.1073/pnas.97.10.5285 . ПМЦ 25820 . ПМИД  10805788. 
  10. ^ Олсен, Одд-Арне (12 июня 2007 г.). 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. Издательство Оксфордского университета. стр. 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 CH, Брэдфорд Э., Флетчер Д.А., Малтепе Э., Роббинс Дж.Р., Бакарджиев А.И. (12 декабря 2013 г.). «Плацентарный синцитий образует биофизический барьер против инвазии патогенов». ПЛОС Патогены . 9 (12): e1003821. дои : 10.1371/journal.ppat.1003821 . ПМЦ 3861541 . ПМИД  24348256. 
  14. ^ ab Сильвестр А., Весселс Д., Андерсон С.А., Уоррен Р.К., Шатт, округ Колумбия, Кеннеди Р.К., Солл Д.Р. (ноябрь 1993 г.). «ВИЧ-индуцированные синцитии линии Т-клеток образуют одиночные гигантские ложноножки и подвижны». Журнал клеточной науки . 106 (3): 941–53. дои : 10.1242/jcs.106.3.941. ПМИД  8308076.
  15. ^ фон Адеркас П., Руо Г., Вагнер Р., Чивоча С., Рокес А. (июнь 2005 г.). «Многоядерные запасающие клетки пихты Дугласа (Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco) и эффект семенного паразитизма хальциды Megastigmus spermotropus Wachtl». Наследственность . 94 (6): 616–22. дои : 10.1038/sj.hdy.6800670 . ПМИД  15829985.
  16. ^ Хук, К. ван ден, Манн, Д.Г. и Янс, Х.М. (1995). Водоросли. Введение в психологию . Издательство Кембриджского университета, Кембридж
  17. ^ Браун М.В., Колиско М., Зильберман Дж.Д., Роджер А.Дж. (июнь 2012 г.). «Агрегативная многоклеточность развилась независимо в супергруппе эукариот Rhizaria». Современная биология . 22 (12): 1123–7. дои : 10.1016/j.cub.2012.04.021 . ПМИД  22608512.
  18. ^ аб Зельдович В.Б., Клаузен CH, Брэдфорд Э, Флетчер Д.А., Малтепе Э, Роббинс Дж.Р., Бакарджиев А.И. (12 декабря 2013 г.). «Плацентарный синцитий образует биофизический барьер против инвазии патогенов». ПЛОС Патогены . 9 (12): e1003821. дои : 10.1371/journal.ppat.1003821 . ПМЦ 3861541 . ПМИД  24348256. 
  19. ^ Комптон А.А., Шварц О (февраль 2017 г.). «Они могут быть гигантами: образование синцития тонет или распространяет ВИЧ-инфекцию?». ПЛОС Патогены . 13 (2): e1006099. дои : 10.1371/journal.ppat.1006099 . ПМК 5289631 . ПМИД  28152024. 
  20. ^ Лифсон Дж.Д., Рейес Г.Р., МакГрат М.С., Штейн Б.С., Энглман Э.Г. (май 1986 г.). «Цитопатология, индуцированная ретровирусом СПИДа: образование гигантских клеток и участие антигена CD4». Наука . 232 (4754): 1123–7. Бибкод : 1986Sci...232.1123L. дои : 10.1126/science.3010463. ПМИД  3010463.