многоядерный
Многоядерные клетки (также известные как многоядерные клетки или многоядерные клетки ) — это эукариотические клетки , которые имеют более одного ядра , то есть 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 » (образуются в результате слияния клеток ) или « ценоциты » (образуются в результате деления ядра без последующего цитокинеза ). [5]
ряда динофлагеллят Известно, что у имеется два ядра. В отличие от других многоядерных клеток эти ядра содержат две различные линии ДНК ; один из динофлагеллят, а другой из симбиотической диатомеи . [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
[ редактировать ]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 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
[ редактировать ]Синцития
[ редактировать ]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] примеры включают скелетных мышц клетки млекопитающих , тапетальные клетки растений Другие и запасающие клетки семян пихты Дугласа . [15] Полиморфно -ядерные лейкоциты млекопитающих не являются многоядерными клетками, хотя доли их ядер настолько глубоко раздваиваются, 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 плазмодиофоры , некоторые гаплоспоридии , [17] и грекс клеточных слизевиков ( диктиостелид и акрасид ).
Плацента
[ редактировать ]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 интерфейсных функций, плацентарный синцитий также действует как барьер для инфекции вирусов , бактерий и простейших , что, вероятно, связано с уникальными цитоскелетными свойствами этих клеток. [18]
Ценоциты
[ редактировать ]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
[ редактировать ]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
[ редактировать ]Как упоминалось ранее, синцитии могут быть индуцированы действием ВИЧ, когда Т-клетки сливаются под действием белков вирусного происхождения на клеточной мембране . [14] Во время репликации вируса в Т- лимфоидных клетках большие количества вирусной оболочки гликопротеина ( Env синтезируются ), который переносится к клеточной мембране, 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]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ Бойд Дж. Д., Гамильтон У. Дж. (июль 1966 г.). «Электронно-микроскопические наблюдения за вкладом цитотрофобласта в синцитий плаценты человека» . Журнал анатомии . 100 (Часть 3): 535–48. ПМК 1270795 . ПМИД 5965440 .
- ^ 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. С. 87–98 . ISBN 978-0-387-36058-4 .
- ^ Добенмайр, Рексфорд Ф. (11 декабря 1936). «Использование терминов ценоцит и синцитий в биологии» . Наука . 84 (2189): 533. doi : 10.1126/science.84.2189.533.a . ISSN 0036-8075 .
- ^ Иманян 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 .
- ^ 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 ( помогите ) - ^ Брэй, Деннис (26 января 2017 г.). Движение клеток: от молекул к подвижности . Гирляндная наука. ISBN 978-0-8153-3282-4 .
- ^ Флемминг А.Дж., Шен З.З., Кунья А., Эммонс С.В., Леруа А.М. (май 2000 г.). «Соматическая полиплоидизация и клеточная пролиферация стимулируют эволюцию 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 . PMID 10805788 .
- ^ Олсен, Одд-Арне (12 июня 2007 г.). Эндосперм: биология развития и молекулярная биология . Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-540-71235-0 .
- ^ Минелли, Алессандро (2009). Перспективы филогении и эволюции животных . Издательство Оксфордского университета. стр. 113–116. ISBN 978-0-19-856620-5 .
- ^ Студницкая, Ф.К. (1934). «Основы клеточной теории Теодора Шванна». Анат Нет . 78 : 246–257.
- ^ Зельдович В.Б., Клаузен Ч.Х., 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 .
- ^ Перейти обратно: а б Сильвестр А., Весселс Д., Андерсон С.А., Уоррен Р.К., Шатт Д.К., 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 .
- ^ фон Адеркас П., Руо Г., Вагнер Р., Чивоча С., Рокес А. (июнь 2005 г.). «Многоядерные запасающие клетки пихты Дугласа (Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco) и влияние семенного паразитизма хальциды Megastigmus spermotropus Wachtl» . Наследственность . 94 (6): 616–22. дои : 10.1038/sj.hdy.6800670 . ПМИД 15829985 .
- ^ Хук, К. ван ден, Манн, Д.Г. и Янс, Х.М. (1995). Водоросли. Введение в психологию . Издательство Кембриджского университета, Кембридж
- ^ 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 .
- ^ Перейти обратно: а б Зельдович В.Б., Клаузен Ч.Х., 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 .
- ^ 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 .
- ^ Лифсон Дж. Д., Рейес Г. Р., МакГрат М. С., Стейн 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 .