Многоядерный - Multinucleate

Многоядерный клетки (многоядерный или полинуклеарные клетки) находятся эукариотический ячейки, которые имеют более одного ядро на клетку, то есть несколько ядер имеют одно общее цитоплазма. 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 жизненного цикла. Например, слизистые плесени имеют вегетативную, многоядерную стадию жизни, называемую плазмодий.[1]

Хотя обычно это не рассматривается как случай многоядерности, клетки растений имеют общую цитоплазму за счет плазмодесматы, и большинство ячеек в животное ткани общаются со своими соседями через щелевые соединения.[2]

Многоядерные клетки в зависимости от механизма их образования можно разделить на[3][4] "синцития "(образуется путем слияния клеток) или"ценоциты "(сформирован ядерным подразделением, за которым не следуют цитокинез ).

Количество динофлагелляты как известно, имеют два ядра. В отличие от других многоядерных клеток эти ядра содержат две различные линии ДНК: одну от динофлагеллат, а другую от симбиотической диатомовый.[5]

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

Терминология

Некоторые биологи используют термин «бесклеточный» для обозначения форм многоядерных клеток (синцития и плазмодий ), например, чтобы отличить «бесклеточные» слизистые формы от чисто «клеточных» (которые не образуют таких структур).[7][8][9] Это использование неверно и сильно вводит в заблуждение неспециалистов, 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

Синцития

Основная статья: Синцитий

Синцитии - это многоядерные клетки, которые могут образовываться либо в результате нормальных биологических процессов, таких как плацента млекопитающих, либо под влиянием определенных патогенов, таких как ВИЧ через слияние плазматической мембраны.[12][13] Другие примеры включают скелетная мышца ячейки млекопитающие, то тапетальные клетки из растения, а ячейки хранения Дуглас-пихта семена.[14] В полиморфноядерные лейкоциты млекопитающих не являются полиядерными клетками, хотя доли их ядер настолько глубоко раздвоены, что могут так казаться при неоптимальной микроскопии.

Остеокласты - это многоядерные клетки, которые обычно встречаются в организме человека и помогают поддерживать и восстанавливать кости, выделяя кислоту, растворяющую костное вещество. У них обычно бывает 5 ядра на клетку за счет слияния преостеокластов.

В хлорарахниофиты образуют многоядерные клетки путем слияния, будучи синцитиями, а не ценоцитами. Эта синцития называется плазмодий в смысле многоядерного протопласта без клеточной стенки, который демонстрирует амебоидное движение.[15] Другие примеры включают некоторые плазмодиофориды, немного гаплоспоридианы,[16] и Grex из ячеистые слизевые формы (диктиостелиды и акрасиды ).

Плацента

В 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.[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

Основная статья: Ценоцит

Кроме того, многоядерные клетки производятся из специализированных клеточные циклы в котором деление ядра происходит без цитокинеза, что приводит к большим ценоцитам или плазмодиям. В нитчатые грибы, многоядерные клетки могут простираться на сотни метров, так что различные области одной клетки находятся в совершенно разных микросредах. Другие примеры включают плазмодий из плазмодийные слизистые формы (миксогастриды ) и шизонт из Плазмодий паразит что приводит к малярия.

Патологические примеры

Многоядерные клетки также могут возникать при патологических состояниях как следствие нарушенного клеточный цикл контроль (например, некоторые двухъядерные клетки и метастазирующий опухоль ячеек).

Вирус иммунодефицита человека

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 транспортируются к клеточной мембране, где они могут быть включены в новые вирусные частицы. Однако некоторые молекулы Env взаимодействуют с соседними Т-клеточными рецепторами, что приводит клетки к достаточно близкой близости, позволяющей запускать события, завершающиеся слиянием двух клеток-хозяев, 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]

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. PMID  15922285.
  2. ^ Уолтер П., Робертс К., Рафф М., Льюис Дж., Джонсон А., Альбертс Б. (2002). «Сотовые соединения». Молекулярная биология клетки (4-е изд.) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26857/. Отсутствует или пусто | название = (Помогите)
  3. ^ Бойд Дж. Д., Гамильтон В. Дж. (Июль 1966 г.). «Электронно-микроскопические наблюдения за вкладом цитотрофобластов в синцитий в плаценте человека». Журнал анатомии. 100 (Pt 3): 535–48. ЧВК  1270795. PMID  5965440.
  4. ^ Прочтите ND, Roca GM (2006). «Глава 5: Вегетативное слияние гиф в нитчатых грибах». 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. ^ Иманян Б., Помберт Дж. Ф., Доррелл Р. Г., Бурки Ф., Килинг П. Дж. (2012). «Третичный эндосимбиоз у двух динотомов вызвал незначительные изменения в митохондриальных геномах их динофлагеллят-хозяев и эндосимбионтов диатомовых водорослей». Первичный. PLOS ONE. 7 (8): e43763. Bibcode:2012PLoSO ... 743763I. Дои:10.1371 / journal.pone.0043763. ЧВК  3423374. PMID  22916303.
  6. ^ Разин С, Барон С (1996). Барон С. (ред.). Микоплазмы. Медицинская микробиология (4-е изд.). Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне. ISBN  978-0963117212. PMID  21413254. Получено 2018-09-19.
  7. ^ Брей, Деннис (26 января 2017 г.). Движение клеток: от молекул к подвижности. Наука о гирляндах. ISBN  978-0-8153-3282-4.
  8. ^ 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. Дои:10.1073 / пнас.97.10.5285. ЧВК  25820. PMID  10805788.
  9. ^ Олсен, Одд-Арне (12 июня 2007 г.). Эндосперм: эволюционная и молекулярная биология. Springer Science & Business Media. ISBN  978-3-540-71235-0.
  10. ^ Минелли, Алессандро (2009). Синцития. В: Перспективы филогении и эволюции животных. Издательство Оксфордского университета. п. 113-116. ссылка на сайт.
  11. ^ Studnicka, Ф. К. (1934). "Die Grundlagen der Zellentheorie von Theodor Schwann". Анат. Анз. 78: 246–257.
  12. ^ 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 вторжения патогенов». PLoS Патогены. 9 (12): e1003821. Дои:10.1371 / journal.ppat.1003821. ЧВК  3861541. PMID  24348256.
  13. ^ а б 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 подвижны». Журнал клеточной науки. 106 (3): 941–53. PMID  8308076.
  14. ^ фон Адеркас П., Руо Дж., Вагнер Р., Чивоча С., Рокес А. (июнь 2005 г.). «Многоядерные накопительные клетки у пихты Дугласа (Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco) и влияние паразитизма семян хальцидом Megastigmus spermotrophus Wachtl». Наследственность. 94 (6): 616–22. Дои:10.1038 / sj.hdy.6800670. PMID  15829985.
  15. ^ Хук, К. ван ден, Манн, Д.Г. и Янс, Х. (1995). Водоросли: введение в психологию. Издательство Кембриджского университета, Кембридж
  16. ^ Браун М.В., Колиско М., Сильберман Дж. Д., Роджер А. Дж. (Июнь 2012 г.). «Агрегативная многоклеточность развивалась независимо в эукариотической супергруппе Rhizaria». Текущая биология. 22 (12): 1123–7. Дои:10.1016 / j.cub.2012.04.021. PMID  22608512.
  17. ^ а б 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 вторжения патогенов». PLoS Патогены. 9 (12): e1003821. Дои:10.1371 / journal.ppat.1003821. ЧВК  3861541. PMID  24348256.
  18. ^ Комптон А.А., Шварц О. (февраль 2017 г.). «Они могут быть гигантами: образование синцития поглощает или распространяет инфекцию ВИЧ?». PLoS Патогены. 13 (2): e1006099. Дои:10.1371 / journal.ppat.1006099. ЧВК  5289631. PMID  28152024.
  19. ^ Лифсон Дж. Д., Рейес Г. Р., МакГрат М. С., Штейн Б. С., Энглеман Е. Г. (май 1986 г.). «Цитопатология, вызванная ретровирусом СПИДа: образование гигантских клеток и участие антигена CD4». Наука. 232 (4754): 1123–7. Дои:10.1126 / science.3010463. PMID  3010463.