Vícejaderný - Multinucleate

Vícejaderný buňky (vícejaderný nebo polynukleární buňky) jsou eukaryotický buňky, které mají více než jednu jádro na buňku, tj. více jader sdílí jedno společné cytoplazma. Mitóza v mnohojaderných buňkách může nastat buď koordinovaně, synchronně, kde se všechna jádra dělí současně, nebo asynchronně, kde se jednotlivá jádra dělí nezávisle v čase a prostoru. Některé organismy mohou mít vícejadernou fázi svého životního cyklu. Například slizové formy mají vegetativní, vícejaderné životní stádium zvané a plasmodium.[1]

Ačkoli se to běžně nepovažuje za vícejaderné zpracování, rostlinné buňky sdílet společnou cytoplazmu do plasmodesmata a většina buněk v zvíře tkáně komunikují se svými sousedy prostřednictvím mezery křižovatky.[2]

Vícejaderné buňky lze v závislosti na mechanismu, kterým se tvoří, rozdělit na[3][4] "syncytia „(vytvořeno fúzí buněk) nebo“koenocyty "(vytvořeno jadernou divizí, po níž nebude následovat cytokineze ).

Počet dinoflageláty je známo, že mají dvě jádra. Na rozdíl od jiných vícejaderných buněk obsahují tato jádra dvě odlišné linie DNA: jednu z dinoflagelátu a druhou ze symbiotika rozsivka.[5]

Některé bakterie, jako např Mycoplasma pneumoniae, patogen dýchacích cest, může vykazovat vícejaderná vlákna v důsledku zpoždění mezi replikací genomu a buněčným dělením.[6]

Terminologie

Někteří biologové používají termín „acelulární“ k označení vícejaderných buněčných forem (syncitia a plasmodia ), například k odlišení „acelulárních“ slizových forem od čistě „buněčných“ (které takové struktury netvoří).[7][8][9] Toto použití je pro laiky nesprávné a vysoce zavádějící a jako takové se důrazně nedoporučuje.

Někteří používají výraz „syncytium“ v širokém smyslu, což znamená jakýkoli typ vícejaderných buněk,[10] zatímco jiní rozlišují podmínky pro každý typ.[11]

Fyziologické příklady

Syncytia

Hlavní článek: Syncytium

Syncytia jsou multinukleární buňky, které se mohou tvořit buď běžnými biologickými procesy, jako je placenta savců, nebo pod vlivem určitých patogenů, jako je HIV fúzí plazmatické membrány.[12][13] Mezi další příklady patří kosterní sval buňky savci, tapetální buňky z rostliny a skladovací buňky Douglaska semena.[14] The polymorfonukleární leukocyty savců nejsou polynukleární buňky, i když laloky jejich jader jsou tak hluboce rozvětvené, že se tak mohou objevit při neoptimální mikroskopii.

Osteoklasty jsou vícejaderné buňky, které se běžně vyskytují v lidském těle a pomáhají udržovat a opravovat kosti vylučováním kyseliny, která rozpouští kostní hmotu. Obvykle se zjistí, že mají 5 jádra na buňku v důsledku fúze preosteoklastů.

The chlorarachniofyty tvoří vícejaderné buňky fúzí, přičemž jsou to syncytia a ne koenocyty. Tato syncytie se nazývá plasmodium ve smyslu vícejaderného protoplastu bez buněčné stěny, která vykazuje améboidní pohyb.[15] Mezi další příklady patří některé plazmodiofory, někteří haplosporidiáni,[16] a grex z buněčné slizové formy (dictyostelids a akrasidy ).

Placenta

The placenta, dočasný orgán, který transportuje živiny, kyslík, odpad a další materiály mezi matkou a vyvíjejícím se plodem, je částečně složen ze syncyciální vrstvy, která tvoří rozhraní mezi plodem a matkou.[17] Kromě provádění jednoduchých funkcí rozhraní působí placentární syncytie také jako bariéra proti infekci viry, bakteriemi a prvoky, což je pravděpodobně způsobeno jedinečnými cytoskeletálními vlastnostmi těchto buněk.[17]

Koenocyty

Hlavní článek: Koenocyt

Vícejaderné buňky se dále vyrábějí ze specializovaných buněčné cykly ve kterém dochází k jadernému dělení bez cytokineze, což vede k velkým koenocytům nebo plazmodiím. v vláknité houby, vícejaderné buňky se mohou rozprostírat přes stovky metrů, takže různé oblasti jedné buňky zažívají dramaticky odlišná mikroprostředí. Mezi další příklady patří plasmodia z plasmodiální slizové formy (myxogastrids ) a schizont z Plasmodium parazit Který způsobuje malárie.

Patologické příklady

Vícejaderné buňky se mohou také objevit za patologických podmínek v důsledku narušení buněčný cyklus ovládání (např. některé dvoujaderné buňky a metastázovat nádor buňky).

Virus lidské imunodeficience

Jak již bylo zmíněno dříve, syncytie může být indukována působením viru lidské imunodeficience, kde jsou T-buňky fúzovány působením proteinů získaných z viru na buněčnou membránu.[13] Během replikace viru v T lymfoidních buňkách je syntetizováno velké množství virového obálky glykoproteinu (Env) a přenášeno na buněčnou membránu, kde může být zabudováno do nových virových částic. Některé z molekul Env však interagují se sousedními receptory T-buněk, což přináší buňky do dostatečně těsné blízkosti, aby umožnily spouštěcí události kulminující fúzí dvou hostitelských buněk, pravděpodobně v důsledku těsného kontaktu dvou plazmatických membrán.[18] Tato interakce je pravděpodobně specifická pro T-buňky CD4 +, protože buňky postrádající tento receptor nebyly schopny v laboratorních podmínkách vytvářet syncytie.[19]

Reference

  1. ^ Haindl M, Holler E (červenec 2005). "Použití obřího vícejaderného plazmodia Physarum polycephalum ke studiu interference RNA v myxomycete". Analytická biochemie. 342 (2): 194–9. doi:10.1016 / j.ab.2005.03.031. PMID  15922285.
  2. ^ Walter P, Roberts K, Raff M, Lewis J, Johnson A, Alberts B (2002). "Spojení buněk". Molekulární biologie buňky (4. vydání) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26857/. Chybějící nebo prázdný | název = (Pomoc)
  3. ^ Boyd JD, Hamilton WJ (červenec 1966). „Elektronová mikroskopická pozorování příspěvku cytotrofoblastů k syncytiu v lidské placentě“. Anatomy Journal. 100 (Pt 3): 535–48. PMC  1270795. PMID  5965440.
  4. ^ Přečtěte si ND, Roca GM (2006). „Kapitola 5: Vegetativní fúzní hyfy ve vláknitých houbách“. In Baluška F, Volkmann D, Barlow PW (eds.). Kanály buňka-buňka. Landes Bioscience a Springer Science + Business Media. str.87 –98. ISBN  978-0-387-36058-4.
  5. ^ Imanian B, Pombert JF, Dorrell RG, Burki F, Keeling PJ (2012). „Terciární endosymbióza u dvou dinotomů způsobila malou změnu v mitochondriálních genomech jejich hostitelů dinoflagelátů a endosymbiontů rozsivky“. Hlavní. PLOS ONE. 7 (8): e43763. Bibcode:2012PLoSO ... 743763I. doi:10.1371 / journal.pone.0043763. PMC  3423374. PMID  22916303.
  6. ^ Razin S, Baron S (1996). Baron S (ed.). Mykoplazmy. Lékařská mikrobiologie (4. vydání). Lékařská pobočka University of Texas v Galvestonu. ISBN  978-0963117212. PMID  21413254. Citováno 2018-09-19.
  7. ^ Bray, Dennis (26.01.2017). Pohyby buněk: Od molekul k motilitě. Věnec věnec. ISBN  978-0-8153-3282-4.
  8. ^ Flemming AJ, Shen ZZ, Cunha A, Emmons SW, Leroi AM (květen 2000). "Somatická polyploidizace a buněčná proliferace řídí vývoj velikosti těla u hlístic". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 97 (10): 5285–90. doi:10.1073 / pnas.97.10.5285. PMC  25820. PMID  10805788.
  9. ^ Olsen, Odd-Arne (06.06.2007). Endosperm: Vývojová a molekulární biologie. Springer Science & Business Media. ISBN  978-3-540-71235-0.
  10. ^ Minelli, Alessandro (2009). Syncytia. V: Perspektivy ve živočišné fylogenezi a evoluci. Oxford University Press. p. 113-116. odkaz.
  11. ^ Studnička, F. K. (1934). „Die Grundlagen der Zellentheorie von Theodora Schwanna“. Anat. Anz. 78: 246–257.
  12. ^ Zeldovich VB, Clausen CH, Bradford E, Fletcher DA, Maltepe E, Robbins JR, Bakardjiev AI (12. 12. 2013). „Placentární syncytium tvoří biofyzikální bariéru proti invazi patogenů“. PLoS patogeny. 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 (listopad 1993). „HIV vyvolaná syncytie linie T buněk tvoří jednotlivé obří pseudopody a jsou pohyblivé“. Journal of Cell Science. 106 (3): 941–53. PMID  8308076.
  14. ^ von Aderkas P, Rouault G, Wagner R, Chiwocha S, Roques A (červen 2005). „Vícejaderné akumulační buňky v douglasce (Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco) a účinek parazitismu na semenech chalcidou Megastigmus spermotrophus Wachtl“. Dědičnost. 94 (6): 616–22. doi:10.1038 / sj.hdy.6800670. PMID  15829985.
  15. ^ Hoek, C. van den, Mann, D.G. a Jahns, H.M. (1995). Algae An Introduction to Phycology. Cambridge University Press, Cambridge
  16. ^ Brown MW, Kolisko M, Silberman JD, Roger AJ (červen 2012). „Agregativní mnohobuněčnost se vyvinula nezávisle v eukaryotické superskupině Rhizaria“. Aktuální biologie. 22 (12): 1123–7. doi:10.1016 / j.cub.2012.04.021. PMID  22608512.
  17. ^ A b Zeldovich VB, Clausen CH, Bradford E, Fletcher DA, Maltepe E, Robbins JR, Bakardjiev AI (12. 12. 2013). „Placentární syncytium tvoří biofyzikální bariéru proti invazi patogenů“. PLoS patogeny. 9 (12): e1003821. doi:10.1371 / journal.ppat.1003821. PMC  3861541. PMID  24348256.
  18. ^ Compton AA, Schwartz O (únor 2017). „Mohli by být obry: Potopuje nebo šíří HIV infekce tvorba syncytia?“. PLoS patogeny. 13 (2): e1006099. doi:10.1371 / journal.ppat.1006099. PMC  5289631. PMID  28152024.
  19. ^ Lifson JD, Reyes GR, McGrath MS, Stein BS, Engleman EG (květen 1986). „Cytopatologie vyvolaná AIDS retrovirem: tvorba obrovských buněk a účast antigenu CD4“. Věda. 232 (4754): 1123–7. doi:10.1126 / science.3010463. PMID  3010463.