SYNCITIO: KENMERKEN, SYNCYTIËLE THEORIE EN VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2025

Syncytium is een term die wordt gebruikt om die meerkernige cellen te beschrijven die ontstaan ​​door celfusie. Deze "cellen" zijn een soort "cytoplasmatische massa" die verschillende kernen bevat die in hetzelfde celmembraan zijn ingesloten.

Syncytia is te zien in bijna alle levensrijken: dieren, planten, schimmels en archaea. Tijdens de embryonale ontwikkeling van dieren, in de planten van de Podostemaceae-familie en bij de ontwikkeling van de sporen van alle schimmels, worden bijvoorbeeld syncytiële stadia waargenomen.

Vorming van een syncytium na een wond in het epitheelweefsel van een fruitvlieg (Drosophila Melanogaster) (Bron: zie pagina voor auteur Via Wikimedia Commons)

Bij dieren en planten kan de vorming van syncytia echter worden geïnduceerd door een of ander pathogeen. Bij dieren hebben mazelen, hiv en andere virussen de neiging om syncytia in weefsels te induceren, en daarom wordt gezegd dat ze "syncytiële" pathogenen zijn.

Onderzoekers hebben deze "abnormale" formaties waargenomen tijdens experimenten met culturen van dierlijke cellen gerangschikt in monolagen geïnfecteerd door virale culturen van de families Paramyxovirus, Lentivirus, Cronavirus en Herpevirus.

In planten induceren nematoden van de geslachten Globodera en Heterodera de vorming van syncytia. Deze soorten ziekteverwekkers vallen planten aan die belangrijk zijn voor de menselijke landbouw.

Onderzoekers uit verschillende domeinen vinden het belangrijk om de studie van meerkernige structuren zoals syncytia te verdiepen, aangezien ze belangrijk zijn voor fundamenteel onderzoek, en zelfs voor de bespreking van een hervorming in de huidige celtheorie.

kenmerken

Ongeacht de factor die celfusie stimuleert, zijn syncytia cytoplasmatische massa's met verschillende kernen erin. De vorming van dit type structuur is heel gebruikelijk in de levenscyclus van eukaryote organismen.

Het woord "syncytium" komt van het Griekse "syn", wat "samen" betekent en "kytos", wat "vergaarbak", "vat" of "afzetting" betekent. Daarom karakteriseren biologen syncytia als "meerkernige massa's protoplasma die het product zijn van celfusie".

In sommige onderzoeken wordt een onderscheid gemaakt tussen de term "syncytium", "plasmodium" en de term "co-enocyt", want ondanks het feit dat het allemaal structuren zijn waarin een cel meerdere kernen bevat, hebben ze allemaal een verschillende oorsprong.

Plasmodia

Plasmodia zijn continue cytoplasmatische massa's met verschillende kernen erin. Elke kern bepaalt echter de activiteit van het omringende cytoplasma; dit cytoplasmatische territorium dat wordt gedomineerd door elke kern staat bekend als "energetisch".

De oorsprong van plasmodia heeft te maken met opeenvolgende delingen van de kern, vergezeld van een toename van de massa van het cytoplasma, maar zonder dat het zich deelt in nieuwe cellen, elk gescheiden door een eigen plasmamembraan.

Cenocyten

Coenocyten daarentegen zijn afkomstig van verschillende kerndelingsgebeurtenissen zonder dat cytokinese (celscheiding) plaatsvindt, terwijl syncytia duidelijk afkomstig is van de fusie van een of meer kernhoudende cellen, die verliezen een deel van zijn plasmamembraan.

Aan de oorsprong van de syncytia zenden de cellen -initieel individueel- extensies uit die samensmelten met die van andere cellen om een ​​groot netwerk tot stand te brengen, zonder enige beperking die elk van de cellen scheidt die ze hebben voortgebracht.

Syncytiële theorie

De syncytiële theorie van de oorsprong van metazoans (dieren) stelt voor dat metazoans voortkwamen uit trilharenprotozoa. Dit werd gesuggereerd vanwege de overeenkomsten die werden waargenomen tussen "moderne" ciliaten en acellomed platwormen.

Beide soorten organismen delen kenmerken zoals grootte, vorm, type symmetrie, positie van de mond en de aanwezigheid van oppervlakkige trilharen. Daarom legt de theorie de overgang bloot van een meerkernige ciliated protist naar een platworm van de groep van de acellomaten.

De syncytiële theorie stelt ook de mogelijkheid vast dat platwormen de eerste metazoans waren. Deze organismen hebben echter een cellulaire binnenkant met een enkele kern en niet in de vorm van een syncytium, zoals de trilharenprotozoa.

Deze theorie verklaart niet hoe cnidarians of ctenophores (groepen die als primitiever worden beschouwd dan platwormen) en andere meer geavanceerde groepen die zijn afgeleid van ciliaten, dus het heeft momenteel niet veel verdedigers.

Voorbeelden

In planten

De vorming van syncytia komt vaak voor bij de ontwikkeling van het endosperm van de zaden van bijna alle hogere planten.

Tijdens de bevruchting van de eicel in angiospermen vindt een proces van dubbele bevruchting plaats, aangezien een van de kernen van de pollenkorrel versmelt met de twee polaire kernen van de embryozak om een ​​cel te vormen met drie kernen en de andere versmelt met de kern. van de eicel.

Ontwikkeling van de vrouwelijke gametofyt en het embryo in Arabidopsis. (a) Schematische weergave van ontogenie van de vrouwelijke gametofyt en vroege ontwikkeling van het embryo en het endosperm. (Bron: DPC via Wikimedia Commons)

De cel van de eerste fusie zal aanleiding geven tot het endosperm van waaruit het zaad zich zal voeden zodra het is ontkiemd.

In het geslacht Utricularia vindt de ontwikkeling van de embryozak plaats door de fusie van het micropillaire haustorium van het endosperm met de voedingscellen van de placenta. Deze fusie vormt een meerkernige structuur die "sporofytisch placentaweefsel" wordt genoemd.

In champignons

In alle organismen van het Fungi-koninkrijk vindt vóór de vorming van sporen een proces plaats dat ‘somatogamie’ of ‘talogamie’ wordt genoemd. Dit proces bestaat uit de vereniging van twee ongedifferentieerde somatische cellen om een ​​syncytium te produceren.

Deze bevruchting is typerend voor groepen schimmels zoals basidiomyceten, sommige ascomyceten en fycomyceten.

In schimmels die als "primitief" worden beschouwd, komen flagellated gameten meestal voor. Deze gameten zijn over het algemeen afhankelijk van een waterig medium om naar de andere geslachtscel te gaan en deze dus te kunnen bevruchten.

Somatogamie daarentegen produceert geen gametangia of gespecialiseerde cellen voor reproductie en is daarom niet afhankelijk van de aanwezigheid van een specifieke omgeving voor hun reproductie.

Bij dieren

Tijdens de embryonale ontwikkeling van dieren wordt een syncytium gevormd, dat syncytiotrofoblast wordt genoemd, een massa cytoplasma's die de buitenste laag van de trofoblast vormt en die werkt in de verbinding tussen het embryo en het moederweefsel.

Deze laag cellen wordt gevormd door de fusie van embryonale cellen die het celmembraan verliezen. Het bevindt zich in het epitheel, in het endometriumstroma, gedurende de gehele ontwikkeling van het zoogdierembryo.

Het is verantwoordelijk voor het uitvoeren van de gas- en voedingsuitwisseling met de moeder van het embryo; het is ook de plaats waar hormonen worden geproduceerd die belangrijk zijn voor de goede ontwikkeling van de foetus.

De syncytiotrofoblast is een goed voorbeeld van syncytia, aangezien deze laag cellen niet in omvang of volume toeneemt als gevolg van enige vorm van celdeling. De groei van deze laag vindt alleen plaats door de migratie en fusie van cellen uit de cytotrofoblast.

Referenties

1. Brusca, RC en Brusca, GJ (2003). Ongewervelden (nr. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
2. Elementen van implantatie en placentatie: klinische en meleculaire aspecten. Mexican Journal of Reproductive Medicine, 6 (2), 102-116.
3. Hernández-Valencial, M., Valencia-Ortega, J., Ríos-Castillo, B., Cruz-Cruz, PDR, & Vélez-Sánchez, D. (2014).
4. Hickman, CP (1939). Zoölogie. In Proceedings of the Indiana Academy of Science (Deel 49, blz. 199-201).
5. Kono, Y., Irishio, W., & Sentsui, H. (1983). Syncytium-inductie remmingstest met complement voor detectie van antilichamen tegen runderleukemievirus. Canadian Journal of Comparative Medicine, 47 (3), 328.
6. Płachno, BJ en Świątek, P. (2011). Syncytia in planten: celfusie bij endosperm-placenta syncytiumvorming in Utricularia (Lentibulariaceae). Protoplasma, 248 (2), 425-435.
7. Schols, D., Pauwels, R., Baba, M., Desmyter, J., & De Clercq, E. (1989). Syncytiumvorming en vernietiging van omstander-CD4 + -cellen die samen zijn gekweekt met T-cellen die persistent zijn geïnfecteerd met humaan immunodeficiëntievirus, zoals aangetoond met flowcytometrie. Journal of general virology, 70 (9), 2397-2408.
8. Watkins, BA, Crowley, R., Davis, AE, Louie, AT, en Reitz Jr, MS (1997). Syncytiumvorming geïnduceerd door isolaten van het humane immunodeficiëntievirus type 1 correleert met affiniteit voor CD4. Journal of general virology, 78 (10), 2513-2522.