SYNCITIO: CARATTERISTICHE, TEORIA SINCIZIALE ED ESEMPI - BIOLOGIA - 2025

Il sincizio è un termine usato per descrivere quelle cellule multinucleate che nascono attraverso la fusione cellulare. Queste "cellule" sono una sorta di "massa citoplasmatica" che contiene diversi nuclei racchiusi nella stessa membrana cellulare.

La sincizia può essere vista in quasi tutti i regni della vita: animali, piante, funghi e archaea. Ad esempio, durante lo sviluppo embrionale degli animali, nelle piante della famiglia delle Podostemaceae e nello sviluppo delle spore di tutti i funghi, si osservano stadi sinciziali.

Formazione di un sincizio dopo una ferita nel tessuto epiteliale di un moscerino della frutta (Drosophila Melanogaster) (Fonte: vedi pagina dell'autore Via Wikimedia Commons)

Tuttavia, negli animali e nelle piante la formazione di sincizi può essere indotta da qualche tipo di patogeno. Negli animali, il morbillo, l'HIV e altri virus tendono a indurre sincizi nei tessuti, motivo per cui si dice che siano patogeni "sinciziali".

I ricercatori hanno osservato queste formazioni "anormali" nel corso di esperimenti con colture di cellule animali disposte in monostrati infettati da colture virali delle famiglie Paramyxovirus, Lentivirus, Cronavirus ed Herpevirus.

Nelle piante, i nematodi dei generi Globodera e Heterodera inducono la formazione di sincizi. Queste specie di agenti patogeni attaccano le piante che sono importanti per l'agricoltura umana.

I ricercatori di varie aree ritengono importante approfondire lo studio delle strutture multinucleate come i sincizi, poiché sono importanti per la ricerca di base e anche per la discussione di una riforma dell'attuale teoria cellulare.

caratteristiche

Indipendentemente dal fattore che stimola la fusione cellulare, i sincizi sono masse citoplasmatiche con diversi nuclei all'interno. La formazione di questo tipo di struttura è molto comune nel ciclo di vita degli organismi eucarioti.

La parola "sincizi" deriva dal greco "syn", che significa "insieme" e "kytos", che significa "ricettacolo", "vaso" o "deposito". Pertanto, i biologi caratterizzano i sincizi come "masse multinucleate di protoplasma che sono il prodotto della fusione cellulare".

In alcune ricerche viene fatta una distinzione tra il termine "sincizio", "plasmodio" e il termine "cenocita", poiché nonostante siano tutte strutture in cui una cellula contiene al suo interno più nuclei, hanno tutte origini diverse.

Plasmodia

I plasmodi sono masse citoplasmatiche continue con diversi nuclei all'interno. Tuttavia, ogni nucleo governa l'attività del citoplasma circostante; questo territorio citoplasmatico dominato da ciascun nucleo è noto come “energetico”.

L'origine del plasmodia ha a che fare con successive divisioni del nucleo, accompagnate da un aumento della massa del citoplasma, ma senza che questo si divida in nuove cellule, ciascuna separata dalla propria membrana plasmatica.

Cenociti

I cenociti, invece, hanno origine da vari eventi di divisione nucleare senza che si verifichi citochinesi (separazione cellulare), mentre i sincizi hanno chiaramente origine dalla fusione di una o più cellule nucleate, che perdono parte della sua membrana plasmatica.

All'origine dei sincizi, le cellule -inizialmente individuali- emettono estensioni che si fondono con quelle di altre cellule per stabilire una grande rete, senza alcun limite che separa ciascuna di quelle che le hanno originate.

Teoria sinciziale

La teoria sinciziale dell'origine dei metazoi (animali) propone che i metazoi abbiano avuto origine da protozoi ciliati. Questo è stato suggerito a causa delle somiglianze osservate tra ciliati "moderni" e vermi piatti acellomed.

Entrambi i tipi di organismi condividono caratteristiche come dimensioni, forma, tipo di simmetria, posizione della bocca e presenza di ciglia superficiali. Pertanto, la teoria espone la transizione da un protista ciliato multinucleato a un verme piatto del gruppo degli acellomati.

La teoria sinciziale stabilisce anche la possibilità che i vermi piatti siano stati i primi metazoi. Tuttavia, questi organismi possiedono un interno cellulare con un singolo nucleo e non nella forma di un sincizio, come i protozoi ciliati.

Questa teoria non spiega come cnidari o ctenofori (gruppi considerati più primitivi dei vermi piatti) e altri gruppi più avanzati derivino dai ciliati, quindi attualmente non ha molti difensori.

Esempi

Nelle piante

La formazione di sincizi è frequente nello sviluppo dell'endosperma dei semi di quasi tutte le piante superiori.

Durante la fecondazione dell'ovulo nelle angiosperme si verifica un processo di doppia fecondazione, poiché uno dei nuclei del granulo pollinico si fonde con i due nuclei polari del sacco embrionale per formare una cellula a tre nuclei e l'altro si fonde con il nucleo dell'ovulo.

Sviluppo del gametofito femminile e dell'embrione in Arabidopsis. (a) Schema che mostra l'ontogenesi del gametofito femminile e lo sviluppo iniziale dell'embrione e dell'endosperma. (Fonte: DPC tramite Wikimedia Commons)

La cellula della prima fusione darà origine all'endosperma di cui si nutrirà il seme una volta germinato.

Nel genere Utricularia, lo sviluppo del sacco embrionale avviene attraverso la fusione dell'austorio micropillare dell'endosperma con le cellule nutritive placentari. Questa fusione forma una struttura multinucleata chiamata "tessuto placentare sporofitico".

Nei funghi

In tutti gli organismi del regno dei funghi, prima della formazione delle spore si verifica un processo chiamato “somatogamia” o “talogamia”, che consiste nell'unione di due cellule somatiche indifferenziate per produrre un sincizio.

Questa fecondazione è tipica di gruppi di funghi come i basidiomiceti, alcuni ascomiceti e i fitoceti.

Nei funghi considerati "primitivi", di solito si verificano gameti flagellati. Questi gameti, in generale, dipendono da un mezzo acquoso per spostarsi sull'altra cellula sessuale e quindi essere in grado di fertilizzarla.

Al contrario, la somatogamia non produce gametangi o cellule specializzate per la riproduzione e, quindi, non dipende dalla presenza di un ambiente specifico per la loro riproduzione.

Negli animali

Durante lo sviluppo embrionale degli animali, si forma un sincizio, chiamato sinciziotrofoblasto, che è una massa di citoplasma che formerà lo strato più esterno del trofoblasto e che lavora nella connessione tra l'embrione e il tessuto materno.

Questo strato di cellule è formato dalla fusione di cellule embrionali che perdono la membrana cellulare. Si trova all'interno dell'epitelio, nello stroma endometriale, durante l'intero sviluppo dell'embrione di mammifero.

È responsabile dello scambio gassoso e nutritivo con la madre dell'embrione; è anche il sito dove vengono prodotti ormoni importanti per il corretto sviluppo del feto.

Il sinciziotrofoblasto è un ottimo esempio di sincizia, poiché questo strato di cellule non aumenta di dimensioni o volume a causa di alcun tipo di divisione cellulare. La crescita di questo strato avviene solo per migrazione e fusione di cellule dal citotrofoblasto.

Riferimenti

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