Welche Funktion haben mehrere Kerne in Synzytialzellen?

Die Größe eines Mononukleats ist durch sein nukleozytoplasmatisches Verhältnis begrenzt, und Protozoen mögen es, groß zu sein .

Die Lösung? Mehrere Kopien derselben Gene in riesigen Kernen oder mehreren einzelnen Kernen.

Mehrere Kerne sind in jeder großen, komplexen Zelle üblich. Es gibt nichts Spezifisches für das Vorhandensein von Zilien, die mehrere Kerne benötigen, und Ciliaten sind nicht die einzigen mehrkernigen Protozoen (die amöboide Gattung Chaos kann bis zu tausend umfassen). Der Grund, warum große, komplexe Zellen dies erfordern, liegt einfach darin, dass sie so groß sind. Eine solch enorme Größe erfordert zusätzlich zu einer komplexeren Kernregulation einen hohen Gesamtproteinumsatz, der wiederum eine hohe Transkriptionsrate erfordert. Auch wenn mRNA von zahlreichen Ribosomen translatiert wird, ist der Amplifikationsfaktor immer noch begrenzt. Das Vorhandensein mehrerer Kerne erhöht die Rate der mRNA-Produktion, was die gesamte Synthesekapazität des Organismus erhöht. Wenn nur ein bestimmtes Gen mit hoher Rate transkribiert werden muss, kann dieses einzelne Gen viele Male dupliziert werden. Dies ist häufig im Nukleolus zu sehen , der viele Kopien desselben genetischen Materials enthält, das zur Herstellung der riesigen Menge an rRNA erforderlich ist, die für die Ribosomenbiosynthese benötigt wird:

Viele Protozoen sind groß, weil sie so viel Komplexität wie möglich in eine einzelne Zelle packen, sogar bis zu dem Punkt, an dem sie eine Rückgrat-ähnliche Struktur oder einfache lichtempfindliche "Augen" haben (obwohl nicht alle Protozoen groß sind). Viele Anpassungen sind erforderlich, damit einzellige Organismen auf diese Größe wachsen können, wie z. B. ein komplexeres Zytoskelett, ein spezieller Fütterungsapparat, eine kontraktile Vakuole usw. Mehrere Kopien von genetischem Material sind nur eine weitere erforderliche Anpassung. Diese Anpassung kann sich auf verschiedene Weise manifestieren. Einige Organismen haben mehrere Kopien desselben Zellkerns. Andere verschmelzen diese Kerne zu einem einzigen großen Kern (einem Makronukleus ) und behalten eine begrenzte Anzahl von Mikrokernen für die sexuelle Fortpflanzung bei:

Mehrzellige Organismen neigen aus dem gleichen Grund dazu, mehrere Kerne in bestimmten Zellen zu haben. Viele Zelltypen benötigen zum Beispiel einen extrem hohen Proteinumsatz und sind sehr groß (z. B. Skelettmuskeln), sodass sie mehrere Kerne haben. Dies tritt auf, wenn ein einzelner Kern selbst bei Spitzenleistung nicht mehr ausreicht.

Ich möchte darauf hinweisen, dass das, was Sie beschreiben, eine Koenozyte ist . Ein Syncytium ist eine mehrkernige Zelle, die aus der Fusion mehrerer Zellen und ihrer Kernbestandteile (Karyogamie) entstanden ist, während ein Coenozyt eine Zelle ist, die mehrere Runden der Kernteilung ohne begleitende Zytokinese durchlaufen hat.

Zu deiner zweiten Frage:

Mehrere Kerne in einer einzelnen "Zelle" sind nicht ausschließlich für Flimmerzellen.

Muskelfasern von Tieren oder die Plazenta von Säugetieren werden einer Zellfusion unterzogen, was zu mehreren Kernen in einer "Zelle" führt.

Embryonen einiger Tiere beginnen mit Kernteilung ohne Zellteilung, was auch (vorübergehend) zu mehreren Kernen in einer "Zelle" führt.

Weitere Beispiele finden Sie hier: https://en.wikipedia.org/wiki/Syncytium