Kinetoplast

byly také pozorovány variace kinetoplastových sítí a jsou popsány uspořádáním a umístěním jejich kDNA.

  • kinetoplast pro-kDNA je struktura podobná svazku, která se nachází v mitochondriální matrici proximálně k bičíkovému bazálnímu tělu. Na rozdíl od konvenční sítě kDNA obsahuje kinetoplast pro-kDNA velmi malou katenaci a jeho maxicircles a minicircles jsou uvolněny místo supercoiled. Pro-kDNA byla pozorována u Bodo saltans, Bodo designis, Procryptobia sorokini syn. Bodo sorokini, Rhynchomonas nasuta a cephalothamnium cyclopi.
  • Poly-kDNA kinetoplast je ve struktuře kDNA podobný pro-kDNA kinetoplastu. Obsahuje malou katenaci a žádné supercoiling. Charakteristickým rysem poly-kDNA je to, že místo toho, aby byl složen z jediného globulárního svazku jako v pro-kDNA, je poly-kDNA distribuována mezi různými diskrétními ložisky v celém mitochondriálním lumenu. Poly-kDNA byla pozorována u Dimastigella trypaniformis (komenzální ve střevě termitu), Dismastigella mimosa (Volně žijící kinetoplastid) a Cruzella marina (parazit střeva mořského stříkání).
  • pan-kDNA kinetoplast, podobně jako poly-kDNA a pro-kDNA, obsahuje menší stupeň katenace, ale obsahuje minikruhy, které jsou supercoilované. Pan-kDNA kinetoplasty vyplňují většinu mitochondriální matrice a nejsou omezeny na diskrétní ložiska, jako je poly-kDNA. Pan-kDNA byla pozorována u Cryptobia helicis (parazita receptaculum seminis hlemýžďů), Bodo caudatus a Cryptobia branchialis (parazit ryb).
  • kinetoplast mega-kDNA je distribuován poměrně rovnoměrně v mitochondriální matrici, ale neobsahuje minikruhy. Místo toho jsou sekvence kDNA podobné sekvenci jako jiné minikruhy kinetoplastů spojeny v tandemu do větších molekul o délce přibližně 200 KB. Mega-kDNA (nebo struktury podobné mega-kDNA) byly pozorovány u Trypanoplasme borreli (rybí parazit) a Jarrelia sp. (velrybí parazit).

přítomnost této odrůdy struktur kDNA posiluje evoluční vztah mezi druhy kinetoplastidů. Vzhledem k tomu, že pan-kDNA se nejvíce podobá plazmidu DNA, může to být rodová forma kDNA.

Replikaceeditovat

ilustrace umístění replikačního komplexu proteinu na kinetoplast a migrace minicirlces na proteinový komplex.
Obrázek 8. Ilustrace umístění antipodálního proteinového komplexu vzhledem k kinetoplastovému disku (výše) a migrace minicircle do těchto komplexů pro replikaci (níže).

k replikaci kinetoplastu dochází současně s duplikací sousedního bičíku a těsně před replikací jaderné DNA. V tradiční síti Crithidia fasciculata kDNA je iniciace replikace podporována odpojením minikruhů kDNA přes topoizomerázu II. Volné minikruhy se uvolňují do oblasti mezi kinetoplastem a mitochondriální membránou zvanou kinetoflagelární zóna (KFZ). Po replikaci minicirkuly migrují neznámými mechanismy do antipodálních proteinových komplexů, které obsahují několik replikačních proteinů včetně endonukleázy, helikázy, DNA polymerázy, DNA primázy a DNA ligázy, které iniciují opravu zbývajících diskontinuit v nově replikovaných minicirkulách.

tento proces probíhá po jednom minikruhu a pouze malý počet minikruhů je v daném okamžiku odpojen. Chcete-li sledovat, které minikruhy byly replikovány, po opětovném připojení k síti kDNA zůstává v rodících se minikruzích malá mezera, který je identifikuje jako již replikované. Minikruhy, které dosud nebyly replikovány, jsou stále kovalentně uzavřeny. Bezprostředně po replikaci je každé potomstvo připojeno k síti kDNA proximálně k antipodálním proteinovým komplexům a mezery jsou částečně opraveny.

ilustrace otáčení kinetoplastu během replikace minicircle.
obrázek 9. Ilustrace rotace kinetoplastů během replikace minicircle.

Kinetoplast (K) dělí nejprve a poté jádro (N) v dělení T. brucei

jak postupuje replikace minicircle, aby se zabránilo vytváření nových minicircles, celá síť kDNA se bude otáčet kolem centrální osy disku. Předpokládá se, že rotace je přímo spojena s replikací sousedního bičíku, protože dceřiné bazální tělo se bude také otáčet kolem mateřského bazálního těla načasováním a způsobem podobným rotaci kinetoplastu. Otáčením se minikruhy dceřiného kinetoplastu sestaví spirálovým způsobem a začnou se pohybovat dovnitř směrem ke středu disku, protože nové minikruhy jsou odpojeny a přesunuty do Kfz pro replikaci.

zatímco přesné mechanismy pro maxicircle kDNA ještě nebyly stanoveny ve stejných detailech jako minicircle kDNA, je pozorována struktura zvaná nabelschnur (německy „pupeční šňůra“), která uvazuje dceřiné sítě kDNA, ale nakonec se během separace zlomí. Použití rybích sond k cílení na nabelschnur, bylo zjištěno, že obsahuje maxicircle kDNA.

replikace Kinetoplastů je popsána jako vyskytující se v pěti fázích, každý ve vztahu k replikaci sousedního bičíku.

  • Stupeň I: Kinetoplast dosud nezahájil replikaci, neobsahuje žádné antipodální proteinové komplexy a je umístěn ve vztahu k jedinému bičíkovému bazálnímu tělu.
  • stupeň II: kinetoplast začíná vykazovat antipodální proteinové komplexy. Flagelární bazální tělo začíná replikaci, stejně jako kinetoplast. Spojení replikačního kinetoplastu se dvěma bazálními těly způsobuje, že se vyvine klenutý vzhled.
  • fáze III: nový bičík se začíná oddělovat a kinetoplast nabývá bilobního tvaru.
  • etapa IV: Kinetoplasty se objevují jako samostatné disky, ale zůstávají spojeny nabelschnur.
  • stupeň V: dceřiné kinetoplasty jsou zcela odděleny, protože nabelschnur je rozbit. Jejich struktura je totožná se strukturou pozorovanou ve fázi i.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.