Kinetoplaszt

Kinetoplaszt hálózatok variációit is megfigyelték, amelyeket a kdns elrendezése és elhelyezkedése ír le.

• a pro-kdns kinetoplaszt egy kötegszerű szerkezet, amely a mitokondriális mátrixban található, közel a flagelláris bazális testhez. A hagyományos kDNA-hálózattal ellentétben a pro-kDNA kinetoplaszt nagyon kevés katenációt tartalmaz, maxikörei és minikörei pedig lazák, nem pedig szupertekercseltek. A pro-kDNA – t megfigyelték Bodo saltans, Bodo designis, Procryptobia sorokini syn. Bodo sorokini, Rhynchomonas nasuta és Cephalothamnium cyclopi.
• a poli-kdns kinetoplaszt a kdns szerkezetében hasonló a pro-kdns kinetoplaszthoz. Kevés katenációt tartalmaz, és nincs szupertekercselés. A poli-kDNA megkülönböztető jellemzője, hogy ahelyett, hogy egyetlen gömbös kötegből állna, mint a pro-kDNA-ban, a poli-kdns eloszlik a különböző diszkrét gócok között a mitokondriális lumenben. Poli-kDNA-t figyeltek meg a Dimastigella trypaniformis (a termeszek bélében található kommenzális), a Dismastigella mimosa (szabadon élő kinetoplastid) és a Cruzella marina (a tengeri spricc bélének parazitája) esetében.
• a pan-kDNA kinetoplaszt, mint a poli-kDNA és a pro-kDNA, kisebb mértékű katenációt tartalmaz, de tartalmaz miniköröket, amelyek szupertekercseltek. A Pan-kDNA kinetoplasztok töltik ki a mitokondriális mátrix nagy részét, és nem korlátozódnak olyan diszkrét fókuszokra, mint a poly-kdns. Pan-kDNA – t figyeltek meg Cryptobia helicis (a csigák receptaculum seminis parazitája), Bodo caudatusés Cryptobia branchialis (a halak parazitája).
• a mega-kdns kinetoplaszt meglehetősen egyenletesen oszlik el a mitokondriális mátrixban, de nem tartalmaz miniköröket. Ehelyett a kdns szekvenciái, amelyek sorrendben hasonlóak a többi kinetoplaszt minikörhöz, párhuzamosan kapcsolódnak nagyobb, körülbelül 200KB hosszúságú molekulákhoz. Mega-kdns-t (vagy a mega-kdns-hez hasonló struktúrákat) figyeltek meg a Trypanoplasme borreli (egy halparazita) és a Jarrellia sp. (egy bálna parazita).

a kdns-struktúrák ezen változatosságának jelenléte megerősíti a kinetoplasztidok fajai közötti evolúciós kapcsolatot. Mivel a pan-kDNA leginkább egy DNS-plazmidra hasonlít, ez lehet a kdns ősi formája.

Replikációszerkesztés

8.ábra. Az antipodális protein komplex kinetoplaszt lemezhez viszonyított elhelyezkedésének illusztrációja (fent), valamint a minicircle migrációja ezekre a komplexekre replikáció céljából (lent).

a kinetoplaszt replikációja egyidejűleg történik a szomszédos flagellum duplikációjával, közvetlenül a nukleáris DNS replikáció előtt. A hagyományos Crithidia fasciculata kDNA hálózatban a replikáció megindítását elősegíti a kDNA minikörök leválasztása a topoizomeráz II – n keresztül. A szabad minikörök a kinetoplaszt és a mitokondriális membrán közötti régióba kerülnek, amelyet kinetoflagelláris zónának (Kfz) neveznek. A replikáció után a minikörök ismeretlen mechanizmusokkal vándorolnak az antipodális protein komplexekbe, amelyek több replikációs fehérjét tartalmaznak, beleértve az endonukleázt, helikázt, DNS-polimerázt, DNS-primázt és DNS-ligázt, amelyek megkezdik az újonnan replikált minikörökben a fennmaradó megszakítások helyreállítását.

ez a folyamat egy-egy minikörön megy végbe, és csak kis számú minikör van lekapcsolva egy adott pillanatban. Annak nyomon követése érdekében, hogy mely miniköröket replikálták, a kDNA hálózatba való újbóli csatlakozáskor kis rés marad a kialakuló minikörökben, amely azonosítja őket már replikáltként. A még nem replikált minikörök még mindig kovalensen zárva vannak. Közvetlenül a replikáció után minden utódot az antipodális protein komplexekhez közeli kdns-hálózathoz kötnek, és a réseket részben kijavítják.

9.ábra. A kinetoplaszt rotációjának ábrázolása a minikör replikációja során.

a Kinetoplaszt (K) először, majd a magot (N) osztja a T. brucei osztásában

a minikör replikációjának előrehaladtával az új minikörök felhalmozódásának megakadályozása érdekében a teljes kDNA hálózat a lemez központi tengelye körül forog. Úgy gondolják, hogy a forgás közvetlenül kapcsolódik a szomszédos flagellum replikációjához, mivel a leánytest az anya bazális test körül is a kinetoplaszt forgásához hasonló időzítéssel és módon forog. Forgatással a leány kinetoplaszt minikörei spirálisan összeállnak, és elkezdenek befelé mozogni a korong közepe felé, amikor az új miniköröket leválasztják és a Kfz-be mozgatják replikáció céljából.

míg a maxicircle kDNA pontos mechanizmusait még meg kell határozni ugyanolyan részletességgel, mint a minicircle kDNA-t, a nabelschnur (németül “köldökzsinór”) megfigyelhető, hogy megköti a lánya kDNA-hálózatokat, de az elválasztás során végül megszakad. Halszondák segítségével a nabelschnur megcélzására kiderült, hogy maxicircle kDNA-t tartalmaz.

a Kinetoplaszt replikáció leírása szerint öt szakaszban fordul elő, mindegyik a szomszédos flagellum replikációjához viszonyítva.

• I. Szakasz: A kinetoplaszt még nem indította el a replikációt, nem tartalmaz antipodális protein komplexeket, és egyetlen flagelláris bazális testhez viszonyítva helyezkedik el.
• II.szakasz: a kinetoplaszt antipodális fehérje komplexeket mutat. A flagelláris bazális test megkezdi a replikációt, csakúgy, mint a kinetoplaszt. A replikáló kinetoplaszt társulása a két bazális testhez kupolás megjelenést eredményez.
• III.stádium: az új flagellum elkezd szétválni, és a kinetoplaszt kétlábú alakot ölt.
• IV. szakasz: A kinetoplasztok külön lemezekként jelennek meg, de továbbra is a nabelschnur.
• V. szakasz: a leánykinetoplasztok teljesen elkülönülnek, mivel a nabelschnur megtört. Szerkezetük megegyezik az I. szakaszban láthatóval.