definicja: czym są kinetoplastydy?
klasyfikowane w phylum Euglenozoa, Kinetoplastydy są flagellated pierwotniaki klasyfikowane w dwóch grupach monofiletycznych, mianowicie, biflagellate bodonids i uniflagellate trypanosomatids na podstawie ich cech morfologicznych.
członkowie tej grupy różnią się od innych pierwotniaków wieloma unikalnymi składnikami strukturalnymi, w tym obecnością kinetoplastu oraz kDNA w granulkach w ich mitochondriach. W przeważającej części Kinetoplastydy są pasożytami obligatoryjnymi, a za choroby człowieka odpowiedzialne są gatunki Trypanosoma i Leishmania.
niektóre kinetoplastydy odpowiedzialne za ludzkie choroby obejmują:
- Trypanosoma cruzi-powoduje chorobę Chagasa
- Trypanosoma brucei-powoduje śpiączkę
- Leishmania spp-odpowiada za leishmaniasis
* wykazano, że niektórzy przedstawiciele tej klasy (Kinetoplastida) występują jako wolno żyjące wiciowce (np. Bodo), podczas gdy inni są pasożytami roślin (np. Phytomonas). W środowiskach morskich i lądowych wolno żyjące kinetoplastydy żywią się bakteriami.
Klasyfikacja Generalna
· Królestwo: Protista-organizmy eukariotyczne (jednokomórkowe i niektóre wielokomórkowe), które nie są klasyfikowane jako rośliny, zwierzęta lub grzyby.
· Phylum: Euglenozoa-Protists that exhibit one or more flagella in their motile (trophozoite) Stadium.
· Klasa: Kinetoplastida-Kinetoplastida jest klasą rodzaju Euglenozoa i jest również określany jako Kinetoplastea.
· podklasa klasy Kinetoplastida składa się z Prokinetoplastina i Metakinetoplastida, podczas gdy rząd składa się z Prokinetoplastida, Trypanosomatida, Neobodonida, Eubodonida, a także Parabodonida.
podobnie jak kinetoplastydy, Euglenidy (Euglenoidy) również należą do rodzaju Euglenozoa. W przeciwieństwie do kinetoplastydów, Euglenoidy są autotroficzne lub heterotroficzne. Jako takie, niektóre gatunki są zdolne do syntezy własnego pokarmu (fotosyntetyczne euglenoidy), podczas gdy inne żerują na bakteriach i innych małych organizmach w swoim środowisku (w środowisku morskim i słodkowodnym).
rozmnażanie i cykl życia Kinetoplastydów
w porównaniu z wolnożyjącymi pierwotniakami kinetoplastydów (jak również kinetoplastydami pasożytów roślinnych), ludzkie pierwotniaki kinetoplastydów kończą swój cykl życia u bezkręgowców i kręgowców. W zależności od organizmu różne formy morfologiczne mogą być zróżnicowane na każdym etapie ich cyklu życiowego.
Sekcja ta skupi się na ogólnym cyklu życia Trypanosoma brucei i Leishmania spp jako przedstawicieli grupy:
rozmnażanie i cykl życiowy Trypanosoma cruzi
pasożyty T. cruzi dopełniają swój cykl życiowy poprzez Kolarstwo pomiędzy owadami (owadami Reduviid zwanymi owadami całującymi lub owadami skrytobójczymi) (żywicielami bezkręgowców) a żywicielem kręgowców (np. człowiekiem). W cyklu sylvatic, znany również jako wild cycle, pasożyt uzupełnia swój cykl życiowy poprzez jazdę na rowerze między dzikich kręgowców i bezkręgowców (triatomine insects / Kissing bugs).
podczas cyklu życiowego T. cruzi Bezkręgowce (owady) nabywają trypomastigoty, gdy żywią się krwią zakażonego kręgowca. Po spożyciu pasożyty te przechodzą dalszy rozwój (trwa od 2 do 4 tygodni), zanim migrują do tylnej części owada.
tutaj formy, które pomyślnie migrują do tylguta, przechodzą transformację w zakaźne trypomastigoty metacetic, które są uwalniane do środowiska wraz z kałem.
w przypadku, gdy owad wypróżnia się na żywicielu kręgowców podczas karmienia, te formy pasożytów mogą łatwo dostać się do ciała, zwłaszcza gdy żywiciel drapie zranione miejsce (rana spowodowana przez robaka). Jednak ta infekcja może również wystąpić, gdy ludzie spożywają materiał pokarmowy zanieczyszczony fekaliami owada. U bezkręgowców formy te (metacyliczne formy trypomastigotów) różnicują się tworząc trypomastigoty, które dostają się do krwiobiegu.
* podczas karmienia nagromadzenie krwi w jelitach owada (gospodarza bezkręgowego) wymusza wyeliminowanie nagromadzonych odchodów na skórze gospodarza. W przypadku, gdy gospodarz drapie to miejsce, formy pasożytnicze w kale zyskują wejście do rany.
* pasożyt może również uzyskać wejście do organizmu za pomocą enzymów histolitycznych, aby złamać skórę i przeniknąć przez aktywny ruch.
* niektóre pasożyty rozwijają się w gruczole ślinowym owada i nigdy nie migrują do jelit. W rezultacie są one przekazywane do gospodarza kręgowców przez ślinę owada, ponieważ żywi się krwią.
tutaj warto również zauważyć, że po spożyciu przez owada większość trypomastigotów jest rozkładana przez enzymy trawienne owada. Jednak te, które przetrwały, różnicują się tworząc sferomastigoty, które mają zazwyczaj kulisty kształt.
aby uniknąć eliminacji z ciała owada przed zakończeniem rozwoju, epimastigoty, które migrują do jelit, przyłączają się do błon okołozębowych, podczas dalszego dzielenia, tworząc wysoce zakaźne formy znane jako trypomastigoty metacykliczne.
po dostaniu się do skóry, metcykliczne formy trypomastigotów przenikają do komórek w tym miejscu i przekształcają się w amastigoty (replikacyjne formy pasożyta), a następnie przekształcają się z powrotem w trypomastigoty we krwi.
* w krwiobiegu gospodarza kręgowców, trypomastigotygi pasożyta dzielą się aseksualnie (poprzez rozszczepienie binarne) wraz ze wzrostem ich liczby.
* według ostatnich badań T. cruzi są zdolne do reprodukcji seksualnej w określonych okolicznościach.
komórka owadów Trypanosomowych
żywy owad „procykliczny” tworzy trypanosom. Obrazowanie przez osadzenie się na szklanym szkiełku i zrobienie obrazu kontrastu fazowego za pomocą mikroskopu leica.
kieszeń flagellarna („dziura” po lewej stronie komórki) jest znacznie bardziej widoczna w postaci owada niż w postaci krwiobiegu (patrz zdjęcie w tym samym albumie).
podczas cyklu życiowego T. cruzi pasożyt wykazuje różne formy morfologiczne o różnych cechach strukturalnych:
· Trypomastigote-Wydłużona komórka charakteryzująca się kinetoplastem, który znajduje się w tylnej części komórki. Flagellum, które pochodzi z tylnej części komórki, rozciąga się na całej długości komórki, z wolną częścią wyłaniającą się w przedniej części pasożyta.
· Epimastigota-wydłużone komórki charakteryzujące się centralnie zlokalizowanym kinetoplastem. W tej formie pasożyta wiciowiec pochodzi ze środka komórki, ale ostatecznie wyłania się z przedniej części pasożyta.
· Promatogote – w tej postaci pasożyta kinetoplast znajduje się w przedniej części komórki. Flagellum również pochodzi i wyłania się z tej części komórki.
· Amastigote – w porównaniu do innych form, amastigote ma kulisty kształt. Kinetoplast pojawia się jako ciemne ciało w pobliżu centralnej części komórki, podczas gdy wić nie wyłania się z ciała komórki.
rozmnażanie i cykl życia Leishmania spp.
cykl życia gatunków Leishmania, takich jak Leishmania amazonensis, jest podobny do gatunku Trypanosoma, ponieważ pasożyt kończy swój cykl życiowy między dwoma żywicielami (kręgowcem (e.g. człowiek) i bezkręgowców (samica muchy piaskowej) gospodarza). Podczas cyklu życiowego pasożyta samica muchówki jest zakażona, gdy żywi się krwią zarażonej osoby.
tutaj owad spożywa formy amastigota pasożyta, które przekształcają się w procykliczne promastigoty. Formy te ulegają namnażaniu w jelicie środkowym owada, zanim migrują w kierunku przedniego jelita środkowego, gdzie kontynuują dzielenie.
tutaj pasożyt ponownie przekształca się w infekcyjne promastigoty metacykliczne, które są uwalniane do skóry gospodarza kręgowców przez trąbkę owada.
w skórze promastigoty atakują makrofagi i przechodzą transformację, tworząc amastigoty. W komórkach gospodarza te nowe formy tworzą się i przyłączają do parazytoforowej wakuoli, gdzie ulegają intensywnemu namnażaniu, powodując ostatecznie pęknięcie komórki.
powtarzające się zakażenie makrofagów przez amastigoty pozwala pasożytowi na proliferację. Cykl trwa, gdy owad gryzie i żywi się krwią zarażonego osobnika.
* chociaż od dawna uważa się, że rozmnażanie odbywa się wyłącznie poprzez rozszczepienie binarne (rodzaj rozmnażania bezpłciowego), nowe badania wykazały rozmnażanie płciowe (fuzję jądrową) między formami amastigotów, które znajdują się w komórkach gospodarza.
z tego powodu reprodukcja w Leishmanii jest zarówno bezpłciowa (rozszczepienie binarne, w którym pojedyncze komórki dzielą się tworząc dwie komórki potomne), jak i bezpłciowa (fuzja jądrowa, w której komórki męskie i żeńskie wymieniają materiał genetyczny).
charakterystyka Kinetoplastyd
jak wcześniej wspomniano, kinetoplastydy są podzielone na dwie główne grupy monofiletyczne w oparciu o ich morfologię (bodonidy biflagellatowe i trypanosomaty uniflagellatowe). Na podstawie badań molekularnych wykazano jednak, że bodonidy mają bardziej zróżnicowany charakter.
morfologicznie wszystkie kinetoplasty charakteryzują się obecnością kinetoplastu zawierającego kDNA w mitochondriach. Ogólna wielkość tej subkomórkowej struktury różni się w zależności od organizmu/gatunku. Podczas gdy kinetoplast mierzy około 0,6 um średnicy u T. brucel, jest to około 1um u T. cruzi.
oprócz kinetoplastu, kinetoplastydy charakteryzują się również obecnością wici, która może być przyłączona do ciała komórkowego w niektórych komórkach. W przypadkach, gdy wić jest przymocowana do ciała, tworzy się pofałdowana błona i odgrywa ważną rolę w ruchliwości.
wykorzystując dane składniki błony komórkowej, takie kinetoplastydy jak afrykańskie trypoanosomy i pasożyty Leishmanii również okazały się zdolne do unikania odpowiedzi immunologicznej ich gospodarza. Jest to szczególnie korzystne dla pasożyta, ponieważ pozwala im przetrwać, gdy przenikają przez skórę ich gospodarzy kręgowców.
podczas gdy gatunki Leishmanii zależą w tym celu od cząsteczek powierzchniowych, takich jak lipofosfoglikan i proteaza gp63, trypanosomy unikają odpowiedzi immunologicznej poprzez zmianę ich głównego wariantu powierzchniowej glikoproteiny.
Zobacz także Glikozomy
powrót do nauki o Kinetoplastach
powrót do strony głównej pierwotniaków
powrót do zrozumienia pasożytów pod mikroskopem
powrót do strony głównej Parazytologii
powrót z Kinetoplastów do MicroscopeMaster Strona główna
Filardy, A. A. et al. (2018). Infekcje Pierwotniaków Kinetoplastydy Człowieka: Dokąd Zmierzamy Dalej?
Ken Stuart, Reto Brun, Simon Croft, Alan Fairlamb, Ricardo E. Gürtler, Jim McKerrow, Steve Reed i Rick Tarleton. (2008). Kinetoplastydy: pokrewne pierwotniaki patogeny, różne choroby.
Kenechukwu C. Onyekwelu. (2019). Cykl życiowy Trypanosoma cruzi u bezkręgowców i kręgowców.
Teixeira, D. E. et al. (2013). The Cell Biology of Leishmania: How To Teach Using Animations.
linki
