Kinetoplast

variações de redes kinetoplast também foram observadas e são descritas pelo arranjo e localização de seu kDNA.

• um cinetoplasto pro-kDNA é uma estrutura semelhante a um feixe encontrada na matriz mitocondrial proximal ao corpo basal flagelar. Em contraste com a rede kdna convencional, um kinetoplast pro-kDNA contém muito pouca catenação e seus maxicírculos e minicírculos são relaxados em vez de supercoiled. Pro-kDNA foi observado em Bodo saltans, Bodo designis, Procryptobia sorokini syn. Bodo sorokini, Rhynchomonas nasuta, e Cephalothamnium cyclopi.
• um cinetoplasto poli-kDNA é semelhante na estrutura kDNA a um cinetoplasto pro-kDNA. Contém pouca catenação e nenhum Super-Revestimento. A característica distintiva do poli-kDNA é que, em vez de ser composto por um único feixe globular como no pro-kDNA, o poli-kDNA é distribuído entre vários focos discretos em todo o lúmen mitocondrial. Poli-kDNA tem sido observado em Dimastigella trypaniformis (um comensais no intestino de cupins), Dismastigella mimosa (uma vida livre kinetoplastid), e Cruzella marina (um parasita do intestino de um mar squirt).
• um cinetoplasto pan-kDNA, como poly-kDNA e pro-kdna, contém um menor grau de catenação, mas contém minicírculos que são super-revestidos. Os cinetoplastos Pan-kDNA preenchem a maior parte da matriz mitocondrial e não se limitam a focos discretos como o poli-kDNA. Pan-kDNA tem sido observado em Cryptobia helicis (um parasita do receptaculum seminis de caracóis), Bodo caudatus, e Cryptobia branchialis (um parasita de peixes).
• um cinetoplasto de mega-kDNA é distribuído de forma bastante uniforme em toda a matriz mitocondrial, mas não contém minicírculos. Em vez disso, sequências de kDNA semelhantes em sequência a outros minicírculos cinetoplastos são conectadas em conjunto em moléculas maiores de aproximadamente 200 KB de comprimento. Mega-kDNA (ou estruturas semelhantes ao mega-kdna) foram observadas em Trypanoplasme borreli (um parasita de peixe) e Jarrellia sp. (um parasita de baleia).

a presença dessa variedade de estruturas de kDNA reforça a relação evolutiva entre as espécies de cinetoplastídeos. Como o pan-kDNA se assemelha mais a um plasmídeo de DNA, pode ser a forma ancestral do kDNA.

ReplicationEdit

Figura 8. Ilustração da localização do complexo de proteínas antipodais em relação ao disco kinetoplast (acima) e a migração do minicírculo para esses complexos para replicação (abaixo).

a replicação do cinetoplasto ocorre simultaneamente à duplicação do flagelo adjacente e pouco antes da replicação do DNA nuclear. Em uma rede kdna Crithidia fasciculata tradicional, a iniciação da replicação é promovida pela desvinculação de minicírculos kDNA via topoisomerase II. Os minicírculos livres são liberados em uma região entre o cinetoplasto e a membrana mitocondrial chamada zona cinetoflagelar (KFZ). Após a replicação do minicircles migrar pelo desconhecido mecanismos para o oposto complexos de proteína que contêm vários replicação de proteínas, incluindo uma endonuclease, helicase-DNA polimerase, DNA primase, e DNA ligase, que iniciar a reparação do restante descontinuidades no recém-replicado minicircles.

este processo ocorre um minicírculo de cada vez, e apenas um pequeno número de minicírculos são desvinculados a qualquer momento. Para acompanhar quais minicírculos foram replicados, ao voltar à rede kDNA, uma pequena lacuna permanece nos minicírculos nascentes, o que os identifica como já tendo sido replicados. Minicírculos que ainda não foram replicados ainda estão covalentemente fechados. Imediatamente após a replicação, cada progênie é anexada à rede kDNA proximal aos complexos de proteínas antipodais e as lacunas são parcialmente reparadas.

Figura 9. Ilustração da rotação do kinetoplast durante a replicação do minicírculo.

Cinetoplasto (K) divide a primeira e, em seguida, o núcleo (N) na divisão T. brucei

Como minicircle replicação progride, para evitar o acúmulo de novos minicircles, todo o kDNA de rede irá girar em torno do eixo central do disco. Acredita-se que a rotação esteja diretamente conectada à replicação do flagelo adjacente, pois o corpo basal da filha também girará em torno do corpo basal da mãe em um momento e maneira semelhante à rotação do cinetoplasto. Ao girar, os minicírculos da filha kinetoplast são montados em espiral e começam a se mover para dentro em direção ao centro do disco à medida que novos minicírculos são desvinculados e movidos para o KFZ para replicação.

Embora os mecanismos exatos para maxicircle kDNA ainda a ser determinada no mesmo detalhes como minicircle kDNA, uma estrutura chamada nabelschnur (do alemão, “cordão umbilical”) é observado que as amarras filha kDNA redes, mas, eventualmente, quebras durante a separação. Usando sondas de peixe para atingir o nabelschnur, descobriu-se que contém maxicírculo kDNA.

a replicação do cinetoplasto é descrita como ocorrendo em cinco estágios, cada um em relação à replicação do flagelo adjacente.

• Fase I: O cinetoplasto ainda não iniciou a replicação, não contém complexos de proteínas antipodais e está posicionado em relação a um único corpo basal flagelar.
• estágio II: o cinetoplasto começa a mostrar complexos de proteínas antipodais. O corpo basal flagelar começa a replicação, assim como o cinetoplasto. A associação do cinetoplasto replicante aos dois corpos basais faz com que ele desenvolva uma aparência abobadada.
• estágio III: O novo flagelo começa a se separar e o kinetoplast assume uma forma bilobada.
• Fase IV: Os cinetoplastos aparecem como discos separados, mas permanecem conectados pelo nabelschnur.Estágio V: os cinetoplastos filhas são completamente separados quando o nabelschnur é quebrado. Sua estrutura é idêntica à vista no estágio I.