Definition: Vad är kinetoplastids?
klassificeras under phylum Euglenozoa, Kinetoplastider är flagellerade protozoer klassificerade under två monofyletiska grupper, nämligen biflagellat bodonider och uniflagellat trypanosomatider baserat på deras morfologiska egenskaper.
medlemmar i denna grupp skiljer sig från andra protozoer genom ett antal unika strukturella komponenter inklusive närvaron av en kinetoplast samt kDNA i granulat i deras mitokondrier. För det mesta är Kinetoplastider obligatoriska parasiter med Trypanosoma och Leishmania arter som är ansvariga för mänskliga sjukdomar.
några av de kinetoplastider som är ansvariga för mänsklig sjukdom inkluderar:
- Trypanosoma cruzi-orsakar Chagas sjukdom
- Trypanosoma brucei-orsakar sömnsjukdom
- Leishmania spp-ansvarig för leishmaniasis
* vissa medlemmar i denna klass (Kinetoplastida) har visat sig existera som fritt levande flagellater (t.ex. Bodo) medan andra är växtparasiter (t. ex. Phytomonas). I Marina och markbundna miljöer matar fritt levande kinetoplastider på bakterier.
Allmän Klassificering
· Kungariket: Protista-eukaryota organismer (encelliga och vissa flercelliga organismer) som inte klassificeras som växter, djur eller svampar.
· Phylum: Euglenozoa-protister som uppvisar en eller flera flageller i deras rörliga (trofozoite) Stadium.
· klass: Kinetoplastida-Kinetoplastids är en klass av phylum Euglenozoa och kallas också Kinetoplastea.
· underklassen av klass Kinetoplastida består av Prokinetoplastina och Metakinetoplastida medan ordern består av Prokinetoplastida, Trypanosomatida, Neobodonida, Eubodonida samt Parabodonida.
liksom kinetoplastider faller Euglenider (Euglenoider) också under phylum Euglenozoa. Till skillnad från kinetoplastider är Euglenoider antingen autotrofa eller heterotrofa. Som sådan kan vissa arter syntetisera sin egen mat (fotosyntetiska euglenoider) medan andra byter på bakterier och andra små organismer i sin miljö (i Marina och sötvattenmiljöer).
reproduktion och livscykel för Kinetoplastider
jämfört med de fritt levande kinetoplastidprotozoan (såväl som växtparasitkinetoplastider) fullbordar humana kinetoplastidprotozoanparasiter sin livscykel hos ryggradslösa och ryggradsvärdar. Beroende på organismen kan olika morfologiska former differentieras i varje steg i deras livscykel.
detta avsnitt kommer att fokusera på den allmänna livscykeln för Trypanosoma brucei och Leishmania spp som representanter för gruppen:
reproduktion och livscykel av Trypanosoma cruzi
T. cruzi-parasiter fullbordar sin livscykel genom att cykla mellan insekter (Reduviid-insekter som kallas kissing bugs eller assassin bugs) (ryggradslös värd) och ryggradsvärd (t.ex. människa). I sylvatic-cykeln, även känd som wild cycle, fullbordar parasiten sin livscykel genom att cykla mellan ryggradsdjur och ryggradslösa djur (triatomininsekter/kyssande buggar).
under livscykeln för T. cruzi förvärvar ryggradslösa djur trypomastigoterna när de matar på blodet från ett infekterat ryggradsdjur. När de har intagits genomgår dessa parasiter Ytterligare utveckling (tar mellan 2 och 4 veckor) innan de migrerar in i insektens bakgut.
här genomgår de former som framgångsrikt migrerar till hindgut omvandling till de infektiva metacykliska trypomastigoterna som släpps ut i miljön tillsammans med fekal materia.
i händelse av att insekten defekerar på ryggradsvärden under utfodring, kan dessa former av parasiterna lätt komma in i kroppen, särskilt när värden repar den sårade platsen (sår orsakad av buggen). Emellertid kan denna infektion också uppstå när människor konsumerar matmaterial förorenat av insektens fekal materia. I ryggradslösa djur skiljer sig dessa former (metacykliska trypomastigotformer) för att bilda trypomastigoter som kommer in i blodomloppet.
* under utfodring tvingar ackumulering av blod i insektens tarm (ryggradslösa värd) ackumulerade utsöndringar att elimineras på värdens hud. I händelse av att värden repar den här platsen, får parasitiska former i avföringen inträde i såret.
* parasiten kan också få inträde i kroppen genom att använda histolytiska enzymer för att bryta huden och tränga igenom aktiv rörelse.
* några av parasiterna utvecklas i insektens spottkörtel och migrerar aldrig till tarmen. Som ett resultat överförs de till ryggradsvärden genom insektens saliv när den matar på blod.
här är det också värt att notera att när de intas av insekten bryts en majoritet av trypomastigoterna ned av insektens matsmältningsenzymer. Men de som överlever skiljer sig åt för att bilda sfäromastigoter som tenderar att vara sfäriska i form.
för att undvika att elimineras från insektens kropp innan de slutför sin utveckling, fäster epimastigoter som migrerar till tarmen på perimicrovillarmembranen när de fortsätter att dela sig för att bilda de mycket infektiva formerna som kallas metacykliska trypomastigoter.
när de kommer in i huden tränger de metacykliska trypomastigotformerna in i cellerna på denna plats och förvandlas till amastigoter (replikativa former av parasiten) innan de omvandlas tillbaka till trypomastigot i blodomloppet.
* i blodomloppet hos ryggradsvärden delas trypomastigotformer av parasiten asexuellt (genom binär fission) när de ökar i antal.
* enligt nya studier kan T. cruzi reproducera sexuellt under specifika omständigheter.
Trypanosominsektformcell
en levande insekt” procyklisk ” form trypanosom. Avbildas genom att sätta sig på en glasskiva och knäppa en faskontrastbild med hjälp av ett leica-mikroskop.
den flagellära fickan (”hålet” nära vänster om cellen) är mycket mer framträdande i insektformen än i blodbanan (se bild i samma album).
under livscykeln för T. cruzi uppvisar parasiten olika morfologiska former med olika strukturella egenskaper:
· Trypomastigote – Långsträckt cell kännetecknad av en kinetoplast som ligger vid den bakre delen av cellen. Flagellum, som härstammar från cellens bakre del sträcker sig längs hela cellens längd med den fria delen som kommer fram vid parasitens främre del.
· Epimastigote-långsträckta celler som kännetecknas av en centralt belägen kinetoplast. I denna form av parasiten härstammar flagellumet från mitten av cellen men kommer slutligen ut från den främre delen av parasiten.
· Promatogote-i denna form av parasiten är kinetoplasten vid den främre delen av cellen. Flagellumet härstammar också och framträder från denna del av cellen.
· Amastigot – jämfört med de andra formerna är amastigoten sfärisk i form. Kinetoplasten framträder som en mörk kropp nära den centrala delen av cellen medan flagellum inte kommer ut från cellkroppen.
reproduktion och livscykel av Leishmania spp.
livscykeln för Leishmania-arter som Leishmania amazonensis liknar den för Trypanosoma-arter genom att parasiten fullbordar sin livscykel mellan två värdar (ett ryggradsdjur (e.g. människa) och ryggradslösa djur (kvinnlig sandfly) värd). Under parasitens livscykel smittas den kvinnliga sandflugan när den matar på en infekterad persons blod.
här intar insekten amastigotformer av parasiten som förvandlas till procykliska promastigoter. Dessa former genomgår multiplikation i mitten av insekten innan de migrerar mot den främre mitten av tarmen där de fortsätter att dela sig.
här förvandlas parasiten igen för att bilda de infektiva metacykliska promastigoterna som släpps ut i ryggradsvärdens hud genom insektens proboscis.
i huden invaderar promastigoterna makrofager och genomgår transformation för att bilda amastigoter. I värdcellerna bildar dessa nya former och fäster vid den parasitoforösa vakuolen där de genomgår intensiv multiplikation som i slutändan får cellen att brista.
upprepad infektion av makrofager med amastigoter gör att parasiten kan proliferera. Cykeln fortsätter när insekten biter och matar på den infekterade individens blod.
* medan reproduktion länge har trott ske endast genom binär fission (en typ av asexuell reproduktion), har nya studier identifierat sexuell reproduktion (kärnfusion) mellan amastigotformer som finns i värdens celler.
av denna anledning är reproduktion i Leishmania både asexuell (binär fission där enskilda celler delar sig för att bilda två dotterceller) och asexuell (kärnfusion där manliga och kvinnliga celler utbyter genetiskt material).
egenskaper hos Kinetoplastider
som tidigare nämnts är kinetoplastider uppdelade i två stora monofyletiska grupper baserat på deras morfologi (biflagellat bodonider och uniflagellat trypanosomatider). Baserat på molekylära studier har dock bodonider visat sig vara mer olika i naturen.
morfologiskt kännetecknas alla kinetoplastider av närvaron av en kinetoplast som innehåller kDNA i mitokondrierna. Den allmänna storleken på denna subcellulära struktur varierar från en organism / art till en annan. Medan kinetoplasten mäter cirka 0,6 um i diameter i T. brucel, är den cirka 1um i T. cruzi.
förutom kinetoplasten kännetecknas kinetoplastider också av närvaron av en flagellum som kan fästas på cellkroppen i någon cell. I de fall flagellum är fäst vid kroppen bildas ett böljande membran och spelar en viktig roll i motiliteten.
med hjälp av givna komponenter i cellmembranet har sådana kinetoplastider som de afrikanska trypoanosomerna och Leishmania-parasiterna också visat sig kunna undvika immunsvar hos deras värd. Detta är särskilt fördelaktigt för parasiten med tanke på att det tillåter dem att överleva när de tränger igenom huden hos sina ryggradsvärdar.
medan Leishmania-arter är beroende av sådana ytmolekyler som lipofosfoglykan och proteas gp63 för att uppnå detta undviker trypanosomer immunsvar genom byte av deras huvudvariant ytglykoprotein.
Se även Glykosomer
återgå till att lära sig om Kinetoplaster
återgå till Protozoa huvudsida
återgå till att förstå parasiter under mikroskopet
återgå till parasitologi huvudsida
återgå från Kinetoplastider till MicroscopeMaster hem
Filardy, A. A. et al. (2018). Mänskliga Kinetoplastidprotozoaninfektioner: Vart Ska Vi Nästa?
Ken Stuart, Reto Brun, Simon Croft, Alan Fairlamb, Ricardo E. G. O. R. R., Jim McKerrow, Steve Reed och Rick Tarleton. (2008). Kinetoplastider: relaterade protozoa patogener, olika sjukdomar.
Kenechukwu C. Onyekwelu. (2019). Livscykel av Trypanosoma cruzi i ryggradslösa djur och Ryggradsvärdarna.
Teixeira, D. E. et al. (2013). Cellbiologin i Leishmania: hur man undervisar med hjälp av animationer.
länkar
