Apicoplast репликации генома

Хотя apicoplast ДНК Т. гондий и П. фальципарум поразительно схож по содержанию генов и организации, они отличаются в качестве важного элемента физической структуры: ~ 90 процентов фальципарума пластид геномов P. являются круглыми, в то время как Т. гондий ДНК в линейных массивов тандемных (Williamson и др., 2001, 2002). Это наблюдение имеет непосредственное значение для репликации ДНК пластид.

Несколько линий доказательств точки к линейности пластид ДНК Т. Gondii. Движение круговых молекул в гелях чувствительно к условиям электрофореза показал, как правило, путем сравнения импульсных полей гелей подвергали электрофорез с использованием различных импульсные раз и интенсивности. Уильямсон и др. (2001) обнаружил, что Саузерн-блото таких гелей показали лишь незначительную долю пластид ДНК Т. гондий мигрирующую, как будто круговой. Вместо этого, более 90 процентов соответствовал лестнице в соответствии с различным количеством единичного генома пластиды, что указывает на массив тандем. Ограничение анализа тандемно повторяющихся последовательностей и круговых мольных-лекулах показывает, как может генерировать циркулярно

218 APICOPLAST И митохондрия токсоплазма

переставляется карта, но концы линейного массива произвести дополнительные фрагменты рестрикции. Это результат, полученный для apicoplast генома Т. гондий. Дальнейший анализ подтвердил, что он линеаризуется в середине инвертированного повтора и существует в основном в тандемно повторяющиеся линейные массивы. Эти данные убедительно свидетельствуют о том, что геном реплицируется с помощью скользящего механизма окружности. Прогрессирование ДНК-полимераза вокруг кругового генома может привести к смещенной линейной ДНК. Если он не расщепляется и recircularized, линейный concatamer геномов производится.

Доля линейного к круговым молекулам восстанавливаются в P. фальципаруме, с круговым ДНК главенствующим. Используя двумерный гель аны-сестренку отслеживать точки ветвления, Williamson и его коллеги показали, что большинство репликации П. фальципарума пластид ДНК инициирует на два участков отражения в инвертированном повторе, а затем переходит через промежуточные D-петлю, в конечном счете приводя к круговой Repli-Cate (Williamson и др., 2002). Оставшиеся ДНК, как представляется, повторить с помощью прокатного механизма круга, как было предсказано для Т. гондий. По hybridiza-Тион зарождающейся ДНК apicoplast последовательностей, другая группа первоначально определила два, потом три, репликации сайтов инициации в каждой копии П. фальципарума перевернутого повтора (Singh и др., 2003, 2005). Один из них расположен в кластере тРНК между SSU и LSU рРНК, в соответствии с предыдущими данными (Williamson и др., 2002), и по-видимому, значительно более активен, чем два других. Репликация в других apicomplexans не изучена, так что неясно, является ли D-петля или прокатка репликация круга будет наиболее распространенной в Apicomplexa.

Apicoplast деление

Для того, чтобы обеспечить увековечение их геномов, Мито-chondria и пластид должны присутствовать во все времена, даже если неактивна. Это означает, что митохондрии и пластиды должны разделить и быть разделены во время каждого клеточного цикла, чтобы обеспечить органеллы для дочерних клеток. В одноклеточных эукариот, события органелл разделения, как правило, должны быть согласованы с клеточным циклом. Такая координация особенно важна, так как только один митохондрии и

apicoplast присутствуют в apicomplexaus, в отличие от многочисленных хлоропластов и митохондрий, обнаруженных в каждой ячейке многоклеточных эукариот.

Отсутствие способа синхронизации Т. гондий усложняет некоторые аспекты анализа coordina-ции событий с клеточным циклом. Например, неясно, является ли репликация ДНК пластид координируются с репликацией ядерной ДНК в Т. гондиях, как в П. малярийного (Shaw и др., 2001; Williamson и др., 2002). Тем не менее, анализ событий в одиночных клетках Т. Gondii дал возможность понять органеллы разделения. Использование флуоресцентных репортеров, предназначенных для различных клеточных структур пополнили инструменты, доступные для анализа клеточного цикла, что позволяет экспериментам следовать разбиению apicoplast в дочерние клетки.

Отдел apicoplast координируется с клеточным циклом. В элегантном исследовании apicoplast деления в Т. гондий (Striepen и др., 2000), ряд важных наблюдений были сделаны (рис 9.5). В apicomplexans, центросома является Внеядерной и расположено недалеко от apicoplast, которая сам по себе верхушечной к ядру. Во время дочерней клетки Гогта Тиона, как дублированные Центросомы раздвигаются, концы apicoplast следует. Apicoplast ДНК локализована в нуклеоиде и, как органелла удлиняется в гантели, а затем П-образный, два нуклеоиды можно увидеть, по одному на каждый конце и каждый примыкает к центросоме. Скоординировано, ядро ​​паразита приложена к основному концу клетки и развивает две руки, которые движутся в направлении центросом в формировании дочерних клеток. Органеллы разделение во многих других организмах включает в себя кольцо подразделения, которое сужает вокруг середины вытянутой органеллы, пока он не распадается на две частях. Однако гены, ответственные за белки, такие как FtsZ, которые не были обнаружены в APICOM-plexan геномов. Striepen и др. (2000), а поставили спорную гипотезу о том, что центроаффинном некоторое движение удлиняет apicoplast и вновь образуя внутренний комплекс мембраны отвечает за деление.

Мацудзаки и др. (2001) представляет собой совершенно иную картину. Эта группа анализировали с использованием пластид разделения DAPI окрашивания, чтобы следовать ДНК и транс-миссии электронной микроскопии для оценки структурных изменений во время apicoplast деления. Они описывают

_A Nu

С

N

D С

Рисунок 9.5 Apicoplast разделение во endodyo-Гены. Схематическое изображение endodyogeny показано.

(A) клеточные компоненты обозначены: A, apicoplast; С, центросома; Со, коноидом; IMC, внутренний мембранный комплекс; N, ядро; Ну, нуклеоид.

(B) Здесь нуклеоиде и центросома оба были дублированы и apicoplast удлиняется как центросомы и нуклеоиды двигаться наружу.

(C) Новые коноидов сформировали и новый IMC развивается. Ядро и apicoplast является начинают Нина двигаться в формовочных дочерние клетки, как становится U-образной формой. Относительное положение центросом и apicoplast поменялось.

(D) формирование Дочь-клеток приближается к Тион Комплексы. Органеллы вернутся в положение, показанное в формуле (A), как цитокинез завершен.

Шаги, как описано в Striepen и соавт. (2000).

подобные изменения в форму apicoplast во время диви-Сиона, а также других особенностей: утолщение на концах удлиняя apicoplast, а «» поцарапан появления на ее центральное сужение, и темно-окрашенную структура, связанная с сужением. Они предполагают, что это может быть, соответственно, сайты для приставок центриоли микротрубочки,

пластид тело, а структура участвует в органеллах расщеплению. Есть четко много вопросов, которые еще предстоит ответить, прежде чем механизм apicoplast деления решен.

Apicoplast структура также была рассмотрена в bradyzoites и в половой стадии Т. гондий (Dzierszinski и др., 2004; Фергюсон и др., 2005). Тахизоиты активно тиражирование этапы, которые главным образом отвечают за патологии Тохо-plasmosis. Bradyzoites являются осумкованными паразиты, которые медленно репликативными, но они могут перейти на стадию тахизоит. Это bradyzoites, которые задерживаются в организме хозяина и несут ответственность за рецидив токсоплазмоза у ранее инфицированных лиц. Тахизоиты может быть вызван, чтобы переключиться на Brady-zoites в культуре; они имеют много общих характеристик с bradyzoites, выделенной из животных. Используя флуоресцентные репортеры локализуется в apicoplast, Dzierszinski и др. (2004) обнаружили, что 10-20 процентов в пробирке-индуцированных bradyzoites по-видимому, не имеют пластиды. наблюдались как неправильно сегрегация и потеря сигнала без клеточного деления. В отличие от этого, флуоресцентные метки не показали потери митохондрий. В соответствии с этими наблюдениями, авторы отметили части зрелую в естественных условиях брадизоитной кисты не окрашивали с антителами к apicoplast белки АКТ. Дополнение этого наблюдения являются данные с неправильно счастливого сегрегацию apicoplast мутанта в тахизоитах (Он и др., 2001a). Анализ его фенотип показал, что Т. гондий без apicoplasts является жизнеспособным до тех пор, как они находятся в пределах первоначальной вакуоли. Они, однако, не удалось повторить в новом вакуоли. Таким образом, любые bradyzoites которых отсутствует apicoplast не смогут начать продуктивную инфекцию при реактивации. авторы отметили части зрелую в естественных условиях брадизоитной кисты не окрашивали с антителами к apicoplast белки АКТ. Дополнение этого наблюдения являются данные с неправильно счастливого сегрегацию apicoplast мутанта в тахизоитах (Он и др., 2001a). Анализ его фенотип показал, что Т. гондий без apicoplasts является жизнеспособным до тех пор, как они находятся в пределах первоначальной вакуоли. Они, однако, не удалось повторить в новом вакуоли. Таким образом, любые bradyzoites которых отсутствует apicoplast не смогут начать продуктивную инфекцию при реактивации. авторы отметили части зрелую в естественных условиях брадизоитной кисты не окрашивали с антителами к apicoplast белки АКТ. Дополнение этого наблюдения являются данные с неправильно счастливого сегрегацию apicoplast мутанта в тахизоитах (Он и др., 2001a). Анализ его фенотип показал, что Т. гондий без apicoplasts является жизнеспособным до тех пор, как они находятся в пределах первоначальной вакуоли. Они, однако, не удалось повторить в новом вакуоли. Таким образом, любые bradyzoites которых отсутствует apicoplast не смогут начать продуктивную инфекцию при реактивации. гондий без apicoplasts жизнеспособен, пока они находятся в пределах первоначальной вакуоли. Они, однако, не удалось повторить в новом вакуоли. Таким образом, любые bradyzoites которых отсутствует apicoplast не смогут начать продуктивную инфекцию при реактивации. гондий без apicoplasts жизнеспособен, пока они находятся в пределах первоначальной вакуоли. Они, однако, не удалось повторить в новом вакуоли. Таким образом, любые bradyzoites которых отсутствует apicoplast не смогут начать продуктивную инфекцию при реактивации.

Фергюсон и др. (2005) провели всесторонни SIVE экспертизу apicoplast в естественных условиях, ВКЛЮЧАЕТ-ки bradyzoites, а бесполое и сексуальные формы в кошки тонкого кишечника ворсинок. Электронные микрофотографии и иммунофлюоресценция анализы были использованы для изучения каждого этапа. Для bradyzoites, они сообщают, что есть apicoplast рядом с каждого ядра в зрелых цист, в отличие от результатов Dzierszinski и др. (2004). Фергюсон и др. (2005) объясняют это несоответствие возможных различий между ин виво и ин витро цист. Стадия жизненного цикла Т. гондий, которые происходят в кошачьей хозяине

220 APICOPLAST И митохондрия токсоплазма

включает в себя coccidean фазу, которая имеет некоторые Сей-larities к бесполому эритроцитарному циклу Plasmodium. Когда житель в ворсинках тонкого кишечника кошки, пластида имеет ожидаемые небольшую овальную форму в трофозоитах, но в шизонтах он Элоны ворота и развитые отрасли. Это вполне Сей-лар изменений, наблюдаемых в П. трехдневный apicoplast морфологии в соответствующих стадиях (Валлер и др., 2000). Пластид в Т. Gondii микрогаметоцитах, macrogametocytes и макрогаметах появляется конденсируется и почти шаровидные. В противоположность этому, микро-гаметы не хватает apicoplasts (Фергюсон и др., 2005). Эта находка предполагает, что apicoplast является матер-наконец наследуется из T.gondii, как это происходит в P. малярийного (Вайдья и соавт, 1993;. Creasey и др., 1994).