A paraziták gazdasejtekhez való alkalmazkodásának legmagasabb szintje
Több cm, akár 1m Mycetozoa plazmódiuma A legkisebb egysejtű az eukarióta sejt méretének lehetséges határát feszegeti: az ban felfedezett 0,8 µm méretű Ostreococcus tauri egy fotoszintetizáló tengeri egysejtű Prasinophytae, zöld alga csoport, Archaeplastidaamelynél a sejtszervecskék redukciója figyelhető meg. Nincs ostora, csak egy plasztisza és egy mitokondriuma van, endomembrán rendszere is redukált, a citoplazma térfogata is nagyon csekély. Ma már számos pikoeukariótáról tudunk, mind az autotróf, mind a heterotróf egysejtűek között.
Az autotrófok a Prasinophytae és a Haptophyta csoportokban jellemzőek, míg a heterotrófoknál a paletta szélesebb: a Bicosoecea, egyes Alveolata-k, galléros-ostorosok és Acantharia-k. A 2—20 µm közötti méretű egysejtűek a nano-tartományba tartoznak. Az utóbbi három évtizedben az édesvízi és tengeri plankton anyag- és energiaforgalmának megértése céljából a legtöbbet vizsgált protiszta csoport a nanoflagelláták, amelyek autotróf, mixotróf vagy heterotróf egysejtűek.
Közülük a heterotróf nanoflagelláták HNF és a csillós egysejtűek ebbe a mérettartományba tartozó frakciója a pikofitoplankton és a baktériumok legfontosabb fogyasztói, ezáltal közvetve kulcsszerepük van az oldott és finomszemcséjű szerves anyagoknak DOM — dissolved organic matter, POM — particulate organic matter az anyagforgalomba történő visszajuttatásában.
A DOM-ot érdemleges mennyiségben csak a baktériumok képesek felvenni, a protiszták jelentősége e téren még nem tisztázódott. A heterotróf nanoflagellátáknak HNF a baktérium fogyasztás révén központi szerepe van az oldott és finom partikulált szerves anyagoknak DOM, POM az anyagforgalomba történő visszajuttatásában A nano-tartományba tartozó protisztákat a mikro-mérettartományba 20— µm tartozó protiszták nagyobb csillósok, dinoflagelláták stb.
Biológiai kislexikon | Digitális Tankönyvtár
Ahhoz, hogy az autotróf piko- és nanoszervezetek által termelt szerves anyag, valamint a baktériumokban levő szerves anyag lehető legnagyobb hatékonysággal eljusson a a paraziták gazdasejtekhez való alkalmazkodásának legmagasabb szintje csúcsára pl. A baktériumok mennyiségét lényegében a heterotróf nanoflagelláták szabályozzák.
Különböző méretű egysejtűek a 6—10 μm tartomány: Acanthamoeba sp.
Lásd mesterséges kromoszóma.
Univerzális és speciális sejtorganellumok Ebben a fejezetben a sejtalkotók rövid, leíró jellegű bemutatása következik. A működés csak azoknál az organellumoknál kerül szóba, amik nem kerülnek elő az életműködések bemutatásánál. A sejthártya A sejtet a környezetétől a sejthártya választja el, amely a protisztáknál is az eukarióta sejtre általánosan érvényes tulajdonságok szerint épül fel.
Széles köztes gazdaszalag, Szatén szalag
A körülbelül 10 nm vastagságú lipidkettősréteg alkotta egységmembrán unitmembrane fő tömegét foszfolipidek és koleszterin alkotják, de glikolipideket is tartalmaz. A sejthártya lipidkomponenseinek aránya meghatározza, mennyire rendezett, merev vagy folyékony a membrán.
A sejthártya mechanikai tulajdonságai az életműködések során például az aktív-inaktív állapot közti fiziológiai változások alkalmával változnak meg. A sejthártya olykor több rétegben is megfigyelhető: például egyes járólábacskás csillósoknál pl. Stylonychia és harangosállatkáknál Tintinnida fajok a csillót veszi körül karéjszerűen akár tíz további egységmembrán-réteg, az ú. Az egységmembrán alatt a csúcsszerves spórásoknál, valamint a dinoflagellátáknál és csillósoknál többé-kevésbé lapított membránzsákokból álló réteg húzódik végig.
E három csoportnál a sejthártya alatti membránok a filogenetikai rokonsággal összefüggésben létrejött apomorf tulajdonságok. A sejtmembrán membránfehérjéket és glikoproteineket is tartalmaz. A membránfehérjék között a transzportfehérjék az aktív és passzív transzport folyamatok lebonyolítását végzik, az szegfűszeg fűszer parazita kezelés általánosan jellemző karrier típusú és csatorna- fehérjék lehetnek.
A csatorna-fehérjék közé tartoznak a sejthártya transzmembrán fehérjéinek egyik csoportját képező vízcsatorna-fehérjék akvaporin Benga Ezeken keresztül jut be víz a citoplazmába.
A víz bejutása az egysejtűbe számos különböző életfolyamat során meghatározó tényező, ezért a különféle protiszta akvaporinok szerepének tisztázása intenzíven fejlődő kutatási terület. A Dictyostelium amőba tanulmányozása során az akvaporin egy másik feladatára is fény derült: a WacA akvaporinnak a spóraképzésben és a kitokozódásban tulajdonítanak jelentőséget. Eddig is ismert volt, hogy a be- és kitokozódás során vízvesztés majd vízfelvétel történik. Most már bizonyos, hogy ennek menetéhez a WacA akvaporin nélkülözhetetlen.
Egy másik akvaporin, az AQPA pedig a már a Dictyostelium spóraállapota során hozzájárul a nyugalmi állapot fenntartásához azáltal, hogy szabályozza a víz beáramlását, azaz igen alacsony szinten tartja azt. A parazita egysejtűek között a csúcsszerves spórásoknál és a kinetoplasztosoknál vizsgáltak akvaporinokat.
Hozzájuk hasonló feladatot töltenek be az akvagliceroporinok. Az Apicomplexa-nál a Toxoplasma gondii és a Plasmodium fajok esetében egyetlen akvagliceroporin gént találtak, míg a kinetoplasztosoknál egy fajban akár öt is volt. Az akvagliceroporinok feladata a parazita ozmotikus stresszel szembeni védelme, amelyre főként a vesén a paraziták gazdasejtekhez való alkalmazkodásának legmagasabb szintje áthaladáskor, vagy a humán és a rovargazda közti átmenet során van szükség.
Ezek a sejtek a membránlipidek bioszintéziséhez a glicerint is az akvagliceroporinon keresztül veszi fel. A Leishmania donovani amasztigóta és promasztigóta alakjaiban a flagelláris zseb területén és az ostor axonéma membránjában mutatták ki az akvagliceroporint LmAQP1. Ez a fehérje a parazita átjutását segíti rovarból emberbe, az ozmotaxis folyamatának segítségével. Az ozmotaxis során a rovar bélcsatornájából a glükóz koncentrációgradiense mentén vándorol fel a parazita a nyálmirigybe, ahonnan a lepkeszúnyog vérszíváskor nyálcsatornáján keresztül az ember vérébe fecskendezi.
Az LmAQP1 egy másik funkciója a hipozmotikus sokk alkalmával történő térfogat-szabályozás. A hipozmotikus környezetbe nemosol parazita kezelés amasztigóták és promasztigóták térfogata eleinte nő, majd körülbelül három perc múlva visszanyerik az eredeti méretüket. Ez az alkalmazkodás az akvagliceroporinnak köszönhető: ha egy rokon faj hasonló molekulájára cserélik, akkor a sejt alakja lassabban áll vissza Figarella és mtsai Az akvagliceroporinok jelentőségét a gyógyszerhatóanyagok esetleges bejuttatási útvonalaként, sőt célpontként is vizsgálják.
A Cryptosporidium parvum genomjának elemzése során kiderült, hogy ez az első olyan eukarióta, amelyben semmilyen akvaporingén nem fordul elő. A sejtköpeny vagy glikokalix A sejtköpeny a sejtmembrán lipidjeihez kapcsolódó glikoproteinek összessége. Komponensei feladatuk szerint lehetnek adhéziós molekulák, amelyek sejt-sejt kapcsolatok kialakításában vesznek részt, illetve általánosabb értelemben jelző molekulák, amelyek valamilyen anyaggal érintkezve válaszfolyamatokat indítanak be.
A glikokalix fejlettsége egysejtűekben nagyon tág határok között változik. Bizonyos lebenyes állábú amőbák felszínét sűrű glikoproteinréteg fedi. A Dunaliella salina ostoros zöldalgának nincsen merev, poliszacharid sejtfala, helyette egy nyálkás sejtköpeny veszi körül a sejtet. A Trypanosoma brucei alfajainál a glikokalix az életciklus különböző állomásain más-más felépítést és vastagságot mutat.
A sejtfelszíni glikoproteinek szerepe Sejtfelszíni antigének A csúcsszerves spórások között a sejtélősködőknél a gazdasejtbe való behatoláskor a paraziták gazdasejtekhez való alkalmazkodásának legmagasabb szintje sejtkapcsoló struktúra, a mozgó kapcsolat moving junction jön létre a parazita és a gazdasejt membránja között. A gazdasejtnek nincs olyan kompatibilis struktúrája, amihez a kórokozó kapcsolódhatna. A parazita azonban mindent hoz magával: a mozgó kapcsolat valamennyi komponense a saját sejthártyáján és a sejt csúcsi részén található ú.
A kapcsolat kialakításában egy az Apicomplexa törzsben konzervatív szinte minden képviselőben megjelenő transzmembrán fehérjének van döntő szerepe. Az apikális membrán antigén 1 A paraziták gazdasejtekhez való alkalmazkodásának legmagasabb szintje nevű adhéziós fehérje a behatolás során a mikronémákból kerül ki a merozoita membránjába. Az AMA1 antigén nem tud a gazdasejt membránjához kötődni, ezért maga a parazita a kapcsolódási pontot, azaz az adhéziós molekula receptorát is szolgáltatja: az elektrondenz, folyadékkal teli hólyagok, a rhoptriák egyik fehérjéje lesz az, amihez az AMA1 fehérje hozzákapcsolódik.
A gazdasejtbe való behatoláskor a rhoptriák tartalma kiürül. A kijutó fehérjék egyike, az ú. Az AMA1 antigének a rhoptrianyak fehérjékkel kapcsolódva összekötik a parazita és a gazda sejthártyáját és ez a kapcsolódás a behatoló parazita csúcsi végéről kiindulva gyűrű alakban lefelé kezd vándorolni a sporozoita vagy a merozoita felülete mentén, miközben szép fokozatosan behatol a gazdasejtbe.
A mozgó kapcsolat típusú kihorgonyzás lényege az, hogy a parazitát bejuttassa a gazdába.
Ez a sejtkapcsolódási struktúra a csúcsszerves spórásokra jellemző, az élővilágban sehol máshol nem ismert Lamarque és mtsai A mozgó kapcsolat másik feltételezett feladata az, hogy befolyásolja a parazita körül kialakuló vakuola, vagyis a parazitofór vakuola membránfehérjéinek összetételét olyan módon, hogy a gazdasejt bizonyos fehérjéit 1. A későbbi folyamatok szempontjából ez létfontosságú lehet, így veszi elejét a parazita annak, hogy az őt körülvevő vakuola fúzionáljon a létét fenyegető lizoszómákkal.
HUT76975A - Eljárás gének azonosítására - Google Patents
A mozgó kapcsolat ugyanis a sejt csúcsáról kiindulva övszerűen veszi körül a parazitát és egyirányban halad annak testvége felé, megakadályozva a gazda sejthártya-fehérjéinek érintkezését a parazita membránjával. Ezzel szemben a fagocitózist folytató sejt képződő fagoszómájának membránja tartalmazza azokat a membránfehérjéket, amelyekhez az emésztőenzimeket szállító lizoszómák kapcsolódhatnak. Csúcsszerves spórás behatolása a gazdasejtbe mozgó kapcsolat segítségével a A parazita sporozoita, merozoita vagy tachyzoita alakja a gazdasejt membránjával kapcsolatba lép, a mikronémákból kiszabaduló AMA1 adhéziós fehérje beépül a merozoita membránjába, a rhoptriákból kiszabaduló rhoptrianyak-fehérjék RNF a gazdasejt membránjába kerülnek majd b az AMA1 és az RNF kapcsolódásával kialakul a mozgó kapcsolódás c a gazdasejt membránja betűrődik ahogy a mozgó kapcsolódás halad d a konoid felől nézve a mozgó kapcsolódás gyűrűalakban fut végig a parazita testén e oldalnézetben látható a mozgó kapcsolódás mögött képződő parazitofór vakuola a és c Besteiro és mtsai nyomán 2.
A Toxoplasma gondii tachyzoita alakjának behatolása a gazdasejtbe. A képsorokon a behatolás közepén és végefelé járó tachyzoita látható átesőfényes, majd fluoreszcens megvilágításban. Vörös és zöld színnel világítanak az ellenanyaggal jelölt rhoptrianyak-fehérjék RNF2 és 4. Az összeolvasztott képeken nyílhegyek mutatják a mozgó kapcsolat helyzetét. Skála: 5 μm forrás: Lamarque és mtsai Az afrikai Trypanosoma brucei alfajai az emberi álomkór és az állatok nagana betegségének az okozói.
A sejtek felületét kiugróan nagy sűrűségben borítják sejtfelszíni glikoproteinek: egy sejten tízmilliós nagyságrendben találhatók. A Trypanosoma fejlődésmenete során a cecelégy vektorban élő prociklikus alakon egyidejűleg mindössze csak egyféle glikoproteint azonosítottak: ez a prociklin.
Az ilyen típusú fehérjéket összesen 14 gén kódolja. Ezzel szemben az emlős gazda vérében élő formában nagyjából ezer gén kódolja a variábilis sejtfelszíni glikoproteineknek VSG nevezett sejtköpeny molekulákat.
Egyszerre mindig egy típus fejeződik ki a sejt felszínén. A Trypanosoma brucei az emlősök vérében, tehát egyenesen a gazda immunrendszerének kereszttüzében él.
A sejtfelszíni glikoproteineket jó gyógyszerek a férgek számára gerinces immunrendszer felismeri, ebben csecsemők férgek kezelési rendje vonatkozásban tehát antigénnek tekinthetők, amelyek a veleszületett és az adaptív immunrendszert egyaránt stimulálják. A sejtfelszíni antigének ellen az adaptív immunrendszer fajlagosan védekezik, antigénspecifikus ellenanyagokat termel.
A humorális immunválasz elkerülését a sejtfelszíni glikoprotein-borítás időről parazita pszichológia történő megújítása teszi lehetővé. Ezáltal a parazita krónikusan jelen lehet a vér- és nyirokkeringésben, végül pedig — orvosi beavatkozás nélkül — általában a gazdaszervezet marad alul. Ez a felszínt sűrűn beborító réteg fizikailag akadályozza meg az antitestek felszíni epitopokhoz[ 8 ] férését. Az epitopok cseréje nagyjából annyi időnként következik be, amennyi az új antitest klón kialakulásához kell.
Az ezer génből e számot jóval meghaladó mennyiségű antigénvariáció jöhet létre a genom VSG génjeiben bekövetkező speciálisan magas rátájú, szabályozott kromoszóma-mutációk révén.
HUTA - Eljárás gének azonosítására - Google Patents
A Trypanosoma további védekezési mechanizmusai közé tartozik az is, hogy az antitest-antigén komplexet receptormediált endocitózissal internalizálja és ezáltal csökkenti az immunválasz effektorfunkcióinak hatékonyságát. A Trypanosomatidákban a sejthártya és az endomembránrendszerek közötti membránforgalom egyedül az ostor eredésénél levő mélyedés, a flagelláris zseb területén lehetséges.
Itt történhet az endocitózis is. A folyamat az emlősgazdában nagyon intenzív, az egész sejtmembrán nagyon gyorsan, 15 perc alatt megújul.
A gyorsaságnak szerepe lehet a VSG sejtköpeny megújításában és az élő parazita felszínén kialakult immunkomplexnek a sejtbe receptormediált endocitózissal való bejuttatásában is. A flagelláris zseb területén bekebelezett VSG molekulákat a korai endocitózis vakuolából visszanyeri az egysejtű.
Parazita teljes film
Az afrikai Trypanosoma elleni küzdelemben új fegyvereként az immunglobulinoknál kisebb ellenanyagszármazékokat, 15 kDa-os ú. Így az ellenanyagoknál jóval kisebb molekulák a sűrű sejtköpeny ellenére már hozzáférnek az epitopokhoz.
