Trypanosoma brucei

Tsütoskelett

Tsütoskelett koosneb peamiselt mikrotuubulitest, mis moodustavad alama kilekorsetti. Mikrotuubulid paiknevad üksteisega paralleelselt piki raku telge. Kui rakk kasvab (sh mitoos) täiendavad mikrotuubulid kasvavad eksisteerivate tuubulite vahele. Mikrotuubulid on orienteeritud: "+" tagaosale ja "–" esiosale.

Viburi struktuur

Trypanosome viburil on kaks peamist struktuuri. See koosneb tüüpilisest flagellaarsest aksoneemist (viburi telje niit), mis asub paralleelselt paraflagellaarsele vardale, valkude struktuurne võrk on unikaalne kinetoplastidele, eugleniididele ja dinoflagellaadidele.
Flagellaarse aksoneemi mikrotuubulid paiknevad on kokkupakitud 9+2 vormis, orienteerituna nii, et "+" on esiosa lõpus ja "–" basaalkeha sees. Tsütoskeletti struktuur laiendab basaalkehast kinetoplastini. Vibur on seotud nelja spetsiaalse mikrotuubulitega raku põhikeha tsütoskelettile, mis töötavad paralleelselt ja samas suunas flagellaarse tubuliiniga.
Viburil on kaks funktsiooni – rakukeha ja sellele kinnitatud viburi piki võnkliikumine, ja kinnitamine tsetsekärbse soolestikus.

Antigeenne variatsioon

T. brucei genoomi sekveneerimine (aminohappejääkide järjestikku määramine) näitas suurt VSG geenide arhiivi, mis koosneb tuhandetest erinevatest VSG geenidest. Kõik peale ühe nendest on n-ö vaiksed VSG-d, kuna iga trypanosoma rakk ekspresseerib ainult ühe VSG geeni korraga. VSG on väga immunogeenne, tekkinud immuunvastus spetsiifilise VSG vastu hakkab kiiresti hävitama trypanosoomi, mis ekspresseerivad seda komplimentaarset VSG. Kuid raku iga järgmise jagunemisega on selline võimalus, et üks või mõlemad järglased vahetavad ekspresseeruva geeni "vaikse" VSG geeni vastu arhiivist (fenomeni sagedus umbes 1:100). Spetsiifiline immuunvastus, mis oli püstitatud varem ekspresseeritava VSG geeni vastu, tõenäoliselt seda uut VSG geeni ära ei tunne. Kuna, et immuunvastuse spetsiifilisust uue geeni vastu koosta, on vaja mitu päeva, andes trypanosoomadele, mis kannatasid VSG mantli "ümberlülitamist", aega takistamatu paljunemiseks. Selle protsessi kordamine takistab nakatava trypanosoma populatsiooni väljasuremist, mis võimaldab kroonilist parasiitide püsivust peremeesorganismis. Selle tsükli kliiniline mõju on järjestikused parasiitemia "lained" (trypanosoomid veres).

VSG struktuur

VSG geenid on väga varieeruvad järjestuste tasemel. Kuid selleks, et nad täitsid nende kaitsmisfunktsiooni, erinevatel VSG geenidel on kõvasti säilitatud teatud struktuursed omadused. VSG-d koosnevad väga muutuvast N-terminaalsest domeenist, milles on umbes 300–350 aminohapet, ja enampüsivast C-terminaalsest domeenist, milles on kuskil 100 aminohapet. C-terminaalne domeen moodustab struktuurse neljaahelalise alfaheeliksite kimpu, sel ajal kui N-terminaalne domeen moodustab "oreooli" heeliksite ümber. Selle oreooli tertsiaalne struktuur erinevate VSGde vahel on hästi püsiv ja võimaldab erinevatel VSG-del moodustada füüsikalise barjääri, mis on vajalik trypanasooma pinna kaitsmiseks. VSG on ankurdatud raku membraanile glükosüülfosfaatidülinositooli (GPI) ankru kaudu – kovalentne side C-terminaalsest otsast, see ühendab umbes neli suhkrujääki ja fosfaatidülinositooli fosfolipiidhapet, mis asub raku membraanis. VSGd moodustavad homodimeere.

VSG arhiivi struktuur

VSG geenide arhiiv on "vaiksete" VSG-de kogu T. brucei genoomis. Mõned nendest on täispikkuselised, puutumatu geenid (teised on pseudogeenid), tavaliselt vahelejäänud sektoritega või enneaegsete stoppkodoonidega. Uue antigeense VSG ekspressioon võib toimuda lihtsa teisele täispikkusega VSG geenile ümberlülitamise tõttu. Kuid ainult 5% arhiivist koosneb sellistest täielikult vaiksetest VSGdest. Selleks, et kasutada ülejäänud "vaikseid" VSG arhiivist, on võimalik moodustada "mosaiik" VSGd kui asendada ekspresseeritud VSG osa struktuurselt homoloogse regiooniga arhiivist. Mosaiiki tekkimise kombinatoorne natuur ühendatud suure "vaiksete" VSG arhiiviga annab parasiitidele hüpoteetiliselt määratu VSGde hoidlat, ja põhibarjääri vaktsiini selle parasiiti vastu loomiseks.

VSG ekspressioon

Üks põhilik küsimus trypanosoma uurimisel on see, kuidas enamikku VSG geene hoitakse nii "vaikselt", ja kuidas neid geene ümber lülitatakse. Ekspresseeritud VSG on alati paigutatud ekspressioonitsooni – leidub suurte ja keskmiste kromosoomide telomeeridel. Sel ajal kui on vähemalt 20 tuntud ekspressioonitsooni, aktiivseks võib olla ainult üks neist. Selle protsessiga kaasuvad mitmed mehhanismid, kuid täpne geenide vaigistamise olemus ei ole veel selge.
VSG-d on võimalik ümber lülitada kas aktiivse ekspressiooni muutmisel (aktiivse kohta vahetamine varem vaiksele kohale) või VSG geeni vahetamisel aktiivses kohas. Genoom sisaldab palju võimalikke VSG geenide koopiaid, nii minikromosoomidel kui ka korduvates sektsioonides kromosoomide sisemuses. Need on peamiselt vaiksed, tüüpiliselt vahelejäänud sektorid või enneaegsed stoppkoodonid, kuid need on olulised uute VSG geenide evolutsioonis. Umbes 10% T. brucei genoomist võib koosneda VSG geenidest või pseudogeenidest. Igaüks nendest geenidest võib olla liigutatud aktiivsesse tsooni rekombinatsiooni teel ekspressiooniks. Täpne mehhanism, mis seda kontrollib samuti ei ole veel selge.