Trypanosoma brucei

Trypanosoma brucei on ainurakne eukarüoot, kes põhjustab haigusi nagu Aafrika trüpanosomiaas (unitõbi) inimestel ja nagana loomadel.
Need obligatoorsed parasiidid levivad putukatelt imetajatele ja vastupidi. Kuna nende vahe- ja põhiperemehed on väga erinevad, läbib "T. brucei" oma eluajal keerulisi muutusi, sobitudes eluks putukate soolestikus ja imetajate veresoontes. Samuti on "T. brucei" unikaalne oma pinna glükoproteiini variandi (VSG) poolest, mis võimaldab vältida peremeesorganismi immuunsüsteemi reageerimist.
Trüpanosomiaas.
"T. brucei" kandja on tsetsekärbes. Esmalt areneb parasiit putuka soolestikus protsükliliseks trüpomastigoodiks ja siis epimastigoodiks. Sealt liigub ta kärbse süljenäärmetesse, kus muundub metatsükliliseks trüpomastigoodiks, mis on parasiidi nakkusvõimeline vorm. Kärbsehammustuse käigus satub parasiit koos süljega imetaja nahka. Seejärel liigub parasiit vereringesse, kus ta paljuneb pooldumise teel. Kui tsetsekärbes joob nakatunud imetaja verd, satuvad trüpomastigoodid uuesti kärbsesse ja elutsükkel algab uuesti. Vereringest võib parasiit rännata ka muudesse kudedesse. "T. brucei" infektsioon võib ühelt inimeselt teisele edasi kanduda ka kehavedelike vahetamise teel, eelkõige vere kaudu.
On kolm erinevat "T. brucei" alamliiki, mis põhjustavad erinevaid trüpanosomiaasi vorme:
Ehitus.
"T. brucei" rakustruktuur on eukarüootidele tüüpiline. Ebatavaline on tema kinetoplast, milles leidub mitokondriaalset DNA-d ja mis toimib suure mitokondrina. Kinetoplast on ühenduses basaalkehaga, millele kinnitub vibur. Vereringes elavaid järkusid katab pinna glükoproteiini variant ("variant surface glycoprotein", VSG), mis asendub tsetsekärbse soolestikus protsükliinidega.
Trüpanosomatiididel on mitu elujärku, millest "T. brucei"'l esineb kaks:
"T. brucei" trüpomastigoodil esineb protsükliline ja metatsükliline vorm. Erinevalt teistest trüpanosomatiitidest ei kuulu "T. brucei" elutsüklisse promastigootsed ja amastigootsed vormid.
Tsütoskelett.
Tsütoskelett koosneb mikrotuubulitest, mis moodustavad subpellikulaarse "korseti". Mikrotuubulid paiknevad paralleelselt piki raku telge. Kui rakk kasvab või jaguneb, moodustuvad olemasolevate tuubulite vahele uued mikrotuubulid. Mikrotuubulid on polaarsed ja asuvad positiivse otsaga raku tagumise osa poole.
Vibur.
"T. brucei" viburil on kaks põhistruktuuri. See koosneb tüüpilisest flagellaarsest aksoneemist (viburi teljeniit), mis paikneb paralleelselt paraflagellaarse ribiga. 
Paraflagellaarne ribi kujutab endast viburit toestavat proteiinvõret, mis on unikaalne kinetoplastiidsetele, eugleniididele ja dinoflagellaatidele.
Flagellaarse aksoneemi mikrotuubulid paiknevad 9+2-struktuuris nii, et "+"-ots on eespool ja "-"-ots basaalkeha sees. See tsütoskeletiosa ulatub basaalkehast kinetoplastini. Vibur on rakukeha tsütoskeletile kinnitunud nelja spetsiifilise mikrotuuuliga, mis paiknevad viburituubulitega paralleelselt ja samasuunaliselt.
Viburil on kaks ülesannet – tekitada rakukehas võnkeid, mis võimaldavad rakul liikuda, ja kinnituda tsetsekärbse soolestikus.
Genoom.
"T. brucei" genoom koosneb:
Enamik geenidest asuvad suurtel kromosoomidel. Minikromosoomidel asuvad ainult pinna glükoproteiini geenid. 
Mitokondriaalne genoom asub kinetoplastis, mis on kinetoplastiidsete algloomade ainulaadne omadus. Kinetoplast ja viburi basaalkeha on omavahel tsütoskeleti kaudu tugevalt ühendatud.
Pinna glükoproteiini variant.
"T. brucei" raku välispinda katab kihina tihe glükoproteiin (molekulaarne mass ~ 1x107 D), mida nimetatakse pinna glükoproteiini variandiks (VSG). See glükoproteiin takistab "T. brucei" vastase immuunsuse teket peremeesorganismis. VSG-kihil on kaks omadust, mis seda võimaldavad:
Antigeenne variatsioon.
"T. brucei" genoomi sekveneerimisel tuvastati suur VSG-geenide "arhiiv", mis koosneb tuhandetest erinevatest VSG-geenidest. Kõik peale ühe nendest geenidest on vaikivad, kuna iga rakk ekspresseerib ainult ühte VSG-geeni korraga. VSG on väga immunogeenne ja spetsiifilised immuunrakud hävitavad kiiresti parasiidirakud, mis ekspresseerivad nendega komplementaarset valku. Kuid iga uue rakujagunemisega on võimalik, et üks või mõlemad tütarrakud vahetavad ekspresseeritavat VSG-geeni (nähtuse sagedus on umbes 1:100). Spetsiifiline immuunvastus, mis tekkis varem ekspresseeritud VSG vastu, ei pruugi uut VSG-d ära tunda. Kuna spetsiifilise immuunvastuse kujunemiseks on vaja mitu päeva, annab see parasiidirakkudele aega takistamatult paljuneda. Nii suudab parasiit peremeesorganismis krooniliselt elus püsida. Kliiniliselt avaldub see tsükkel parasiteemiliste lainetena.
VSG struktuur.
VSG-geenid on väga varieeruvate järjestustega. Kaitsefunktsiooni säilitamiseks on neil teatud struktuursed omadused, mis ei muutu. VSG-d koosnevad väga muutlikust N-terminaalsest domeenist, milles on umbes 300–350 aminohapet, ja püsivamast C-terminaalsest domeenist, milles on ligi 100 aminohapet. C-terminaalne domeen kujutab endast struktuurset neljaahelalist alfaheeliksite kimpu, N-terminaalne domeen aga moodustab heeliksite ümber "oreooli". Oreooli tertsiaarstruktuur on väga püsiv ja võimaldab VSG-del moodustada füüsikalise barjääri, mis on vajalik trüpanosoomi pinna kaitsmiseks. VSG on rakumembraanile ankurdatud glükosüülfosfatidüülinositooli (GPI) molekuli kaudu, mis moodustab C-terminaalse otsaga kovalentse sideme. See ühendab neli glükosüülijääki ja fosfatidüülinositooli fosfolipiidhappega, mis asub rakumembraanis. VSGd moodustavad homodimeere.
VSG-geenide arhiiv.
VSG-geenide arhiiv on vaikivate VSG-geenide kogu "T. brucei" genoomis. Mõned nendest on täispikkuses geenid, teised on pseudogeenid, millel on osa järjestust puudu või enneaegne stoppkoodon. Uue VSG-antigeeni ekspressioon võib toimuda lihtsalt teisele täispikkusega VSG-geenile ümberlülitumise teel, kuid ainult 5% arhiivist koosneb täispikkuses VSG-geenidest. Selleks, et kasutada ülejäänud vaikivaid geene, on võimalik neid mosaiigina kombineerida, asendades osa ekspresseeritavast VSG-geenist homoloogse regiooniga arhiivist. Rekombinantsete mosaiikide moodustamise võimalus ja suur vaikivate VSG-geenide arhiiv võimaldab parasiidil teoreetiliselt lõputult uusi VSG-sid ekspresseerida, mis on põhiline takistus "T. brucei" vastase vaktsiini loomisele.
VSG-geenide ekspressioon.
Üks põhiküsimus "T. brucei" puhul on see, kuidas enamikku VSG-geene hoitakse vaikivatena ja kuidas toimub ümberlülitumine vaikivale geenile. Ekspresseeritud VSG-geen asub alati ekspressioonitsoonis – suurte ja keskmiste kromosoomide telomeeridel. Kuigi on vähemalt 20 teadaolevat ekspressioonitsooni, võib aktiivne olla ainult üks neist. Seda võimaldavad mitmed mehhanismid, kuid täpne geenide vaigistamise olemus ei ole veel selge.
VSG-geeni on võimalik ümber lülitada kas ekspressioonitsooni muutmisega (aktiivse ala viimine varem vaikivasse kohta) või ekspressioonitsoonis VSG-geeni vahetamisega. Genoom sisaldab palju erinevaid VSG-geenide koopiaid nii minikromosoomidel kui ka suurematel kromosoomidel korduvates järjestustes. Need on peamiselt vaikivad pseudogeenid, mis on mittetäielikud või millel esineb enneaegne stoppkoodon, kuid need on olulised uute VSG-geenide evolutsioonis. Umbes 10% "T. brucei" genoomist võib koosneda VSG-geenidest ja pseudogeenidest. Iga selline geen võib sattuda rekombinatsiooni teel aktiivsesse tsooni, kus seda ekspresseeritakse. Täpne mehhanism, mis seda juhib, ei ole veel selge.
Rakkude jagunemine.
"T. brucei" mitootiline jagunemine on võrreldes teiste eukarüootidega ebatavaline. Tuumamembraan jääb mitoosi ajal puutumata ja kromosoomid ei kondenseeru. Erinevalt enamiku eukarüootsete rakkude tsentrosoomidest ei moodusta basaalkeha käävi, vaid osaleb kinetoplasti jagunemises.
Mitoosi etapid: