Biology for Majors II

Veel van de protistensoorten die in de supergroep Excavata zijn ingedeeld, zijn asymmetrische, eencellige organismen met een voedingsgroef die aan één kant is “uitgehold”. Deze supergroep omvat heterotrofe roofdieren, fotosynthetische soorten, en parasieten. De subgroepen zijn de diplomonaden, de parabasaliden en de euglenozoën. De groep omvat een verscheidenheid van gemodificeerde mitochondriën, alsook chloroplasten afkomstig van groene algen door secundaire endosymbiose. Veel van de euglenozoën leven vrij, maar de meeste diplomonaden en parabasaliden zijn symbionten of parasieten.

Diplomonaden

Figuur 1. De darmparasiet Giardia lamblia van zoogdieren, hier gevisualiseerd met behulp van scanningelektronenmicroscopie, is een door water overgebrachte protist die ernstige diarree veroorzaakt wanneer hij wordt ingeslikt. (credit: modificatie van werk van Janice Carr, CDC; schaalbalkgegevens van Matt Russell)

Tot de Excavata behoren de diplomonaden, waaronder de darmparasiet, Giardia lamblia (figuur 1). Tot voor kort werd aangenomen dat deze protisten geen mitochondriën hadden. Mitochondriale restorganellen, mitosomen genaamd, zijn sedertdien bij diplomonaden ontdekt, maar hoewel deze mitosomen in wezen niet functioneren als ademhalingsorganellen, functioneren zij wel bij het ijzer- en zwavelmetabolisme. Diplomonaden leven in een anaërobe omgeving en gebruiken alternatieve routes, zoals glycolyse, om energie op te wekken. Elke diplomonadencel heeft twee soortgelijke, maar niet identieke haploïde kernen. Diplomonaden hebben vier paar bewegingsvlaggen die vrij diep geworteld zijn in basale lichamen die tussen de twee kernen liggen.

Parabasaliden

Een tweede Excavata subgroep, de parabasaliden, zijn genoemd naar het parabasale apparaat, dat bestaat uit een Golgi-complex geassocieerd met cytoskeletvezels. Andere cytoskeletale kenmerken zijn een axostijl, een bundel vezels die over de lengte van de cel loopt en zelfs verder kan reiken dan de cel. Parabasaliden bewegen met flagella en membraanrimpeling, en deze en andere cytoskeletale modificaties kunnen de voortbeweging ondersteunen. Evenals de diplomonaden vertonen de parabasaliden gemodificeerde mitochondriën. Bij de parabasaliden functioneren deze structuren anaëroob en worden zij hydrogenosomen genoemd, omdat zij waterstofgas als bijproduct produceren.

De parabasalid Trichomonas vaginalis veroorzaakt trichomoniasis, een seksueel overdraagbare aandoening bij de mens, die zich elk jaar in naar schatting 180 miljoen gevallen wereldwijd voordoet. Terwijl mannen zelden symptomen vertonen tijdens een infectie met deze protist, kunnen besmette vrouwen vatbaarder worden voor secundaire infectie met het humaan immunodeficiëntievirus (HIV) en hebben ze meer kans op het ontwikkelen van baarmoederhalskanker. Zwangere vrouwen die besmet zijn met T. vaginalis lopen een verhoogd risico op ernstige complicaties, zoals vroeggeboorte.

Sommige van de meest complexe parabasaliden zijn die welke de pens van herkauwers en de darmen van termieten koloniseren. Deze organismen kunnen cellulose verteren, een metabolisch talent dat ongebruikelijk is onder eukaryote cellen. Zij hebben meerdere flagellen die in complexe patronen zijn gerangschikt en sommige rekruteren bovendien spirocheten die zich aan hun oppervlak hechten om als bijkomende bewegingsstructuren te fungeren.

Euglenozoën

Euglenozoën omvatten parasieten, heterotrofen, autotrofen, en mixotrofen, variërend in grootte van 10 tot 500 µm. Euglenoïden bewegen zich door hun aquatische habitat met behulp van twee lange flagellen die hen naar lichtbronnen leiden die worden waargenomen door een primitief oculair orgaan dat oogpot wordt genoemd. Het bekende geslacht, Euglena, omvat enkele mixotrofe soorten die alleen fotosynthetisch vermogen vertonen wanneer er licht aanwezig is. De chloroplast van Euglena stamt af van een groene alg via secundaire endosymbiose. In het donker krimpen de chloroplasten van Euglena ineen en stoppen zij tijdelijk met functioneren; in plaats daarvan nemen de cellen organische voedingsstoffen uit hun omgeving op. Euglena heeft een taaie pellikel die bestaat uit banden van eiwitten die aan het cytoskelet vastzitten. De banden spiraliseren rond de cel en geven Euglena zijn uitzonderlijke flexibiliteit.

De menselijke parasiet, Trypanosoma brucei, behoort tot een andere subgroep van Euglenozoa, de kinetoplastiden. De kinetoplastide subgroep is genoemd naar de kinetoplast, een groot gemodificeerd mitochondrium dat meervoudige cirkelvormige DNA’s draagt. Tot deze subgroep behoren verschillende parasieten, gezamenlijk trypanosomen genoemd, die verwoestende ziekten bij de mens veroorzaken en een insectensoort infecteren tijdens een deel van hun levenscyclus. T. brucei ontwikkelt zich in de darm van de tseetseevlieg nadat de vlieg een besmette mens of andere zoogdiergastheer heeft gebeten. De parasiet verplaatst zich dan naar de speekselklieren van het insect om te worden overgedragen op een andere mens of een ander zoogdier wanneer de besmette tseetseevlieg een andere bloedmaaltijd tot zich neemt. T. brucei komt veel voor in Centraal Afrika en is de veroorzaker van de Afrikaanse slaapziekte, een ziekte die gepaard gaat met ernstige chronische vermoeidheid, coma, en kan fataal zijn indien onbehandeld, omdat het leidt tot progressieve achteruitgang van de functie van het centrale zenuwstelsel.

Figuur 2. Trypanosoma brucei, de veroorzaker van slaapziekte, brengt een deel van zijn levenscyclus door in de tseetseevlieg en een deel in de mens. (credit: bewerking van werk van CDC)

Bijdragen!

Verbeter deze paginaLees meer