A kinetoplaszt egy cirkuláris DNS- molekulák hálózata [ (a DNS -hez ), amelyek óriási mitokondriumokban helyezkednek el, és a mitokondriális genom számos másolatát tartalmazzák [1] [2] . Leggyakrabban a kinetoplaszt korong alakú, bár kivételek ismertek e szabály alól. A kinetoplaszt csak a kinetoplasztid osztályba tartozó protozoákban van jelen . A kinetoplasztok szerkezetének változásai a kinetoplasztidokon belüli filogenetikai kapcsolatokat tükrözhetik [3] . A kinetoplaszt általában a flagellum bazális testének közelében található , és ezért valószínűleg erősen kapcsolódik a citoszkeletonhoz . A kinetoplaszt könnyen láthatóvá válik a sejtekben DAPI festéssel . [4].
A kinetoplaszt két formában tartalmaz DNS-t: minikörök és maxicircles. A maxigyűrűk 20-40 ezer bázispárt (kilobázis, kb) tartalmaznak, és több tíz között vannak jelen a kinetoplasztban. Egy kinetoplaszt több ezer minigyűrűt tartalmaz, amelyek 0,5-1 kb méretűek. A maxi-gyűrűk a kinetoplasztnak otthont adó óriási mitokondrium működéséhez szükséges fehérjéket kódolnak. A minikörök egyetlen ismert funkciója, hogy irányító RNS -ek képzésén keresztül szabályozzák a maxicircle- ek expresszióját . A maxi- és mini-gyűrűk katenátban vannak egymással, lapos láncos postaszerű hálózatot alkotva . A cDNS-replikáció során először a gyűrűk szétválnak, majd a leánykinetoplasztokban ismét katenálódnak [4] [5] . A cDNS szerkezetét a legjobban a Crithidia fasciculata tanulmányozhatja , amely mini- és maxi-körök katenázott korongja, amelyek többsége nem szupertekercses [3] . Kívülről két fehérjekomplex közvetlenül szomszédos a cDNS -sel, egymáshoz képest 180°-kal elforgatva, és részt vesz a minikörök replikációjában [1] [2] [4] [5] .
A kinetoplasztidok különböző képviselőiben a kinetoplaszt és DNS-e eltérő szerkezettel rendelkezik. A következő lehetőségek ismertek, amelyek eltérnek a fent leírt tipikus sémától [3] :
A kinetoplaszt megkettőződése a szomszédos flagellum megduplázódásával egyidejűleg következik be, közvetlenül a nukleáris DNS-replikáció megkezdése előtt. Egy tipikus kinetoplasztban (mint a Crithidia fasciculata esetében) a replikációt a cDNS minikörök megnyitása indítja el a topoizomeráz II -vel . A szabad minikörök kiterjednek a kinetoplaszt és a belső mitokondriális membrán közötti térbe , amelyet kinetoflagellar zónának neveznek [2] [3] [5] . Ezután a minikörök egy ismeretlen mechanizmuson keresztül ellentétes antipodiális fehérje komplexekbe költöznek, amelyek endonukleázt , helikázt , DNS-polimerázt , DNS-primázt és DNS-ligázt tartalmaznak , amelyek kiküszöbölik a replikációs hibákat az újonnan megduplázódott minikörökben [4] . A frissen megismételt miniköröket szűk rés jelenléte alapján lehet megkülönböztetni a kiforrott miniköröktől. A megkettőzésnek nem kitett minigyűrűk kovalensen zárva maradnak. Közvetlenül a replikáció után minden újonnan duplikált minikör csatlakozik a cDNS-hálózathoz, és a hasadékaik részben kijavódnak [1] [5] .
Miközben a minikör replikációja folytatódik, a cDNS-hálózat folyamatosan forog a lemez központi tengelye körül, hogy megakadályozza, hogy új minikörök kapcsolódjanak az anyai kinetoplaszthoz. Úgy gondolják, hogy a rotáció közvetlenül összefügg a szomszédos flagellum megkettőződésével, mivel a leány alaptest a kinetoplaszt forgásával időben forog a szülőtest körül. A rotáció során a leány kinetoplaszt minikörei feltekercselődnek, és fokozatosan eltolódnak a korong közepe felé, miközben más minikörök lehasadnak az anyai cDNS-ből, és replikáció céljából a kinetoflagellar zónába kerülnek [2] [4] [5] .
A maxi-gyűrűk megkettőzési mechanizmusát nem vizsgálták olyan részletesen, mint a minigyűrűké. Sikerült azonosítani a nabelschnur nevű struktúrát (a német „ köldökzsinórból ”), amely összekapcsolja a leány-cDNS-t az eredetivel, mielőtt szétválnának. FISH segítségével sikerült igazolni, hogy a nabelschnur cDNS maxicircle-ekből áll [4] .
A kinetoplaszt replikáció folyamatában öt szakaszt különböztetnek meg, amelyek mindegyike a szomszédos flagellum megduplázódásához kapcsolódik. 1. I. szakasz . A kinetoplaszt nem kezdett el szaporodni, nincsenek benne antipodiális fehérjekomplexek. 2. szakasz II . Antipodiális komplexek kezdenek megjelenni a kinetoplasztban. Megkezdődik a flagellum bazális testének megkettőződése. 3. III. szakasz . Megkezdődik egy új flagellum szétválása, a kinetoplaszt kétrészes megjelenést kap. 4. IV. szakasz . Lánya kinetoplasztok gyakorlatilag elkülönülnek, és csak nabelschnur kapcsolódnak. 5. V. szakasz . A leánykinetoplasztok végül szétválnak, a nabelschnur elpusztul. A kinetoplasztok szerkezete megegyezik az első szakaszéval [4] .
A Trypanosoma cruzi mind a sejtmag DNS-ben, mind a cDNS-ben képes helyreállítani azokat a nukleotidokat , amelyeket a gazdaszervezetben a fertőzés során keletkezett reaktív oxigénfajták károsítottak [6] . A T. cruzi sejtek DNS-polimeráza báziskivágással javítja az oxidatív DNS-károsodást. Valószínűleg ez az enzim kiküszöböli a cDNS replikációja során a genotoxikus stressz által okozott oxidatív károsodását [6] .