Kinetoplast er et netværk af cirkulære DNA- molekyler (til DNA ) placeret i gigantiske mitokondrier og indeholdende mange kopier af mitokondrie-genomet [1] [2] . Oftest er kinetoplasten skiveformet, selvom der kendes undtagelser fra denne regel. Kinetoplasten er kun til stede i protozoer af kinetoplastidklassen . Variationer i kinetoplaststruktur kan afspejle fylogenetiske forhold inden for kinetoplastider [3] . Kinetoplasten findes sædvanligvis nær flagellets basale krop og er derfor sandsynligvis stærkt forbundet med cytoskelettet . Kinetoplasten kan let visualiseres i celler ved hjælp af DAPI- farvning. [4].
Kinetoplasten indeholder DNA i to former: minicirkler og maxicirkler. Maxi-ringe indeholder fra 20 til 40 tusinde basepar (kilobaser, kb) og er til stede i kinetoplasten blandt flere ti. En kinetoplast indeholder flere tusinde miniringe indeholdende 0,5-1 kb. Maxi-ringene koder for proteiner, der er nødvendige for funktionen af den gigantiske mitokondrie, som huser kinetoplasten. Den eneste kendte funktion af minicirklerne er at regulere ekspressionen af maxicirklerne gennem dannelsen af guide-RNA'er . Maxiringene og miniringene kædes sammen og danner et fladt ringbrynje- lignende netværk . Under cDNA-replikation adskilles først ringene, og i datterkinetoplasterne kædes de igen [4] [5] . cDNA-strukturen studeres bedst i Crithidia fasciculata , som er en kateneret skive af mini- og maxi-cirkler, hvoraf de fleste ikke er supercoiled [3] . Udefra er to proteinkomplekser direkte stødende op til cDNA'et , roteret 180° i forhold til hinanden og involveret i replikationen af minicirkler [1] [2] [4] [5] .
Hos forskellige repræsentanter for kinetoplastider har kinetoplasten og dens DNA en anden struktur. Følgende muligheder er kendt, som adskiller sig fra det typiske skema beskrevet ovenfor [3] :
Fordoblingen af kinetoplasten sker samtidig med fordoblingen af den tilstødende flagel umiddelbart før starten af nuklear DNA-replikation. I en typisk kinetoplast (som i Crithidia fasciculata ) initieres replikation ved at åbne cDNA-minicirkler med topoisomerase II . Frie minicirkler strækker sig ind i rummet mellem kinetoplasten og den indre mitokondriemembran , kendt som kinetoflagellær zone [2] [3] [5] . Dernæst bevæger minicirklerne sig gennem en ukendt mekanisme ind i modsatte antipodieproteinkomplekser, der indeholder endonuklease , helicase , DNA-polymerase , DNA-primase og DNA-ligase , som eliminerer replikationsfejl i de nyligt fordoblede minicirkler [4] . Frisk replikerede minicirkler kan skelnes fra modne minicirkler ved tilstedeværelsen af et smalt mellemrum. Miniringe, der ikke udsættes for fordobling, forbliver kovalent lukkede. Umiddelbart efter replikation slutter alle nyligt duplikerede minicirkler sig til cDNA-netværket, og deres kløfter repareres delvist [1] [5] .
Mens minicirkelreplikation fortsætter, roterer cDNA-netværket kontinuerligt omkring diskens centrale akse for at forhindre nye minicirkler i at hæfte sig til den maternelle kinetoplast. Det antages, at rotation er direkte relateret til fordoblingen af det tilstødende flagellum, da datterbasallegemet roterer rundt om moderkroppen i takt med kinetoplastens rotation. Gennem rotation oprulles datterkinetoplastens minicirkler og forskydes gradvist mod midten af disken, efterhånden som andre minicirkler spaltes fra maternal cDNA og sendes til kinetoflagellar zone til replikation [2] [4] [5] .
Fordoblingsmekanismen for maxi-ringe er ikke blevet undersøgt så detaljeret som for mini-ringe. Det var muligt at identificere en struktur kaldet nabelschnur (fra det tyske " navlestreng "), som forbinder datter-cDNA'et med originalen, før de adskilles. Ved hjælp af FISH var det muligt at bevise, at nabelschnur består af cDNA maxicirkler [4] .
I processen med kinetoplastreplikation skelnes der mellem fem stadier, som hver er forbundet med fordoblingen af det tilstødende flagellum. 1. Fase I. Kinetoplasten er ikke begyndt at replikere; der er ingen antipodieproteinkomplekser i den. 2. Fase II . Antipodiekomplekser begynder at dukke op i kinetoplasten. Fordoblingen af flagellens basale legeme begynder. 3. Trin III . Adskillelsen af et nyt flagellum begynder, kinetoplasten får et todelt udseende. 4. Fase IV . Datter kinetoplaster er praktisk taget adskilt og er kun forbundet nabelschnur. 5. Trin V. Datterkinetoplasterne adskilles endelig, nabelschnuren ødelægges. Strukturen af kinetoplaster er identisk med den i første fase [4] .
Trypanosoma cruzi er i stand til at reparere nukleotider i både nuklear DNA og cDNA, der er blevet beskadiget af reaktive oxygenarter dannet i værtsorganismen under infektion [6] . DNA-polymerase af T. cruzi - cellerreparerer oxidativ DNA-skade ved baseudskæringsreparation . Sandsynligvis eliminerer dette enzym oxidativ skade på cDNA forårsaget af genotoksisk stress under dets replikation [6] .