Kdo ztrácí, nalézá! Život bez semiautonomních organel
Mitochondrie a plastidy jsou zásadními inovacemi eukaryotických buněk. Přesto u některých eukaryot došlo k jejich funkčnímu zjednodušení. Mezi redukované mitochondrie patří například hydrogenozomy a mitozomy parazitických prvoků. U parazitických rostlin a některých řas najdeme plastidy, které ztratily schopnost fotosyntézy. Úplné ztráty těchto organel jsou vzácné, ale ne vyloučené, jak ukazuje nedávný objev prvního amitochondriálního prvoka.
Pracovní listy a další materiály k výuce najdete v přílohách níže v pdf souborech jako samostatné přílohy.
Citovaná a použitá literatura:
DE VRIES, Jan; GOULD, Sven B. The monoplastidic bottleneck in algae and plant evolution. J Cell Sci, 2018, 131.2: jcs203414.
GORNIK, Sebastian G., et al. Endosymbiosis undone by stepwise elimination of the plastid in a parasitic dinoflagellate. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015, 112.18: 5767-5772.
HADARIOVÁ, Lucia, et al. Reductive evolution of chloroplasts in non-photosynthetic plants, algae and protists. Current genetics, 2017, 1-23.
KARNKOWSKA, Anna, et al. A eukaryote without a mitochondrial organelle. Current Biology, 2016, 26.10: 1274-1284.
LISTER, Diane L., et al. DNA transfer from chloroplast to nucleus is much rarer in Chlamydomonas than in tobacco. Gene, 2003, 316: 33-38.
ROGER, Andrew J.; MUÑOZ-GÓMEZ, Sergio A.; KAMIKAWA, Ryoma. The Origin and Diversification of Mitochondria. Current Biology, 2017, 27.21: R1177-R1192.
YEH, Ellen; DERISI, Joseph L. Chemical rescue of malaria parasites lacking an apicoplast defines organelle function in blood-stage Plasmodium falciparum. PLoS biology, 2011, 9.8: e1001138.
Materiály k výuce
Obrazové přílohy
-
Přehled zástupců eukaryot s redukovanými mitochondriemi. Fakultativně anaerobní mitochondrie: A – škrkavka dětská (Ascaris lumbricoides), hlístice parazitující v lidských střevech; B – krásnoočko štíhlé (Euglena gracilis), sladkovodní sekundární řasa schopná žít fototrofně i bez světla, s kyslíkem i bez něj. Mitochondrie produkující vodík: C – Nyctotherus ovalis, nálevník žijící jako symbiont ve střevech švábů; D – Blastocystis hominis, střevní parazit člověka příbuzný rozsivkám a chaluhám, na snímku stadium zvané trofozoit s velkou vakuolou. Redukovaná mitochondrie: E – Pygsuia biforma, mořský měňavkovitý bičíkovec s panožkami připomínajícími štětiny. Hydrogenozomy: F – bičenka poševní (Trichomonas vaginalis) způsobující trichomonózu; G – Neocallimastix frontalis, chytridiomyceta žijící jako symbiont v bachoru přežvýkavců. Mitozomy: H – lamblie střevní (Giardia intestinalis), lidský parazit způsobující průjmové onemocnění – giardiózu, její buňka má dvě jádra, čtyři páry bičíků a přední část tvoří přísavný disk, kterým se lamblie přichytává na stěnu střeva; I – měňavka úplavičná (Entamoeba histolytica) parazitující v lidských střevech může způsobovat životu nebezpečnou úplavici (dyzenterii); J – hmyzomorka neboli nosema včelí (Nosema apis), mikrosporidie napadající včely, zde spora připravená k infekci hostitele. Zcela bez mitochondrie: K – Monocercomonoides sp., oxymonáda žijící jako komenzál ve střevech činčily. Orig. A. Novák Vanclová
-
Přehled zástupců eukaryot s redukovanými plastidy. Nefotosyntetické plastidy: L – Hydnora visseri, parazitická rostlina z čeledi Hydnoraceae (pepřokvěté – Piperales) vyskytující se v jižní Africe, její jedinou nadzemní částí je červený květ tvořený třemi masitými laloky, lákající k opylení brouky; M – sklenobýl bezlistý (Epipogium aphyllum), orchidej parazitující mykorhizní sítě jiných rostlin a hub, nemá listy a její květy jsou bledé a poloprůhledné; vyskytuje se napříč Eurasií, včetně několika lokalit v České republice; N – Euglena longa, nefotosyntetické krásnoočko blízce příbuzné krásnoočku štíhlému, žije volně a živí se organickými látkami z prostředí; O – svítilka třpytivá (Noctiluca scintillans), mořská obrněnka vyskytující se po celém světě, živí se bakteriemi, jinými prvoky a dokonce rybími jikrami, má specializované organely zvané scintilozomy, díky nimž je schopná bioluminiscence – při podráždění modře svítí; P – zimnička tropická (Plasmodium falciparum), výtrusovec způsobující malárii, na niž ročně umírají stovky tisíc lidí, na obr. stadium zvané sporozoit, které se do lidského těla dostane po bodnutí infikovaným komárem, proniká do jaterních buněk a do červených krvinek, v nichž se množí. Redukované plastidy bez genomu: Q – raflézie Arnoldova (Rafflesia arnoldii) roste v deštných pralesích na Sumatře a Borneu, kde parazituje na liánách; většinu jejího těla tvoří až 1 m široký a 10 kg vážící květ, který barvou i zápachem napodobuje mršinu a tím láká opylovače (mouchy a mrchožravé brouky); R – Polytomella parva, zelená řasa, která je zelená pouze svým taxonomickým zařazením, ve skutečnosti bezbarvá a živí se organickými kyselinami, alkoholy a jednoduchými cukry rozpuštěnými ve vodě; S – Perkinsus marinus, příbuzný obrněnek, napadá ústřice, pro něž je silně patogenní, na obr. stadium trofozoit, které se množí v hostitelských buňkách, jeho typickým znakem je velká vakuola. Sekundárně ztracené plastidy: T – Cryptosporidium parvum, výtrusovec parazitující ve střevech savců, zde trofozoit, žijící na povrchu střevního epitelu, obrostlý mikroklky; U – Hematodinium perezi, obrněnka parazitující v hemolymfě krabů, stadium amébovitý trofont; V – hromadinka Gregarina cuneata je velký prvok, parazit ve střevech larev potemníka moučného (Tenebrio molitor). Orig. A. Novák Vanclová
