Caenorhabditis elegans Fiamma La Paz 3ero. Biología – CeRP Centro Zoología I – Docente Alba Bentos Caenorhabditis elegans Imagen de microscopía electrónica del nemátodo Caenorhabditis elegans. Fuente: Juergen Berger / Max Planck Institute for Developmental Biology, Tübingen, Alemania

Contenidos: Visión general de nemátodos Características de C. elegans C. elegans en el laboratorio Segmentación Gastrulación Bibliografía

Caenorhabditis elegans es un nemátodo: Los nemátodos son un filo de pseudocelomados vermiformes. Este filo se divide en más de 25.000 especies registradas. Vulgarmente se conocen como gusanos redondos. Viven en hábitats acuáticos, terrestres y algunos –muy pocos – son parásitos de plantas y animales. Los nemátodos miden desde menos de 1mm de largo hasta 50 cm o más. Placentonema gigantísima mide 8 metros de largo. Nathan Cobb fue quién clasificó a los nemátodos como el filo Nemata, en 1919.

Características: C. elegans pertenece al reino Animal y al orden Rhabditida. Es un gusano diminuto que mide un poco más de un milímetro de longitud. Vive en suelos húmedos. Tiene simetría bilateral. Se alimenta de microorganismos (por ejemplo E. coli) y micronutrientes. Tiene forma de tubo alargado que se afina en sus extremos. Todo su cuerpo está cubierto por una fina cutícula exterior.

Sus células se organizan formando órganos simples. El sistema digestivo tiene boca, faringe e intestino. Además tienen ano. Posee gónadas y un rudimentario sistema nervioso. No tiene ojos pero puede percibir intensidades luminosas. Se conoce su genoma que tiene unos 19.000 genes (primer organismo pluricelular que se conoció su genoma) y su reducido número de células, 959 células somáticas. El cigoto tiene segmentación holoblástica rotacional.

La mayoría son hermafroditas, (muy parecidos a hembras que en realidad no existen en esta especie, pero con la excepción de que son capaces de generar su propio esperma), tienen dos ovarios, oviductos, una cavidad para almacenar el esperma y un útero. Un 0,05% son masculinos, tienen una sola gónada, vasos deferentes y una cola especializada para la cópula. En presencia de machos éstos son los protagonistas de la cópula (lo que genera mayor variabilidad genética) y en su ausencia los hermafroditas se autofecundan. C. elegans tiene un rápido periodo de embrionogénesis (aproximadamente 16 horas) y se puede llevar a cabo en una placa de Petri.

Pharynx: faringe. Intestine: intestino. Oocytes: ovocitos Pharynx: faringe. Intestine: intestino. Oocytes: ovocitos. Proximal gonad: gónada proximal. Eggs: huevos. Uterus: útero. Vulva: vulva. Spermatheca: espermateca. Distal gonad: gónada distal. Anus: ano.

C. elegans en el laboratorio: C. elegans es muy importante desde hace aproximadamente 40 años. Sidney Brenner recibió un premio nobel por los descubrimientos en esta especie. Se usa mucho en el laboratorio para estudiar la genética del desarrollo, el sistema nervioso, las causas del envejecimiento, obesidad, diabetes, alzheimer y de la muerte celular y la estructura del genoma. Presenta muchas ventajas para su estudio: Su cuerpo es transparente. Se puede visualizar con el microscopio distintos procesos biológicos. Además tiene un fácil manejo ya que se pueden cultivar en placas de petri. Es hermafrodita, lo cual favorece la obtención de nuevos individuos. Es simple y tiene sistema nervioso y digestivo bien definidos. Es fácil de alimentar y por lo tanto de mantener en el laboratorio. Tiene una esperanza de vida de 2 a 3 semanas. Sus genes son muy manipulables, pudiendo interrumpir su función.

Segmentación: Luego de la fecundación ocurren una serie de cambios al cigoto. La segmentación es holoblástica rotacional. El cigoto tiene una serie de divisiones celulares asimétricas. Por cada división genera una célula fundadora de mayor tamaño y una célula madre de menor tamaño. La primera división permite la formación de una célula fundadora en el polo anterior (AB) y de una célula madre en el polo posterior (P1). AB origina las células somáticas y P1 da lugar a células somáticas y germinales. Luego ocurre una segunda división, en la que AB da lugar a dos células fundadoras hijas (AB a y AB p), y P1 da lugar a una célula fundadora somática anterior (EMS) y a una célula madre posterior (P2) que continuará con la línea germinal del nemátodo.

Gastrulación Los descendientes de cada célula fundadora se pueden observar a través de la cutícula transparente. En las divisiones posteriores se sigue repitiendo el patrón hasta llegar a la gastrulación después de que se forma la célula P4. Las hijas descendientes de la célula E formarán el intestino. Previo al movimiento de estas células se forma un blastoporo. La P4 (que formará las células germinales) migra a través del blastoporo. Luego se mueven las células del mesodermo. En las siguientes horas siguen migrando células para formar otras partes de C. elegans y los embriones con forma de esfera se alargan para formar el gusano. Así se generan 558 células somáticas de larva recién nacida. Después de cuatro mudas el gusano será un adulto maduro sexualmente, con 959 células somáticas, espermatozoides y gametos femeninos.

Bibliografía http://lacienciaysusdemonios.com/2009/11/14/el-origen-del- hermafroditismo-y-los-nematodos-del-genero-caenorhabditis/ http://es.wikipedia.org/wiki/Caenorhabditis_elegans http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/C/Ca en.elegans.html http://www.seresmodelicos.csic.es/cuc.html http://ocw.unican.es/ciencias-de-la- salud/biogerontologia/materiales-de-clase-1/capitulo-6.-el- envejecimiento-de-los-organismos/6.3-envejecimiento-en- nematodos-caenorhabditis GILBERT (2003) Biología del desarrollo. PANAMERICANA. Madrid. BRUSCA (2003) Invertebrates. Sinauer Associates Inc. Publishers. USA.