Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans
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Caenorhabditis elegans, nemátodo transparente de aproximadamente 1 mm de longitud
Clasificación Científica
Nombre científicoCaenorhabditis elegans
Reino:Animalia
Filo:Nematoda
Clase:Secernentea
Orden:Rhabditida
Familia:Rhabditidae
Género:Caenorhabditis
Especie(s):C. elegans

Caenorhabditis elegans. Especie de pequeño nemátodo del suelo, de vida libre, que mide aproximadamente 1 mm de longitud y se alimenta de microorganismos, principalmente bacterias. Fue el primer organismo pluricelular cuyo genoma fue secuenciado (se publicó en 1998) y constituye un importante sistema modelo para la investigación biológica en muchos campos, incluidos la genómica, la biología celular, las neurociencias y el envejecimiento.

Características generales

Caenorhabditis elegans (C. elegans) es un animal invertebrado que pertenece a la clase de los nemátodos o gusanos de cuerpo cilíndrico y sin segmentar. La distribución de esta especie es bastante amplia, de preferencia por las zonas de clima templado.

Anatomía

Es un organismo pluricelular en forma de tubo alargado que se adelgaza en los extremos. Todo el cuerpo está recubierto por una fina cutícula exterior. Las células están organizadas formando órganos y sistemas bastante simples. Tiene un sistema digestivo formado por estoma (o boca), faringe e intestino. También dispone de órganos sexuales (gónadas) y un rudimentario sistema nervioso. Su cuerpo es transparente, lo que permite visualizar con técnicas de microscopía diferentes procesos biológicos.

Reproducción

Los adultos pueden presentar dos formas sexuales ligeramente diferentes: el hermafrodismo, en la que los individuos presentan los órganos sexuales de los dos sexos, y la masculina. La reproducción entre machos y hermafroditas favorece una mayor variabilidad genética de la población. En presencia de machos, estos son los protagonistas de la cópula y en su ausencia, los hermafroditas se autofecundan.

Ciclo de vida

El ciclo de vida de C. elegans es muy rápido. Desde que se produce el huevo hasta llegar a la madurez sexual transcurren entre tres y cinco días. El adulto suele vivir entre dos y tres semanas y poner entre 200 y 300 huevos.

Genoma de C. elegans

C. elegans fue el primer organismo multicelular cuyo genoma pudo secuenciarse por completo. Un primer esbozo de su secuencia se publicó en 1998, con ciertos vacíos por corregir (fue totalmente corregida en octubre de 2002). Se descubrió que el genoma de C. elegans posee cerca de 97 millones de bases nitrogenadas y más de 19 000 genes, de los cuales aproximadamente el 40 % coinciden con los de otros organismos, incluyendo a humanos.

El estudio de su genoma, junto a los estudios sobre la mosca Drosophila melanogaster permitió a los científicos comprender los procesos de desarrollo temprano y diferenciación celular, y la presencia de genes maestros que controlan dicho proceso. Además, sirvió como base para secuenciar el genoma de otros animales e incluso el genoma humano.

C. elegans como organismo modelo

A principios de la década de 1960, Sydney Brenner, brillante biólogo que revolucionó la biología molecular, centró sus investigaciones en superar la dificultad que entrañaba el estudio del desarrollo de los órganos y procesos relacionados en animales superiores, que cuentan con una enorme cantidad de células. Su búsqueda de un organismo simple con muchas de las características básicas de los humanos, lo llevó al nemátodo C. elegans, un gusano del suelo, casi microscópico que comienza su vida con solo 1090 células. Además, es un organismo transparente, lo que permite seguir las divisiones celulares bajo un microscopio, se reproduce rápidamente y la forma de mantenerlo es muy económica. Como los investigadores pudieron comprobar más tarde, la muerte celular programada o apoptosis, elimina 131 células en C. elegans, de modo que los adultos terminan con 959 células. Las investigaciones de Brenner demostraron que un compuesto químico podía inducir mutaciones genéticas en el nemátodo y que estas tenían efectos específicos sobre el desarrollo de los órganos. Su trabajo sentó las bases para futuras investigaciones sobre la muerte celular programada (John E. Sulston y H. Robert Horvitz utilizaron C. elegans en sus estudios) y estableció a C. elegans como una de las herramientas experimentales más importantes en la investigación genética.

Ventajas y uso en diversas áreas de la biología moderna

Dentro de las principales ventajas como sistema modelo se encuentran su corto ciclo de vida, su genoma compacto, secuenciado y bien anotado, su desarrollo estereotípico, fácil propagación y pequeño tamaño, facilidad de cultivo, bajo costo de mantenimiento, criopreservación a largo plazo, transparencia, número y desarrollo de células invariantes y la capacidad de reducir la actividad genética mediante interferencia por ARN, lo que permite silenciar la función de un gen para inferir su efecto.

Además de su uso como modelo genético para la comprensión de procesos de la biología del desarrollo y neurobiología, con el tiempo las investigaciones en C. elegans se han expandido y han incluido estudios de las funciones básicas y las interacciones de las células eucariotas, las interacciones huésped-parásito y la evolución. C. elegans también se ha convertido en un organismo importante para el estudio de los procesos que cursan en diferentes enfermedades humanas como la obesidad, la diabetes, el Alzheimer, el autismo, el cáncer, el Parkinson, estudios genéticos del envejecimiento. Además, en él se pueden estudiar, a lo largo de su ciclo de vida, el papel promotor de la salud de sustancias de interés alimentario, cosmético y farmacéutico.

Fuentes