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Elegans de la C. como organismo modelo

Los elegans de Caenorhabditis son especies de tornillo sin fin del nematodo y se eligen con frecuencia pues un organismo modelo estudiar enfermedades humanas.

elegansHaber de imagen: Pavimenta/Shutterstock.com de Heiti

Mientras que tan es sofisticado como un modelo mamífero, usando elegans de la C. como organismo modelo tiene ventajas incluyendo tener todas las propiedades fisiológicas de un animal, la capacidad de replegar enfermedades humanas y un ciclo vital rápido. Los elegans de la C. se han utilizado como un organismo modelo para estudiar las enfermedades humanas que colocaban de la enfermedad de Parkinson a las enfermedades mitocondriales, así como estudiando el sistema inmune.

¿Cuál es elegans de la C.?

Los elegans de la C. son especies de tornillo sin fin del nematodo, y los adultos son aproximadamente 1m m de largo con 959 células somáticas. Su carrocería transparente consiste en tres capas; una capa epidérmica, una capa intestinal, y una capa del músculo.

Otros sistemas tales como el sistema nervioso y los sistemas reproductivos se encuentran entre las tres capas.

Esto significa que hay recubrimientos fisiológicos entre los seres humanos y los elegans de la C., tales como el sistema digestivo, el sistema nervioso, y el sistema reproductivo. Ha habido las observaciones que mostraron que los elegans de la C. tienen la capacidad de reconocer y de reaccionar a las cosas que hacen o que no tienen gusto, indicativo de un nivel de comportamiento complejo.

El ciclo vital de los elegans de la C. es alrededor dos a tres semanas y comienza con un huevo que lleva a cuatro escenarios larvales antes de madurez que alcanza. Los elegans de la C. visualizan dos sexos; varón o hermafrodita. Los hermaphrodites pueden uno mismo-fertilizar y pueden dar a luz a los centenares de progenie.

Esta capacidad uno mismo-de fertilizar es una herramienta útil para su uso como organismo modelo, no sólo porque estos hermaphrodites pueden reproducirse en números elevados rápidamente, pero también porque ciertas deformaciones transformadas de los elegans de la C. pueden ser paralizadas pero no necesite encontrar a un compañero para reproducirse.

Los elegans de la C. se pueden crecer en una placa de Petri que contiene Escherichia Coli en el laboratorio, pues su dieta natural es bacterias. Debido a su tamaño pequeño, un gran número de elegans de la C. se pueden mantener en el laboratorio sin usar un gran número de recursos.

Es también posible mantener elegans de la C. en un estado “hambriento” por meses, o para un almacenamiento más largo es posible congelar elegans de la C. en -80°C.

La combinación de estas propiedades hace los elegans de la C. a un buen candidato como organismo modelo para estudiar enfermedades humanas.

Elegans de la C. como modelo para la enfermedad de Parkinson

La enfermedad de Parkinson es un desorden neurológico relativo a la edad que afecta al movimiento. Sus sellos son la formación de proteína agregan las “carrocerías llamadas de Lewy” y la baja de neuronas dopaminérgicas. Hay componentes genéticos a la enfermedad de Parkinson también, por ejemplo PARK1/α-synuclein.

La secuencia del genoma de los elegans de la C. no encontró los orthologues para el α-synuclein, por lo tanto es posible utilizar elegans de la C. como organismo modelo para estudiar los efectos de diversas variantes del α-synuclein overexpressing éstos en los tornillos sin fin sin tener que considerar los efectos de la expresión del α-synuclein del fondo.

el α-synuclein es una parte integrante de las carrocerías de Lewy, y las mutaciones en el gen del α-synuclein han sido conectadas a la enfermedad de Parkinson ascendiendo la agregación y la muerte dopaminérgica de la neurona. Usando elegans de la C. como organismo modelo, los diversos estudios encontraron que el salvaje-tipo overexpressing y el α-synuclein transformado en neuronas dopaminérgicas dieron lugar a baja dopaminérgica de la neurona.

Inicialmente, fue pensado que la agregación del α-synuclein y la formación de carrocerías de Lewy cambiaron la función de las neuronas, llevando eventual a la muerte de la neurona. Un estudio que utilizó elegans de la C. mientras que un organismo modelo, sin embargo, mostró que era los oligómeros solubles del α-synuclein cuál indujo neurotoxicidad bastante que los agregados insolubles.

Elegans de la C. como modelo para las enfermedades mitocondriales

Las mitocondrias son responsables de proveer de la célula energía por el metabolismo energético oxidativo, bajo la forma de ATP. Hay las enfermedades que pueden presentarse debido a la disfunción de las mitocondrias; éstos incluyen deficiencias en la fosforilación oxidativa, el síndrome de Leigh, desordenes metabólicos, y enfermedad de orina de jarabe de arce.

Debido a la función de mitocondrias, las células y los tejidos que son afectados tienden a ser las que confían en altas tasas de metabolismo energético oxidativo, tales como músculos, riñones, células pancreáticas del β, y neuronas.

La investigación usando elegans de la C. ha encontrado que los genes humanos responsables de un alcance de enfermedades mitocondriales tienen un gen orthologous en los elegans de la C., dando la posibilidad de usar elegans de la C. como organismo modelo para estudiar enfermedades mitocondriales.

Los estudios han mostrado que cuando la expresión de algunos de estos genes fue suprimida en elegans de la C., llevó a los defectos incluyendo no convertirse a la madurez e incluso a la muerte sexuales. Interesante sin embargo, parcialmente la supresión de algunos de estos genes seleccionados aumentó real la vida útil de los elegans de la C.

Elegans de la C. como modelo para la inmunología

El sistema inmune se divide en inmunidad natural y adaptante, y en elegans de la C. solamente se considera la inmunorespuesta natural; esto incluye las moléculas antimicrobianas como lectins, lisozima, y otras moléculas antibacterianas. Los elegans de la C. se pueden utilizar como organismo modelo para estudiar la inmunorespuesta natural a los patógeno.

Pues los elegans de la C. introducen en bacterias, es fácil intercambiar el Escherichia Coli estándar usado como alimentación por una bacteria patógena, tal como enterica de las salmonelas. El enterica del S. tiene diversos serovars, y la reacción de la inmunidad de los elegans de la C. al serovar Typhimurium se ha estudiado bien.

Esto mostró que la cascada de la transmisión de señales de p38 MAPK es un componente crucial en la inmunorespuesta contra el S. typhimurium, mostrado por la susceptibilidad creciente de los elegans de la C. con mutaciones en esta cascada a la infección typhimurium del S.

Inversamente, los elegans de la C. se pueden también utilizar mientras que un organismo modelo para estudiar cómo las bacterias se comportan en un ordenador principal durante la infección; por ejemplo, los estudios han mostrado que los factores typhimurium de la virulencia del S. incluyendo PhoP/PhoQ y SPI-1 son una vez expresado S. Typhimurium colonizan elegans de la C., y que estos factores de la virulencia son cruciales para establecer una infección en elegans de la C.

Fuentes

  • ¿Apfeld, J. y Alper, S. (2018) qué pueden nosotros aprender sobre enfermedad humana de los elegans del nematodo C.? Identificación del gen de la enfermedad - métodos en la biología molecular, vol. 1706. Prensa de Humana, Nueva York, doi de NY: 10.1007/978-1-4939-7471-9_4
  • Harrington, A.J., y otros (2010) elegans de la C. como organismo modelo para investigar los caminos moleculares implicados con la enfermedad de Parkinson. Dinámica de desarrollo
  • Maglioni, S. y Ventura, elegans del N. (2016) C. como organismo modelo para los desordenes asociados mitocondriales humanos. Mitochondrion https://doi.org/10.1016/j.mito.2016.02.003
  • Pantano, E.K., y mayo, elegans del R.C. (2012) Caenorhabditis, un organismo modelo para la inmunidad de investigación. Microbiología aplicada y ambiental DOI: 10.1128/AEM.07486-11

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Last Updated: May 27, 2020

Dr. Maho Yokoyama

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Dr. Maho Yokoyama

Dr. Maho Yokoyama is a researcher and science writer. She was awarded her Ph.D. from the University of Bath, UK, following a thesis in the field of Microbiology, where she applied functional genomics to Staphylococcus aureus . During her doctoral studies, Maho collaborated with other academics on several papers and even published some of her own work in peer-reviewed scientific journals. She also presented her work at academic conferences around the world.

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