Model organizma: C.elegans


Begüm ŞAHİN-Acıbadem Üniversitesi

Basit yapıya sahip olmaları, hızlı büyümeleri, kısa yaşam ömürlerinin oluşu, kendi kendilerine ve çapraz fertilize olmaları nedeniyle güçlü genetik çalışma modeli oluşları, transparan yapıya sahip, küçük, anatomik ve gelişimsel olarak tüm genom analizlerinin yapılmış olması, dondurularak kolayca saklanması ve kolay elde edilmesi nedeniyle nörobiyoloji, yaşlanma , gelişim biyolojisi ve insan hastalıkları çalışmalarında oldukça tercih edilen model organizma olma özelliklerine sahip bu canlılar 1963 yılında Sydney Brenner nörobiyoloji ve gelişim biyolojisi hakkındaki soruları bir genetik model olan Caenorhabditis elegans (yuvarlak solucan) ile ortaya çıkmışlardır. 1974 yılında Brenner tarafından mutant solucan modelini oluşturmuştur. 1982 yılında Horvitz programlı hücre ölümünü bu model organizma aracılığı ile açıklamıştır.1991-1998 Fire ve Melo bu solucanlarda RNAi ve MiRNA mekanizmasını keşfetmiş ve 2006 yılında Nobel ödülünü almışlardır. 1994 yılında Chalfie hayvanlarda ilk kez GFP kullanarak Nobel ödülüne sahip olmuştur. Son 5 yılda dünya genelinde yüzlerce laboratuvarda bu model organizma ile aktif şekilde gerçekleştirilen çalışmalar sonucunda her yıl 1200’ün üstünde yayın yapılmaktadır. (1).


Yaşam Siklusu


C.elegans’ın embriyogenez süreci 20oC de yaklaşık 16 saatte gerçekleşir. Yumurta kabuğu fertilizasyon sonrası görünür hale gelir ve embriyonun anneden bağımsız gelişmesine olanak sağlar. Ancak embriyolar genellikle hermafrodit hayvanların içerisinde 24 hücreye kadar korunurlar. Hermafrodit embriyolar 558 çekirdek ile yumurtadan çıkarlar. Yumurtadan çıkan ilk canlılar (L1) larva aşamasında olurlar. Hayvanlar yaşam siklusu boyunca dört larva evresinde (L1-L4) bulunurlar.L1 aşaması yaklaşık 16 saat uzunluğundadır; diğer aşamalar ise yaklaşık 12 saat uzunluğundadır. Her aşamada yeni bir kütikülün (dış kollajen tabakası) tabaka yapılmaktadır. L4 evresinden yaklaşık 12 saat sonra, yetişkin hermafroditler, kendi ürettikleri spermlerinin hepsini kullanana kadar 2-3 günlük bir süre boyunca yeni canlılar üretmeye başlar; spermleri tükenen hermafrodit, bir erkekle eşleşirse, ilave nesil üretilebilir. Üreme döneminden sonra, hermafroditler yaşlanmadan ölmeden birkaç hafta önce yaşayabilir ( Şekil 1) (1).


Şekil 1 C.elegans yaşam siklusu

C.elegans Anatomisi ve Cinsiyet


Doğal tip C.elegans’lar 2 cinsiyet tipine sahiptirler. Bunlar : kendi kendini dölleyen hermafroditler ve erkek canlılar (Şekil 2). Hermafroditlerin gonadları ilk önce L4 aşamasındaki spermateca’da depolanan haploit amoeboid spermi üreten ovotesisi oluşturur ve daha sonra yetişkin döneme yakın zamanda geri çizgisi daha büyük oksitlerin üretilmesi sonucunda bu durum değişir. Temel olarak hermafroditler canlılar gonadları tarafından geçici olarak oosit üretmeden önce sperm üretme kapasitesine sahip dişi canlılardır. Her iki cinsiyet, beş otozomal kromozom içerirler ve diploid yapıya sahiptirler. Hermafrodit cinsiyete sahip canlılarda iki X kromozomu bulunurken ve erkek canlılarda tek bir X kromozomu bulunmaktadır C. elegansların Y kromozomu yoktur ve erkek canlılar X0 genotipine sahiptirler . Ergin bireyler hipodermis yapısına , tek hücre kalınlığındaki kutikil tabakasına sahiptirler. Dört boyuna kas bantları bulunmaktadır. Sadece iç kısımda ve epidermiste yer alan bu 4 duvar kasının düzenli olarak kasılıp gevşemesi sonucunda hayvan sinüzoidal şekilde hareket eder. Farinks etrafında, ventrikül bölgede ve kuyruk etrafında sinir ağına sahiptirler (1). Dış epitel tabakası, embriyonun epidermisi, büyük çok çekirdekli epidermis hücrelerini yapmak için bir dizi hücre füzyon geçirmektedir. Bu füzyon geçirmiş hücreler esas olarak kollajen, lipidler ve glikoproteinlerden oluşan özel bir hücre dışı matrisin (ECM) koruyucu bir tabakası olan kütikülü salgılarlar. Kütikül, vücut şeklini belirler ve epidermisten kas kasılması için bağlantı noktaları sağlar. Kütikül ayrıca ECM oluşumu için bir model görevi görür ve omurgalılardaki kütikül biyogenezinxe yer alan moleküller yolaklarda işlev görür (3).


Şekil 2 C.elegansların cinsiyetleri ve anatomik yapıları

Görüntüleme


Yeni larvalar 0.25 milimetre uzunluğunda ve yetişkinler 1 milimetre uzunluğundadır. Bu boyuttaki hayvanlar genellikle 100x büyütme ile diseksiyon mikroskobunda ya da 1000x büyütme ile kompaund mikroskop ile gözlemlenmektedir. Petri kabı içerisindeki bu solucanlar diseksiyon mikroskobu altında hareket ederken, gelişirken, yukurtlsrken ve çiftleşirken görülebilmektedir. Konfakal ya da kompaund mikroskop ile gerçekleştirilen çalışmalar hücresel gelişim bazlı çalışmalarda daha iyi sonuçlar orataya koyabilir. Çünkü C.elegans transparan bir yapıya sahiptir ve özel farklı optikler aracılığı ile kendi hücreleri ve hücre içi yapıları kolay bir şekilde gözlenebilir (2).






Kaynakçalar

(1) Ann K. Corsi, Bruce Wightman, Martin Chalfie (2015). A Transparent Windows into biology: A primer on Caenorhabditis elegans. Wormbook.org Genetics.

(2) Boulin T., J. F. Etchberger, O. Hobert(2006). Reported gene fusion. Wormbook. doi/10.1895/wormbook.1.106.1.

(3). Page, A. P., I.L. Johnstone (2007). The cuticule. Wormbook. doi/10.1895/wormbook.1.138.1.

0 görüntüleme

Türkiye'nin Tek Popüler Genetik Bilim Dergisi

Bezelye Dergi ISSN: 2587-0173

Bizi Takip Et
  • Beyaz Facebook Simge
  • Beyaz Instagram Simge
  • White Twitter Icon
  • Icon-gmail
  • kisspng-white-logo-brand-pattern-three-d
  • images
  • medium
  • Dergilik
  • YouTube

© 2019 by Bezelye Dergi