GENY REGULUJĄCE ROZWÓJ LINII 

KOMÓRKOWYCH

U NICIENIA C.ELEGANS

Piotr Paździora

Nicień Caenorhabditis elegans 

informacje ogólne:

Caenorhabditis elegans (czyt. cenorabditis 
elegans) – wolno żyjący, niepasożytniczy 
nicień, o długości ok. 1 mm, który żyje w 
glebach klimatu umiarkowanego. Chociaż 
znany od XIX wieku, ten nicień od połowy lat 
60. XX wieku jest używany jako modelowy 
organizm we współczesnej genetyce i naukach 
biologicznych. Pożywienie stanowią 
mikroorganizmy, włączając w to bakterie, np. 
Escherichia coli używane w hodowli 
laboratoryjnej.
Badania nad C. elegans zapoczątkował w 1965 
roku Sydney Brenner za które otrzymał 
Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i 
medycyny 2002 roku.
Pierwszy organizm wielokomórkowy o 
zsekwencjonowanym genomie zawierającym 
13500 genów (odczytanej sekwencji 
nukleotydów w DNA) (1998).

Obraz morfologiczny 
nicienia C. elegans

Bruzdkowanie u C. elegans

Bruzdkowanie dwubocznie symetryczne jest 

charakterystyczne dla wczesnych etapów rozwoju 
zarodkowego nicieni. 

Bruzdkowanie C. elegans jest ściśle zdeterminowane, 

pierwsza płaszczyzna podziałowa wyznacza ós przednio 
tylna organizmu. Dzieli ona komórkę jajowa na dwa nierówne 
blastomery: przedni AB i tylny P

1 

W czasie pierwszych czterech podziałów blastomery typu P 
dzielą się na większe i mniejsze blastomery.

W wyniku kolejnego podziału z blastomeru AB powstają 2 

blastomery AB

a

i AB

p

 , z których powstają neurony oraz nabłonek ścian ciała i 

mięśnie.
Z blastomeru P

1

  powstają blastomery: P

2

 i EMS, który dzieli 

się na blastomery MS i E z których postają gonady oraz 
jelito. Natomiast z blastomery P

2

  powstają blastomery: P

3

  i 

C, z którego powstają neurony, mięśnie, nabłonek ściany 
ciała.
Blastomer P

3

  tworzy blastomery: P

4

( wywodzą się z niego 

komórki prapłciowe) i D (wywodzą się z niego mięśnie).

  
 
 
 

Ziarna P

Ziarna P odpowiadają ziarnom płciowym innych zwierząt. 
Powstają w skutek akumulacji materiału transportowanego z  jądra  
do ooplazmy.
Przed zapłodnieniem są rozmieszczone równomiernie w cytoplazmie, 
natomiast po zapłodnieniu skupiają się w okolicy tylnego bieguna 
zygoty, gdzie przyczepią się do warstwy korowej.
Za ich przemieszczanie odpowiedzialne są filamenty aktynowe.
Ich ulokowanie wskazuje na ważną funkcję w różnicowaniu komórek 
płciowych.
Ziarna P zawierają RNA i białka wiążące się z RNA, które regulują 
proces transkrypcji.
Są to np. białka GLH-1 i GLH-2 (ang. Germ Line Helicase).
Należą one do helikaz RNA zależnymi od ATP i występują w ziarnach P 
przez cały okres rozwoju linii komórkowej.
W ziarnach P występują również białka POS-1 i MEX-1, a także mRNA 
nos-2.

GHL-1 -> odpowiada za akumulacje białka PGL-1 w ziarnach P oraz za 
proliferacje, oogenezę i produkcję funkcjonalnej spermy.

POS-1 -> jest niezbędny do prawidłowej specyfikacji komórek 
rozrodczych, jelit, gardła i tkanki podskórnej.

MEX-1 -> mex-1 mRNA jest częściowo związane z ziarnami P, 
odpowiada za segregacje ziaren P i za  różnicowanie komórek 
somatycznych we wczesnym zarodku.

nos-2 mRNA -> odpowiada za prawidłowe połączenie komórek 
prapółciowych z mezodermą gonadalną.

W genetycznej rególacji rozwoju linii 

komórkowych

u nicienia C. elegans biorą udział także 

inne geny:

par-1 ->    odpowiada za początkową polaryzację biegunów ciała.

par-2 ->    wraz z par-1 odpowiada za asymetryczne rozdzielenie 
ziaren P.

par-4 ->    odpowiada za tworzenie embrionów, odpowiedzi na stres 
oksydacyjny i 

hamowanie proliferacji komórek rozrodczych  

par-6  ->   jest wymagany do ustalenia przednio-tylnej 
biegunowość we wczesnych zarodkach

mes-1 -> odpowiada za asymetryczne podziały blastomerów P

2

 i P

3

 

mes-2 i mes-6  -> ich produkty białkowe hamują ekspresje 
niektórych genów

pie-1 ->

jest represorem polimerazy RNA II, przez co uniemożliwia 

transkrypcję w  komórkach linii P. 

Mutacje niektórych genów:

Mutacje genu pie-1 w której powstaje zmutowane 
białko PIE-1, które nie może pełnić swojej funkcji 
komórki linii P różnicują się w komórki 
somatyczne.

Mutacje genów z grupy mes(ang. maternal-effect 
sterile) prowadzące do powstania mutowanych 
białek, które nie są w stanie pełnić swojej funkcji 
dochodzi do degeneracji komórek płciowych i 
prowadzi do powstania osobników sterynlych.

Bibliografia:

1. C. Jura, „Podstawy embriologii zwierząt i człowieka, 

tom 1” s. 164,  165, 336, 337

2. A. Sadakierska-Chudy , „Genetyka ogólna. Skrypt do 

ćwiczeń dla studentów biologii”

3. http://www.wormbase.org