Ciclo de Vida de Chlamydomonas Reinhardtii

 

I. Resumen El alga unicelular Chlamydomonas reinhardtii reinhardtii se  se ha usado como organismo modelo en estudios de herencia citoplasmática de plastos debido a su ciclo de vida relativamente sencillo, su rápida mult mu ltip ipli licac cació ión n y abund abundant antee proge progeni nie. e. Es un unaa es espe peci ciee fu funda ndame ment ntal alme ment ntee haplo haploid idee que se reproduce reprod uce asexualment asexualmentee por mitosis mitosis en condiciones condiciones favorables, favorables, liber liberando ando una nueva generación de zoospo zoosporas ras haploide haploides. s. En condici condicione oness desfav desfavora orable bles, s, como como la ausenci ausenciaa de nitróg nitrógeno, eno, las zoosporas desarrollan en gametos de tipos de apareamiento opuestos – positivo y negativo –, pero morfológicam morfo lógicamente ente indistingui indistinguibles bles (isogametos). (isogametos). La fusión fusión de los gametos produce produce un cigoto cigoto diploide (zigospora) que posee una pared celular resistente a las condiciones adversas. Cuando aparece apar ecen n las condici condiciones ones adecua adecuadas, das, el cigoto cigoto realiz realizaa meiosi meiosiss y produc producee cuatro cuatro zoospor zoosporas as haploides móviles – dos de apareamiento positivo y dos de apareamiento negativo –.

II. Caract Caracterí erísti sticas cas del géner género o Chlmydomonas Chlmydomonas y  y su uso como organismo modelo Es un género de microalgas verdes capaces de desarrollarse mixotróficamente; es decir, de forma autótrofa (puede producir su propio alimento) o heterótrofa (obtiene su alimento de fuentes externas), según la disponibilidad de compuestos orgánicos y la intensidad lumínica.

Presenta una morfología ovoide de aproximadamente 10 micrómetros, y en su extremo anterior posee dos flagelos que le proporcionan movilidad, además de estar involucrados en la reprod rep roducci ucción ón sexual sexual.. La mayor mayor parte parte de su espaci espacio o intrac intracelu elular lar está ocupado ocupado por un único único cloroplasto con forma de copa, el cual posee alrededor de 80 copias de su genoma. (Rivera, 2011) Es Estu tudi dios os de desc scri ript ptiv ivos os en el si sigl glo o XI XIX X co condu nduje jero ron n a la co comp mpre rens nsió ión n del ci cicl clo o de vi vida da de Chlamydomonas   y a su reconoc Chlamydomonas reconocimi imient ento o tempra temprano no como como un or organi ganismo smo con posibi posibilid lidade adess de

 

análisi anál isiss genétic genético o debido debido a su rápida rápida multip multiplic licaci ación ón y su fácil fácil manipu manipulac lación ión en cultiv cultivos os de laboratorio, sobre todo en la especie C. reinhardtii (Desroche, reinhardtii (Desroche, 1912).

III. Tipos de reproducción y ciclo de vida de Chlamydomonas reinhardtii reinhardtii Como la mayoría de hongos y algas unicelulares, C. reinhardtii presenta reinhardtii presenta un ciclo de vida en el que predomina la fase haploide, con reproducción asexual y sexual, dependiendo del entorno. La reproducción asexual ocurre a través de divisiones mitóticas dentro de la pared celular de una célula parental durante la etapa vegetativa haploide. Usualmente se producen cuatro u ocho células hijas flageladas que son liberadas de la pared celular. Si las condiciones del medio son apropiadas, las células vegetativas crecerán hasta iniciar un nuevo ciclo de reproducción asexual.  

La reproducción reproducción sexual involucra involucra dos gametos gametos móviles móviles morfológica morfológicamente mente indistingui indistinguibles bles

(isogametos) que pertenecen a tipos de apareamiento opuestos: positivo (mt +) o negativo (mt-). En condiciones adversas; como la oscuridad, la deshidratación y la alteración del equilibrio de nutrientes (principalmente compuestos nitrogenados), las células vegetativas haploides alteran su metabolismo y se diferencian en gametos especializados para el apareamiento de tipos opuestos (Sager y Granick, 1954). La fusión del citoplasma de los gametos, la lisis de la pared celular y la fusi fusión ón de los los nú núcl cleo eoss ha hapl ploi oides des llev llevaa a la form formaci ación ón de un ci cigot goto o cu cuat atri rifl flage agela lado do qu quee  posteriormente fusiona sus cloroplastos (Brown et al., 1968), pierde sus flagelos y madura hasta formar una zigospora. Las zigosporas adquieren una pared celular muy gruesa y resistente al entorno desfavorable, que le permite sobrevivir hasta la reaparición de las condiciones adecuadas; entonces, la zigospora se divide por meiosis y forma cuatro células hijas haploides flageladas (zoosporas) con tipos de apareamiento mt + y mt- en la proporción mendeliana 2:2.

 

En el laboratorio, el ciclo de vida de C. reinhardtii se reinhardtii se induce mediante cambios en el ambiente. La iluminación continua produce un crecimiento logarítmico rápido en cultivo líquido dependiendo de la cepa, la intensidad de la luz y la temperatura, y la composición del medio. La gametogénesis se induce en C. reinhardtii en reinhardtii en el laboratorio por privación de nitrógeno.

IV. IV. Importancia Importancia en Genética Los principales principales estudios genéticos genéticos realizad realizados os sobre el alga C. reinhardtii son reinhardtii son en gran medida sobre la herencia citoplasmática de genes cloroplastidiales, una forma de herencia no mendeliana. Una pionera en este campo fue Ruth Sager (1954) que describió una mutación de resistencia a la estreptomic estre ptomicina ina (sr R ) que es hereda heredado do de forma forma unipar uniparenta entall del progenit progenitor or mt+. La herencia unipa uni paren renta tall en Chlamydomonas Chlamydomonas   se explica explica por la destr destrucci ucción ón del genoma genoma clorop cloroplas lastia tiall del  progenitor mt- luego de la fusión de los cloroplastos de ambos gametos (Nishimura, 1999).  

Sager y Ramanis (1967) reportaron raras excepciones a la herencia uniparental que permitieron permitieron

detectar recombinantes entre los genotipos parentales. La tasa de recombinación aumentó cuando los gametos mt+ fueron sometidos a radiación UV antes del apareamiento con gametos mt -. El análisis cuantitativo de los recombinantes con marcadores moleculares permitió la elaboración de mapas genéticos del genoma cloroplastial, que fue finalmente completado por Maul et al. en 2002.  

Otros estudios genéticos realizados en Chlamydomonas Chlamydomonas incluyen:  incluyen:

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La determinación del patrón de herencia de mutaciones en cigotos diploides vegetativos a través de test de complementación en medios de cultivo selectivos (Harris et al., 1974).

 

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Análisis cuantitativo de tétradas (las cuatro zoosporas producidas después de la meiosis en la zigo zigosp spor ora) a) para para deter determi minar nar grupo gruposs de li liga gami mien ento to en entr tree lo loci ci,, la fr frecu ecuenc encia ia de recombinación y la interferencia (Gowans, 1965).

V. Bi Bibl blio iogr graf afía ía

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