Hoorcollege 2 – Organisme
Er zijn diverse soorten modelorganismen. Voorbeelden van vertebraten als modelorganismen, zijn
honden, knaagdieren, kippen, de Xenopus (kikker) en zebravissen. Deze organismen hebben een
zekere aaibaarheidsfactor. Dat maakt het werken met zulke modelorganismen lastiger.
Processen die zich in vertebraten of in andere ‘hogere’ organismen afspelen, worden daarom
bestudeerd in invertebraten. Invertebraten worden om de volgende redenen gebruikt als
modelorganismen:
• Ze hebben een korte generatietijd. Hierdoor hoeft men niet (te) lang te wachten op de
resultaten van een experiment.
• Onderzoek met invertebraten kost minder geld. In Nederland zijn er namelijk strenge regels
voor het houden van bijvoorbeeld knaagdieren, waardoor de kosten voor onderzoeken met
muizen best hoog zijn. Muizen zijn wel handig als men een vertaalslag (van de resultaten van
experimenten) wil maken van invertebraten naar zoogdieren. Maar als men iets basaals wil
onderzoeken, kan men beter teruggrijpen op een modelorganisme waarbij het onderzoek
minder geld kost (invertebraten!).
• Onderzoek met invertebraten kan met grote aantallen organismen gedaan worden. Het gebruik
van grotere aantallen organismen maakt de onderzoeksresultaten betrouwbaarder. Aan het
aantal proefdieren/modelorganismen zijn ook weer de kosten verbonden.
• Genetisch onderzoek is makkelijker uit te voeren bij invertebraten. Voor genetisch onderzoek
moeten namelijk vaak mutanten gemaakt worden. Onder andere vanwege ethische redenen is
het maken van mutanten bij hogere organismen lastiger. Invertebraten kunnen beter gebruikt
worden om mutanten te maken. Men heeft bij dergelijke organismen namelijk minder last van
ethische wetgeving. Aan invertebraten kan men makkelijker mutagenen toedienen. Daarnaast
kunnen de mutante invertebraten in grote aantallen bekeken worden.
• Invertebraten zijn minder complex. Ze hebben bijvoorbeeld vaak maar één kopie van een
bepaald gen, zoals van Hox-genen. Hogere organismen hebben dikwijls meerdere kopieën van
dergelijke genen. Daarom gaat het bestuderen van functies van bepaalde genen makkelijker bij
invertebraten. Aangezien zij vaak maar één kopie van een gen hebben, is dat gen – en daarmee
de functie van dat gen – makkelijk uit te schakelen.
• Bij invertebraten heeft men minder last van ethiek en bijbehorende wetgeving.
• Veel fundamentele processen zijn geconserveerd gebleven tussen lagere organismen en
zoogdieren. Daarom kan men bij invertebraten onderzoek doen naar bijvoorbeeld de functies
van bepaalde eiwitten, waarbij de functies direct te vertalen zijn naar hogere organismen,
omdat deze eiwitfuncties behouden zijn gebleven in de loop van de evolutie: de eiwitten
spelen in cellen van lagere én hogere organismen eenzelfde rol. Voor de bestudering van
fundamentele processen kunnen dus beter invertebraten ingezet worden.
Gisten zijn veelgebruikte modelorganismen. De celdeling van gisten lijkt bijvoorbeeld erg op
celdeling van zoogdiercellen (conservering!). Gisten zijn geschikte modelorganismen voor het
bestuderen van basale processen, maar gisten hebben geen weefsels/organen/etc. Ze zijn immers
eencellig. Daarom kan men bij gisten geen onderzoek doen naar weefsels en de vorming van weefsels
en dergelijke. Voor zulke onderzoeken heeft men dus andere modelorganismen nodig.
Organismen die vaak ingezet worden voor onderzoek, zijn insecten, zoals de Drosophila (fruitvlieg).
Aangezien er al veel onderzoek is gedaan aan Drosophila, is er al veel bekend en deze kennis kan men
gebruiken bij vervolgonderzoeken. Zo is er bij Drosophila onderzoek gedaan naar antilichamen en
mutanten. Drosophila is een van de oudste invertebrate modelorganismen.
Een ander veelgebruikt invertebrate modelorganisme, is de nematode C. Elegans (rondworm). In deze
rondworm doet men bijvoorbeeld veel onderzoek naar het zenuwstelsel.
C. Elegans is geheel doorzichtig en heeft een redelijk groot genoom (19.000 genen).
Er zijn diverse soorten modelorganismen. Voorbeelden van vertebraten als modelorganismen, zijn
honden, knaagdieren, kippen, de Xenopus (kikker) en zebravissen. Deze organismen hebben een
zekere aaibaarheidsfactor. Dat maakt het werken met zulke modelorganismen lastiger.
Processen die zich in vertebraten of in andere ‘hogere’ organismen afspelen, worden daarom
bestudeerd in invertebraten. Invertebraten worden om de volgende redenen gebruikt als
modelorganismen:
• Ze hebben een korte generatietijd. Hierdoor hoeft men niet (te) lang te wachten op de
resultaten van een experiment.
• Onderzoek met invertebraten kost minder geld. In Nederland zijn er namelijk strenge regels
voor het houden van bijvoorbeeld knaagdieren, waardoor de kosten voor onderzoeken met
muizen best hoog zijn. Muizen zijn wel handig als men een vertaalslag (van de resultaten van
experimenten) wil maken van invertebraten naar zoogdieren. Maar als men iets basaals wil
onderzoeken, kan men beter teruggrijpen op een modelorganisme waarbij het onderzoek
minder geld kost (invertebraten!).
• Onderzoek met invertebraten kan met grote aantallen organismen gedaan worden. Het gebruik
van grotere aantallen organismen maakt de onderzoeksresultaten betrouwbaarder. Aan het
aantal proefdieren/modelorganismen zijn ook weer de kosten verbonden.
• Genetisch onderzoek is makkelijker uit te voeren bij invertebraten. Voor genetisch onderzoek
moeten namelijk vaak mutanten gemaakt worden. Onder andere vanwege ethische redenen is
het maken van mutanten bij hogere organismen lastiger. Invertebraten kunnen beter gebruikt
worden om mutanten te maken. Men heeft bij dergelijke organismen namelijk minder last van
ethische wetgeving. Aan invertebraten kan men makkelijker mutagenen toedienen. Daarnaast
kunnen de mutante invertebraten in grote aantallen bekeken worden.
• Invertebraten zijn minder complex. Ze hebben bijvoorbeeld vaak maar één kopie van een
bepaald gen, zoals van Hox-genen. Hogere organismen hebben dikwijls meerdere kopieën van
dergelijke genen. Daarom gaat het bestuderen van functies van bepaalde genen makkelijker bij
invertebraten. Aangezien zij vaak maar één kopie van een gen hebben, is dat gen – en daarmee
de functie van dat gen – makkelijk uit te schakelen.
• Bij invertebraten heeft men minder last van ethiek en bijbehorende wetgeving.
• Veel fundamentele processen zijn geconserveerd gebleven tussen lagere organismen en
zoogdieren. Daarom kan men bij invertebraten onderzoek doen naar bijvoorbeeld de functies
van bepaalde eiwitten, waarbij de functies direct te vertalen zijn naar hogere organismen,
omdat deze eiwitfuncties behouden zijn gebleven in de loop van de evolutie: de eiwitten
spelen in cellen van lagere én hogere organismen eenzelfde rol. Voor de bestudering van
fundamentele processen kunnen dus beter invertebraten ingezet worden.
Gisten zijn veelgebruikte modelorganismen. De celdeling van gisten lijkt bijvoorbeeld erg op
celdeling van zoogdiercellen (conservering!). Gisten zijn geschikte modelorganismen voor het
bestuderen van basale processen, maar gisten hebben geen weefsels/organen/etc. Ze zijn immers
eencellig. Daarom kan men bij gisten geen onderzoek doen naar weefsels en de vorming van weefsels
en dergelijke. Voor zulke onderzoeken heeft men dus andere modelorganismen nodig.
Organismen die vaak ingezet worden voor onderzoek, zijn insecten, zoals de Drosophila (fruitvlieg).
Aangezien er al veel onderzoek is gedaan aan Drosophila, is er al veel bekend en deze kennis kan men
gebruiken bij vervolgonderzoeken. Zo is er bij Drosophila onderzoek gedaan naar antilichamen en
mutanten. Drosophila is een van de oudste invertebrate modelorganismen.
Een ander veelgebruikt invertebrate modelorganisme, is de nematode C. Elegans (rondworm). In deze
rondworm doet men bijvoorbeeld veel onderzoek naar het zenuwstelsel.
C. Elegans is geheel doorzichtig en heeft een redelijk groot genoom (19.000 genen).
