Características de Drosophila melanogaster, genética, ciclo de vida

Drosophila melanogaster É um inseto dipter que mede cerca de 3 mm e se alimenta de frutas de decomposição. Também é conhecido como fruta ou folha de vinagre. Seu nome científico vem de latim e significa "amante do eleitor negro Rocío".

Esta espécie é amplamente utilizada na genética para apresentar uma série de vantagens que o tornam um organismo ideal para esse tipo de estudo. Entre essas características estão sua facilidade de manutenção da cultura, um pequeno número de cromossomos e os cromossomos poli -hobênicos presentes.

Drosophila melanogaster Fruit Fly. Tomado e editado de: Sanjay Acharya [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)]

Outras características valiosas de Drosophila melanogaster Para estudos genéticos, devido ao pequeno número e tamanho de seus cromossomos, é fácil estudar processos de mutações neles. Além disso, mais da metade dos genes que codificam doenças em humanos têm seu equivalente detectável nesta mosca.

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Caracteristicas

Drosophila melanogaster É um inseto dipter, ou seja, tem um único par de asas membranosas em vez de dois pares, como em outros insetos. É um organismo dioico, ou seja, que apresenta sexos separados. Além disso, apresenta dimorfismo sexual.

A espécie mede cerca de 3 mm, sendo a fêmea um pouco maior que o macho. Seu corpo é composto de três tagmáticos (regiões): cabeça, tórax e abdômen. O número do segmento da cabeça (6) e o tórax (3) é semelhante em homens e mulheres, enquanto o número de segmentos do abdômen é maior nas mulheres (7) do que nos homens (6).

Os seis segmentos cefálicos são mesclados e o primeiro é reconhecido porque carrega as antenas, formadas por três peças chamadas artigos. Os três segmentos do tórax também são mesclados e cada um deles carrega um par de pernas. As asas são inseridas no segundo segmento de tórax.

A diferença no número de somitos abdominais em ambos os sexos é devido à fusão, nos homens, dos dois últimos segmentos.

Como o nome indica, as moscas desta espécie têm a barriga escura, no entanto, existem mutações que podem afetar a quantidade e a distribuição de pigmentos em seu corpo, dando -lhes uma coloração amarela ou totalmente negra.

Uma característica dessa espécie, no nível cromossômico, é que eles têm cromossomos gigantes (políticos) nas glândulas salivares. Os cromossomos polínicos são cromossomos que experimentaram 10 ou mais séries de replicações de DNA, mas permanecem em um estado de interface, ou seja, não ocorre.

Dimorfismo sexual

Como já indicado, as fêmeas são um pouco maiores que os homens e têm um somito abdominal adicional. Outras características que permitem diferenciar as fêmeas são:

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A presença de um grupo de cogumelos muito grosso no primeiro par de pernas do sexo masculino. Esses cogumelos são chamados de pente sexual e sua função é segurar a fêmea durante a relação sexual.

Finalmente, a fêmea possui placas ovipositor, que, como placas anal, têm uma coloração clara. Enquanto o macho tem um arco genital e pênis, que junto com as placas anais são coloração escura.

Drosophila melanogaster feminino e masculino. Tomado e editado de: madboy74 [cc0].

Ciclo de vida

O ciclo de vida de Drosophila melanogaster É curto, em média, diz -se que dura entre 15 e 21 dias. No entanto, sua longevidade pode variar dependendo das condições ambientais, principalmente devido à temperatura do meio onde está localizado.

Por exemplo, as moscas cultivadas em ambientes com uma umidade relativa de 60% têm um ciclo de vida de cerca de 10 dias, se forem mantidas a uma temperatura de 25 ºC; Enquanto a temperatura é de apenas 20 ºC dura 15 dias. No entanto, a 29ºC, eles podem viver 30 dias se as condições de umidade forem adequadas.

Após a relação sexual, as fêmeas colocam até 500 ovos de aproximadamente 0,5 mm de comprimento, dos quais as larvas eclodirão após 24 horas de desenvolvimento embrionário. O desenvolvimento larval inclui três estágios de aproximadamente um dia para cada um deles.

Após esse estágio larval, continua um estágio de pupa que leva 4 dias. A pupa sofrerá uma metamorfose total para dar lugar a um adulto, que atinge a maturidade sexual 12 horas depois de emergir da pupa.

História

Os primeiros pesquisadores a usar Drosophila melanogaster Como objeto de estudos genéticos, Thomas Hunt Morgan e colaboradores em 1910. Esses pesquisadores, da Columbia University (EE.UU), eles estudaram insetos em um laboratório batizado como a "sala dos gordes".

O meio de cultura usado por Morgan e seus colaboradores para manter as moscas eram garrafas de leite. Hoje, mídia mais sofisticada que inclui conservantes macerados e químicos para manutenção são usados ​​para manutenção.

O curto ciclo de vida e o alto número de filhos que podem ser obtidos em pouco tempo, permitidos essa mosca como a elaboração de mapas genéticos.

Devido à sua importância nos estudos genéticos, foi um dos primeiros organismos aos quais seu genoma foi estudado. Em 2000, sabia -se que Drosophila melanogaster possuía mais de 13.500 genes, graças aos esforços de instituições públicas e privadas.

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Mais de um século após os primeiros estudos de Morgan e colaboradores, a mosca da fruta ainda é amplamente utilizada como um modelo genético para entender diferentes doenças humanas, variando de doenças metabólicas e o sistema imunológico, a doenças neurodegenerativas, como Parkinson e Alzheimer's.

Taxonomia e classificação

A mosca da fruta é um inseto. A ordenança tradicional dos artrópodes inclui insetos (ou hexapods) ao lado da centopéia, milpiés, sífilos, paurópodes e crustáceos, dentro do grupo de artrópodes da mandíbula.

Classificações mais recentes excluem os crustáceos do grupo e colocam o restante no subfilum oneramia. No entanto, estudos moleculares sugerem que os insetos estariam relacionados a alguns crustáceos mais baixos, sendo este último um grupo polifilético.

De qualquer forma, as moscas da fruta pertencem à Ordem Diptera, Brachycera subordinada e à família Drosophilidae. O genero Drosophila É composto por cerca de 15 subgêneros e cerca de 2000 espécies.

As espécies D. Melanogaster Foi descrito por Maigen em 1830 e pertence ao subgênero Sophophora, que contém cerca de 150 espécies divididas em 10 subgrupos diferentes, pertencentes D. Melanogaster para o subgrupo Melanogaster

Genética e cariótipo

O cariótipo é o conjunto de cromossomos apresentados por cada célula de um indivíduo, após o processo em que os pares de cromossomos homólogos são unidos durante a reprodução de células. Este cariótipo é característico para cada espécie em particular.

O cariótipo de Drosophila melanogaster É formado por alguns cromossomos sexuais e três pares de cromossomos autossômicos. Estes últimos são identificados sequencialmente com os números 2-4. Cromossomo 4 é um tamanho muito menor que o resto de seus companheiros.

Apesar de apresentar alguns cromossomos sexuais, a determinação do sexo nesta espécie é controlada pela relação entre o cromossomo sexual X e os autossomas, e não pelo cromossomo e como acontece nos humanos.

Enquanto isso, o genoma é o conjunto de genes contidos nesses cromossomos, e na mosca da fruta é representada por cerca de 15.000 genes compostos por 165 milhões de pares de bases.

As bases de nitrogênio fazem parte do DNA e o RNA dos seres vivos.  No DNA, eles formam pares, devido à conformação da hélice dupla deste composto, ou seja, uma base de uma hélice é emparelhada com uma base na outra hélice da corrente.

Mutações

Uma mutação pode ser definida como qualquer alteração que ocorra na sequência de nucleotídeos de DNA. Em Drosophila melanogaster Vários tipos de mutações ocorrem, tanto a expressão fenotípica silenciosa quanto óbvia. Alguns dos mais conhecidos são:

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Mutações das asas

O desenvolvimento de asas em Drosophila melanogaster é codificado pelo cromossomo 2. Mutações neste cromossomo podem causar o desenvolvimento anormal das asas, em tamanho (asas vestigiais) ou na forma (asas encaracoladas ou curvas).

A primeira dessas mutações é recessiva, isto é, de modo que manifesta fenotipicamente, o gene mutante deve ser herdado do pai e da mãe simultaneamente. Por outro lado, o gene mutante das asas curvas é dominante, no entanto, ele só se manifesta quando o portador é heterozigoto, uma vez que os homozigotos não são viáveis.

Também é possível aparecer totalmente asas.

Mutações oculares

Os olhos da mosca de frutas normais são vermelhos. Uma mutação no gene que codifica essa cor pode fazer com que funcione apenas parcialmente ou não.

Quando a mutação afeta parcialmente o gene, há uma quantidade de pigmento menor que o comum; Nesse caso, os olhos adquirem uma coloração laranja. Pelo contrário, se o gene não funcionar, os olhos serão completamente brancos.

Outra mutação ocorre no gene que codifica as informações para o desenvolvimento dos olhos. Nesse caso, as moscas se desenvolverão até a idade adulta, mas sem olhos.

Desenvolvimento de antenas anormais

Mutações no gene que codifica o desenvolvimento da antena.

Drosophila melanogaster. Mutação chamada antenapedia, onde as pernas crescem na cabeça, em vez de antenas. Tomado e editado de: Toony [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)].

Mutações que afetam a coloração corporal

A produção de pigmentos e sua distribuição no corpo são controlados por diferentes genes em Drosophila melanogaster. Uma mutação no cromossomo sexual x pode fazer com que os mutantes não possam produzir melanina, então seu corpo ficará amarelo.

Por outro.

Referências

1. M. Ashburner & T.R.F. Wright (1978). A genética e biologia de Drosophila. Vol. 2º. Academic Press.
2. M. Ashburner, k.G. Golic & r.S. Hawley (2005). Drosophila: Para o Manual do Laboratório 2ª edição. Cold Spring Harbor Laboratory Press.
3. Drosophila Melanogaster. Na Wikipedia. Recuperado de.Wikipedia.org.
4. J. González (2002). Evolução comparativa de elementos cromossômicos no gênero Drosophila. Médico de Grau de Dissertação. Universidade Autônoma de Barcelona, ​​Espanha.
5. M. Schwentner, d.J. Combosch, j.P. Nelson & G. Giribet (2017). Uma solução filogenômica para a origem dos insetos, resolvendo relacionamentos de crustáceos-hexapodos. Biologia atual.
6. S. Yamamoto, m. Jaiswal, w.-eu. Chang, t. Gambin, e. Karaca ... & H.J. Bellen (2015). PARA Drosophila Recurso genético de mutantes para estudar mecanismos subjacentes a doenças genéticas humanas. Célula