DROSOPHILA MELANOGASTER: VLASTNOSTI, GENETIKA, ŽIVOTNÍ CYKLUS - BIOLOGIE - 2025

Drosophila melanogaster je potkávací hmyz měřící asi 3 mm a živící se rozpadajícím se ovocem. To je také známé jako muška na ovoce nebo ocet. Jeho vědecké jméno pochází z latiny a znamená „milenec černozrnné rosy“.

Tento druh je široce používán v genetice, protože představuje řadu výhod, díky kterým je ideálním organismem pro tento typ studia. Mezi tyto vlastnosti patří snadná údržba v kultuře, krátký životní cyklus, snížený počet chromozomů a prezentace polygenních chromozomů.

Ovocná muška Drosophila melanogaster. Převzato a upraveno od: Sanjay Acharya

Další cenné vlastnosti Drosophila melanogaster pro genetické studie je to, že vzhledem k malému počtu a velikosti jejích chromozomů je snadné v nich studovat mutační procesy. Kromě toho má více než polovina genů, které kódují nemoci u lidí, svůj ekvivalent detekovatelný v tomto letu.

vlastnosti

Genetika a karyotyp

Karyotyp je sada chromozomů, které každá buňka jednotlivce představuje, po procesu, ve kterém jsou páry homologních chromozomů spojeny během buněčné reprodukce. Tento karyotyp je charakteristický pro každý konkrétní druh.

Karyotyp Drosophila melanogaster se skládá z jednoho páru pohlavních chromozomů a tří párů autozomálních chromozomů. Posledně jmenované jsou postupně označeny čísly 2-4. Chromozom 4 má mnohem menší velikost než zbytek jeho vrstevníků.

Přesto, že má pár pohlavních chromozomů, je určování pohlaví u tohoto druhu řízeno vztahem mezi pohlavním chromozomem X a autosomy, a nikoli chromozomem Y, jak se vyskytuje u lidí.

Genom je sám o sobě soubor genů obsažených v těchto chromozomech a v ovocné mušce je představován asi 15 000 genů tvořených 165 miliony párů bází.

Dusíkaté báze jsou součástí DNA a RNA živých bytostí. V DNA vytvářejí páry díky dvojité spirálové konformaci této sloučeniny, to znamená, báze jednoho páru spirál s bází v druhé spirále řetězu.

Mutace

Mutace může být definována jako jakákoli změna, ke které dochází v nukleotidové sekvenci DNA. V Drosophila melanogaster se vyskytují různé typy mutací, jak tiché, tak se zjevnou fenotypovou expresí. Některé z nejznámějších jsou:

Mutace v křídlech

Vývoj křídla v Drosophila melanogaster je kódován chromozomem 2. Mutace v tomto chromozomu mohou způsobit neobvyklý vývoj křídla, ať už ve velikosti (křídla křídla) nebo tvaru (křídla nebo zakřivená křídla).

První z těchto mutací je recesivní, tj. Aby se fenotypově projevil, musí být mutantní gen zděděn současně od otce i matky. Naproti tomu mutantní gen pro zakřivená křídla je dominantní, ale projevuje se pouze tehdy, když je nosič heterozygotní, protože homozygoti nejsou životaschopní.

Je také možný výskyt zcela bezkřídlých organismů.

Mutace v očích

Oči normální ovocné mušky jsou červené. Mutace v genu, který kóduje tuto barvu, může způsobit, že bude fungovat pouze částečně nebo vůbec.

Když mutace částečně ovlivňuje gen, produkuje se méně než běžný pigment; v tomto případě získají oči oranžové zbarvení. Naopak, pokud gen nebude fungovat, budou oči zcela bílé.

Další mutace se vyskytuje v genu, který kóduje informace pro vývoj očí. V tomto případě se mouchy vyvinou do dospělosti, ale bez očí.

Abnormální vývoj antény

Mutace v genu, který kóduje vývoj antén, mohou nakonec způsobit namísto antén vývoj dvojice hlav.

Drosophila melanogaster. Mutace zvaná antennapedia, kde nohy rostou na hlavě namísto antén. Převzato a upraveno z: toony.

Mutace ovlivňující zbarvení těla

Produkce a distribuce pigmentu v těle je řízena různými geny v Drosophila melanogaster. Mutace na chromozomu X sex může způsobit, že mutanti nebudou schopni produkovat melanin, takže jejich tělo bude žluté.

Na druhé straně mutace v autosomálním chromozomu 3 může v tomto případě ovlivnit distribuci tělového pigmentu, pigment se hromadí v celém těle, takže bude černý.

Reference

1. M. Ashburner a TRF Wright (1978). Genetika a biologie Drosophily. Svazek 2a. Academic Press.
2. M. Ashburner, KG Golic a RS Hawley (2005). Drosophila: Laboratorní příručka 2. vydání. Cold Spring Harbor Laboratory Press.
3. Drosophila melanogaster. Na Wikipedii. Obnoveno z en.wikipedia.org.
4. J. González (2002). Srovnávací vývoj chromozomálních prvků v rodu Drosophila. Doktorská disertační práce. Autonomní univerzita v Barceloně, Španělsko.
5. M. Schwentner, DJ Combosch, JP Nelson a G. Giribet (2017). Fylogenomické řešení původu hmyzu vyřešením vztahů mezi korýši a hexapodem. Aktuální biologie.
6. S. Yamamoto, M. Jaiswal, W.-L. Chang, T. Gambin, E. Karaca… & HJ Bellen (2015). Genetický zdroj mutantů Drosophila ke studiu mechanismů, na nichž jsou založeny lidské genetické choroby. Buňka