DROSOPHILA MELANOGASTER: CHARAKTERYSTYKA, GENETYKA, CYKL ŻYCIA - BIOLOGIA - 2026

Drosophila melanogaster to muchomor mierzący około 3 mm, żywiący się rozkładającymi się owocami. Jest również znany jako muszka owocowa lub muszka ocetowa. Jego naukowa nazwa pochodzi z łaciny i oznacza „miłośnika czarnobrzuchy”.

Gatunek ten jest szeroko stosowany w genetyce, ponieważ posiada szereg zalet, które czynią go idealnym organizmem do tego typu badań. Wśród tych cech jest łatwość utrzymania w kulturze, krótki cykl życia, zmniejszona liczba chromosomów i prezentacja chromosomów poligenowych.

Mucha owocowa Drosophila melanogaster. Zrobione i zredagowane przez: Sanjay Acharya

Inną cenną cechą Drosophila melanogaster w badaniach genetycznych jest to, że ze względu na niewielką liczbę i wielkość jej chromosomów łatwo jest badać zachodzące w nich procesy mutacyjne. Ponadto ponad połowa genów kodujących choroby u ludzi ma swój odpowiednik wykrywalny u tej muchy.

cechy

Genetyka i kariotyp

Kariotyp to zestaw chromosomów, które przedstawia każda komórka osobnika, po procesie, w którym pary homologicznych chromosomów łączą się podczas reprodukcji komórki. Ten kariotyp jest charakterystyczny dla każdego konkretnego gatunku.

Kariotyp Drosophila melanogaster składa się z jednej pary chromosomów płciowych i trzech par chromosomów autosomalnych. Te ostatnie są identyfikowane kolejno numerami 2-4. Chromosom 4 jest znacznie mniejszy niż reszta jego odpowiedników.

Pomimo posiadania pary chromosomów płci, determinacja płci u tego gatunku jest kontrolowana przez relację między chromosomem płciowym X a autosomami, a nie przez chromosom Y, który występuje u ludzi.

Z kolei genom to zestaw genów zawartych w tych chromosomach, aw muszce owocowej reprezentowany jest przez około 15 000 genów składających się ze 165 milionów par zasad.

Zasady azotowe są częścią DNA i RNA istot żywych. W DNA tworzą pary ze względu na konformację podwójnej helisy tego związku, czyli podstawę jednej pary helisy z zasadą w drugiej helisie łańcucha.

Mutacje

Mutację można zdefiniować jako każdą zmianę, która zachodzi w sekwencji nukleotydów DNA. W Drosophila melanogaster występują różne typy mutacji, zarówno ciche, jak iz oczywistą ekspresją fenotypową. Niektóre z najbardziej znanych to:

Mutacje w skrzydłach

Rozwój skrzydeł u Drosophila melanogaster jest kodowany przez chromosom 2. Mutacje w tym chromosomie mogą powodować nieprawidłowy rozwój skrzydeł, zarówno pod względem wielkości (szczątkowe skrzydła), jak i kształtu (kręcone lub zakrzywione skrzydła).

Pierwsza z tych mutacji jest recesywna, to znaczy, aby manifestowała się fenotypowo, zmutowany gen musi być odziedziczony po ojcu i matce jednocześnie. W przeciwieństwie, zmutowany gen dla zakrzywionych skrzydeł jest dominujący, jednak objawia się on tylko wtedy, gdy nosiciel jest heterozygotyczny, ponieważ homozygoty nie są zdolne do życia.

Możliwe jest również pojawienie się organizmów całkowicie bezskrzydłych.

Mutacje w oczach

Oczy normalnej muszki owocowej są czerwone. Mutacja w genie kodującym ten kolor może spowodować, że będzie on działał tylko częściowo lub wcale.

Kiedy mutacja częściowo wpływa na gen, wytwarzane jest mniej niż zwykły pigment; w tym przypadku oczy nabierają pomarańczowego zabarwienia. Wręcz przeciwnie, jeśli gen nie działa, oczy będą całkowicie białe.

Inna mutacja występuje w genie kodującym informacje potrzebne do rozwoju oczu. W tym przypadku muchy rozwiną się w dorosłość, ale bez oczu.

Nieprawidłowy rozwój anteny

Mutacje w genie kodującym rozwój anten mogą ostatecznie spowodować rozwój pary nóg na głowie zamiast na antenach.

Muszka owocowa. Mutacja zwana antennapedia, w której nogi wyrastają na głowie zamiast czułek. Zrobione i edytowane z: toony.

Mutacje wpływające na kolor ciała

Produkcja i dystrybucja pigmentu w organizmie jest kontrolowana przez różne geny Drosophila melanogaster. Mutacja na chromosomie płci X może spowodować, że mutanci nie będą w stanie produkować melaniny, więc ich ciało będzie żółte.

Z drugiej strony mutacja w autosomalnym chromosomie 3 może wpływać na dystrybucję pigmentu ciała w tym przypadku pigment gromadzi się w całym ciele, więc będzie czarny.

Bibliografia

1. M. Ashburner i TRF Wright (1978). Genetyka i biologia Drosophila. Vol. 2a. Academic Press.
2. M. Ashburner, KG Golic & RS Hawley (2005). Drosophila: A laboratory Handbook 2nd edition. Prasa laboratoryjna Cold Spring Harbor.
3. Muszka owocowa. Na Wikipedii. Odzyskany z en.wikipedia.org.
4. J. González (2002). Ewolucja porównawcza elementów chromosomalnych z rodzaju Drosophila. Rozprawa doktorska. Uniwersytet Autonomiczny w Barcelonie, Hiszpania.
5. M. Schwentner, DJ Combosch, JP Nelson & G. Giribet (2017). Filogenomiczne rozwiązanie problemu pochodzenia owadów poprzez rozwiązanie relacji skorupiak-heksapod. Aktualna biologia.
6. S. Yamamoto, M. Jaiswal, W.-L. Chang, T. Gambin, E. Karaca… & HJ Bellen (2015). Genetyczny zasób mutantów Drosophila do badania mechanizmów leżących u podstaw ludzkich chorób genetycznych. Komórka