Caratteristiche di Drosophila Melanogaster, genetica, ciclo di vita

Drosophila melanogaster È un insetto di delpter che misura circa 3 mm e alimenta i frutti di decomposizione. È anche noto come il frutto o il flyfast di aceto. Il suo nome scientifico proviene dal latino e significa "amante dell'elettore nero Rocío".

Questa specie è ampiamente utilizzata nella genetica per presentare una serie di vantaggi che la rendono un organismo ideale per questo tipo di studi. Tra queste caratteristiche ci sono la sua facilità di manutenzione della coltura, un piccolo numero di cromosomi e presenti cromosomi politeni.

Drosophila Melanogaster Fruit Fly. Preso e curato da: Sanjay Acharya [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]

Altre caratteristiche preziose di Drosophila melanogaster Per gli studi genetici, a causa del piccolo numero e delle dimensioni dei loro cromosomi, è facile studiare i processi di mutazioni in essi. Inoltre, più della metà dei geni che codificano le malattie nell'uomo hanno il loro equivalente rilevabile in questa mosca.

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Caratteristiche

Drosophila melanogaster È un insetto del dipter, cioè ha una singola coppia di ali membranose anziché due coppie, come in altri insetti. È un organismo dioico, cioè che presenta sessi separati. Inoltre, presenta il dimorfismo sessuale.

La specie misura circa 3 mm, essendo la femmina leggermente più grande del maschio. Il suo corpo è composto da tre tagmatici (regioni): testa, torace e addome. Il numero di segmento della testa (6) e del torace (3) è simile nei maschi e nelle femmine, mentre il numero di segmenti di addome è più alto nelle femmine (7) rispetto ai maschi (6).

I sei segmenti cefalici vengono uniti e il primo viene riconosciuto perché trasporta le antenne, che sono formate da tre pezzi chiamati articoli. Anche i tre segmenti di torace vengono uniti e ognuno di essi porta un paio di gambe. Le ali sono inserite nel secondo segmento del torace.

La differenza nel numero di somitos addominali in entrambi i sessi è dovuta alla fusione, nei maschi, degli ultimi due segmenti.

Come suggerisce il nome, le mosche di questa specie hanno la pancia scura, tuttavia, ci sono mutazioni che possono influenzare la quantità e la distribuzione dei pigmenti nel loro corpo, dando loro una colorazione gialla o totalmente nera.

Una caratteristica di questa specie, a livello cromosomico, è che hanno cromosomi giganti (politici) nelle ghiandole salivari. I cromosomi polinici sono cromosomi che hanno sperimentato 10 o più serie di repliche di DNA, ma rimangono in uno stato di interfaccia, cioè non si verifica una divisione cellulare.

Dimorfismo sessuale

Come già indicato, le femmine sono leggermente più grandi dei maschi e hanno un ulteriore somito addominale. Altre caratteristiche che consentono la differenzia delle femmine sono:

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La presenza di un gruppo di funghi molto spesso nella prima coppia di gambe maschili. Questi funghi sono chiamati pettine sessuali e la loro funzione è quella di tenere la femmina durante il rapporto.

Infine, la femmina ha piastre ovipositor, che come piastre anali hanno una chiara colorazione. Mentre il maschio ha un arco genitale e pene, che insieme alle piastre anali sono colorazioni scure.

Drosophila melanogaster femmina e maschio. Preso e curato da: Madboy74 [CC0].

Ciclo vitale

Il ciclo di vita di Drosophila melanogaster È breve, in media si dice che dura tra 15 e 21 giorni. Tuttavia, la sua longevità può variare a seconda delle condizioni ambientali, principalmente a causa della temperatura del mezzo in cui si trova.

Ad esempio, le mosche coltivate in ambienti con un'umidità relativa del 60% hanno un ciclo di vita di circa 10 giorni, se sono mantenute a una temperatura di 25 ºC; Mentre la temperatura è di soli 20 ºC dura 15 giorni. Tuttavia, a 29 ° C possono vivere 30 giorni se le condizioni di umidità sono adeguate.

Dopo il rapporto sessuale, la femmina mette fino a 500 uova di circa 0,5 mm di lunghezza, di cui le larve si schiudono dopo 24 ore di sviluppo embrionale. Lo sviluppo larvale comprende tre fasi di circa un giorno per ciascuno di essi.

Dopo questa fase larvale, una fase di pupa continua che richiede 4 giorni. La pupa subirà una metamorfosi totale per lasciare il posto a un adulto, che raggiunge la maturità sessuale 12 ore dopo essere emersa dalla pupa.

Storia

I primi ricercatori a usare Drosophila melanogaster Come oggetto di studi genetici c'erano Thomas Hunt Morgan e collaboratori nel 1910. Questi ricercatori, della Columbia University (EE.UU), hanno studiato gli insetti in un laboratorio battezzato come la "stanza delle lanci".

Il terreno di coltura usato da Morgan e dai loro collaboratori per mantenere le mosche erano bottiglie di latte. Oggi, per la manutenzione vengono utilizzati mezzi più sofisticati che includono conservanti macerati e chimici per la manutenzione.

Il breve ciclo di vita e l'alto numero di prole che possono essere ottenuti in breve tempo, hanno permesso a questa mosca come per l'elaborazione delle mappe genetiche.

A causa della sua importanza negli studi genetici, è stato uno dei primi organismi a cui è stato studiato il loro genoma. Nel 2000, si sapeva Drosophila melanogaster possedeva più di 13.500 geni, grazie agli sforzi di istituzioni pubbliche e private.

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Più di un secolo dopo i primi studi su Morgan e collaboratori, la mosca della frutta è ancora ampiamente utilizzata come modello genetico per comprendere diverse malattie umane, che vanno dalle malattie metaboliche e al sistema immunitario, alle malattie neurodegenerative come Parkinson e Alzheimer.

Tassonomia e classificazione

La mosca della frutta è un insetto. L'ordinanza tradizionale degli artropodi comprende insetti (o esaipodi) accanto al Millpipedi.

Le classificazioni più recenti escludono i crostacei del gruppo e posizionano il resto nel sottofylum Oneramia. Tuttavia, gli studi molecolari suggeriscono che gli insetti sarebbero correlati ad alcuni crostacei inferiori, quest'ultimo essendo un gruppo polifiletico.

In ogni caso, le mosche della frutta appartengono all'ordine di Ditteri, Brachycera subordinata e la famiglia Drosophilidae. Il genere Drosophila È composto da circa 15 sottogeneri e circa 2000 specie.

Le specie D. Melanogaster Fu descritto da Maigen nel 1830 e appartiene al sottogenere Sophora, che contiene circa 150 specie divise in 10 diversi sottogruppi, appartenenti D. Melanogaster al sottogruppo Melanogaster

Genetica e cariotipo

Il cariotipo è l'insieme di cromosomi presentati da ciascuna cellula di un individuo, dopo il processo in cui le coppie di cromosomi omologhi sono uniti durante la riproduzione cellulare. Questo cariotipo è caratteristico per ogni particolare specie.

Il cariotipo di Drosophila melanogaster È formato da un paio di cromosomi sessuali e tre coppie di cromosomi autosomici. Questi ultimi sono identificati in sequenza con i numeri 2-4. Il cromosoma 4 è di dimensioni molto più piccole rispetto al resto dei suoi compagni.

Nonostante abbia presentato un paio di cromosomi sessuali, la determinazione del sesso in questa specie è controllata dalla relazione tra il cromosoma sessuale X e gli autosomi, e non dal cromosoma e come accade negli esseri umani.

Il genoma, nel frattempo, è l'insieme di geni contenuti in questi cromosomi e nella mosca della frutta è rappresentato da circa 15.000 geni composti da 165 milioni di coppie di basi.

Le basi di azoto fanno parte del DNA e dell'RNA degli esseri viventi.  Nel DNA formano coppie, a causa della conformazione della doppia elica di questo composto, cioè una base di un'elica è abbinata a una base nell'altra elica della catena.

Mutazioni

Una mutazione può essere definita come qualsiasi cambiamento che si verifica nella sequenza nucleotidica del DNA. In Drosophila melanogaster Si verificano vari tipi di mutazioni, sia silenziosa che evidente espressione fenotipica. Alcuni dei più noti sono:

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Mutazioni delle ali

Lo sviluppo delle ali in Drosophila melanogaster è codificato dal cromosoma 2. Le mutazioni in questo cromosoma possono causare lo sviluppo anormale delle ali, di dimensioni (ali vestigiali) o nella forma (ali ricci o curve).

La prima di queste mutazioni è recessiva, cioè, quindi si manifesta fenotipicamente, il gene mutante deve essere ereditato dal padre e dalla madre contemporaneamente. D'altra parte, il gene mutante delle ali curve è dominante, tuttavia si manifesta solo quando il portatore è eterozigote, poiché gli omozigoti non sono vitali.

È anche possibile apparire totalmente ali.

Mutazioni oculari

Gli occhi della normale mosca della frutta sono rossi. Una mutazione nel gene che codifica questo colore può far sì che funzioni solo parzialmente o meno.

Quando la mutazione colpisce parzialmente il gene, c'è una quantità di pigmento inferiore all'ordinario; In questo caso, gli occhi acquisiscono una colorazione arancione. Al contrario, se il gene non funziona, gli occhi saranno completamente bianchi.

Un'altra mutazione si verifica nel gene che codifica per lo sviluppo degli occhi. In questo caso, le mosche si svilupperanno fino all'età adulta, ma senza occhi.

Sviluppo di antenne anormali

Mutazioni nel gene che codifica lo sviluppo dell'antenna.

Drosophila melanogaster. Mutazione chiamata antennapedia, dove le gambe crescono nella testa, anziché le antenne. Preso e curato da: Toony [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)].

Mutazioni che influenzano la colorazione del corpo

La produzione di pigmenti e la loro distribuzione nel corpo è controllata da diversi geni in Drosophila melanogaster. Una mutazione nel cromosoma sessuale X può far produrre mutanti a produrre melanina, quindi il tuo corpo sarà giallo.

D'altra parte, una mutazione nel cromosoma di autosoma 3 può influire sulla distribuzione del pigmento corporeo in questo caso il pigmento si accumula in tutto il corpo, quindi questo sarà nero.

Riferimenti

1. M. Ashburner & T.R.F. Wright (1978). La genetica e la biologia di Drosophila. Vol. 2 °. Academic Press.
2. M. Ashburner, k.G. Golic & r.S. Hawley (2005). Drosophila: Al manuale di laboratorio 2a edizione. Cold Spring Harbor Laboratory Press.
3. Drosophila Melanogaster. In Wikipedia. Recuperato da.Wikipedia.org.
4. J. González (2002). Evoluzione comparativa degli elementi cromosomici nel genere Drosophila. Medico di grado di tesi. Università autonoma di Barcellona, ​​Spagna.
5. M. Schwentner, d.J. Combosch, j.P. Nelson e G. Giribet (2017). Una soluzione filogenomica all'origine degli insetti risolvendo le relazioni crostacei-hexapod. Biologia attuale.
6. S. Yamamoto, m. Jaiswal, w.-L. Chang, t. Gambin, e. Karaca ... & H.J. Bellen (2015). A Drosophila Risorsa genetica dei mutanti per studiare i meccanismi alla base delle malattie genetiche umane. Cellula