DROSOPHILA MELANOGASTER: VLASTNOSTI, GENETIKA, ŽIVOTNÝ CYKLUS - BIOLÓGIE - 2026

Drosophila melanogaster je máčací hmyz s rozmermi asi 3 mm, ktorý sa živí rozpadajúcimi sa plodmi. Je tiež známa ako ovocná muška alebo ocot. Jeho vedecký názov pochádza z latinčiny a znamená „milovník černozrnnej rosy“.

Tento druh sa bežne používa v genetike, pretože predstavuje rad výhod, vďaka ktorým je ideálnym organizmom pre tento typ štúdie. Medzi tieto vlastnosti patrí ľahká údržba v kultúre, krátky životný cyklus, znížený počet chromozómov a prezentácia polygénnych chromozómov.

Ovocná muška Drosophila melanogaster. Prevzaté a upravené: Sanjay Acharya

Ďalšou cennou charakteristikou Drosophila melanogaster pre genetické štúdie je to, že v dôsledku malého počtu a veľkosti svojich chromozómov je ľahké v nich študovať mutačné procesy. Okrem toho má viac ako polovica génov, ktoré kódujú choroby u ľudí, svoj ekvivalent detegovateľný pri tejto muchy.

vlastnosti

Genetika a karyotyp

Karyotyp je skupina chromozómov, ktoré každá bunka jednotlivca predstavuje po procese, v ktorom sa páry homológnych chromozómov spájajú počas reprodukcie buniek. Tento karyotyp je charakteristický pre každý konkrétny druh.

Karyotyp Drosophila melanogaster sa skladá z jedného páru pohlavných chromozómov a troch párov autozomálnych chromozómov. Posledne menované sú identifikované postupne s číslami 2-4. Chromozóm 4 má omnoho menšiu veľkosť ako zvyšok jeho kolegov.

Napriek tomu, že pohlavné chromozómy majú pár, je pohlavné určovanie tohto druhu riadené vzťahom medzi pohlavným chromozómom X a autozómami, a nie chromozómom Y, ako sa vyskytuje u ľudí.

Genom je sám o sebe súbor génov obsiahnutých v týchto chromozómoch a v ovocnej muške predstavuje asi 15 000 génov tvorených 165 miliónmi bázových párov.

Dusíkaté bázy sú súčasťou DNA a RNA živých bytostí. V DNA vytvárajú páry vďaka dvojzávitnicovej konformácii tejto zlúčeniny, to znamená báza jedného páru skrutkovíc s bázou v druhej skrutkovici reťazca.

mutácie

Mutácia môže byť definovaná ako akákoľvek zmena, ktorá nastane v nukleotidovej sekvencii DNA. V Drosophila melanogaster sa vyskytujú rôzne typy mutácií, tiché a so zjavnou fenotypovou expresiou. Niektoré z najznámejších sú:

Mutácie v krídlach

Vývoj krídla v Drosophila melanogaster je kódovaný chromozómom 2. Mutácie v tomto chromozóme môžu spôsobiť abnormálny vývoj krídla, buď vo veľkosti (krídla krídla) alebo tvaru (kučeravé alebo zakrivené krídla).

Prvá z týchto mutácií je recesívna, to znamená, že aby sa fenotypicky prejavila, musí sa mutantný gén zdediť po otcovi a matke súčasne. Naopak mutantný gén pre zakrivené krídla je dominantný, prejavuje sa však iba vtedy, keď je nosič heterozygotný, pretože homozygoti nie sú životaschopní.

Možný je aj výskyt úplne bez krídel.

Mutácie v očiach

Oči normálnej ovocnej mušky sú červené. Mutácia v géne, ktorý kóduje túto farbu, môže spôsobiť, že bude fungovať iba čiastočne alebo vôbec.

Ak mutácia čiastočne ovplyvňuje gén, vytvára sa menej ako obyčajný pigment; v tomto prípade majú oči oranžové zafarbenie. Naopak, ak gén nefunguje, oči budú úplne biele.

Ďalšia mutácia sa vyskytuje v géne, ktorý kóduje informácie pre vývoj očí. V tomto prípade sa muchy vyvinú do dospelosti, ale bez očí.

Abnormálny vývoj antény

Mutácie v géne, ktoré kódujú vývoj antén, môžu nakoniec spôsobiť, že sa na hlave namiesto antén vyvinie dvojica nôh.

Drosophila melanogaster. Mutácia nazývaná antennapedia, kde nohy rastú na hlave namiesto antén. Prevzaté a upravené: toony.

Mutácie, ktoré ovplyvňujú sfarbenie tela

Produkcia a distribúcia pigmentu v tele je riadená rôznymi génmi v Drosophila melanogaster. Mutácia na chromozóme X sex môže spôsobiť, že mutanti nebudú schopní produkovať melanín, takže ich telo bude žlté.

Na druhej strane mutácia v autozomálnom chromozóme 3 môže ovplyvniť distribúciu telového pigmentu, v tomto prípade sa pigment hromadí v tele, takže bude čierny.

Referencie

1. M. Ashburner a TRF Wright (1978). Genetika a biológia Drosophily. Zväzok 2a. Academic Press.
2. M. Ashburner, KG Golic a RS Hawley (2005). Drosophila: Laboratórna príručka, 2. vydanie. Cold Spring Harbor Laboratory Press.
3. Drosophila melanogaster. Na Wikipédii. Obnovené z en.wikipedia.org.
4. J. González (2002). Porovnávací vývoj chromozomálnych prvkov v rode Drosophila. Doktorandská dizertačná práca. Autonómna univerzita v Barcelone, Španielsko.
5. M. Schwentner, DJ Combosch, JP Nelson a G. Giribet (2017). Fylogenomické riešenie pôvodu hmyzu vyriešením vzťahov medzi kôrovcami a hexapodmi. Aktuálna biológia.
6. S. Yamamoto, M. Jaiswal, W.-L. Chang, T. Gambin, E. Karaca … & HJ Bellen (2015). Genetický zdroj mutantov Drosophila na štúdium mechanizmov, na ktorých sú založené ľudské genetické choroby. Bunka