DROSOPHILA MELANOGASTER: ĪPAŠĪBAS, ĢENĒTIKA, DZĪVES CIKLS - BIOLOĢIJA - 2025

Drosophila melanogaster ir divkājains kukainis, kura izmērs ir apmēram 3 mm un kurš barojas ar pūdošiem augļiem. To sauc arī par augļu mušu vai etiķa mušu. Tās zinātniskais nosaukums cēlies no latīņu valodas un nozīmē "melnā vēdera rasas cienītājs".

Šī suga tiek plaši izmantota ģenētikā, jo tai ir virkne priekšrocību, kas padara to par ideālu organismu šāda veida pētījumiem. Starp šīm īpašībām ir ērta uzturēšana kultūrā, īss dzīves cikls, samazināts hromosomu skaits un poligēno hromosomu klātbūtne.

Augļu muša Drosophila melanogaster. Uzņemts un rediģēts no: Sanjay Acharya

Citas vērtīgas Drosophila melanogaster īpašības ģenētiskiem pētījumiem ir tādas, ka mazā hromosomu skaita un lieluma dēļ ir viegli izpētīt mutāciju procesus tajās. Turklāt vairāk nekā pusei cilvēku gēnus kodējošo gēnu ekvivalenti ir nosakāmi šajā mušā.

raksturojums

Ģenētika un kariotips

Kariotips ir hromosomu kopums, ko uzrāda katra indivīda šūna pēc procesa, kurā šūnu reproducēšanas laikā tiek savienoti homologo hromosomu pāri. Šis kariotips ir raksturīgs katrai konkrētai sugai.

Drosophila melanogaster kariotipu veido viens dzimuma hromosomu pāris un trīs autosomālu hromosomu pāri. Pēdējie tiek identificēti secīgi ar cipariem 2–4. 4. hromosomas izmērs ir daudz mazāks nekā pārējiem vienaudžiem.

Neskatoties uz dzimuma hromosomu pāri, dzimuma noteikšanu šajā sugā kontrolē attiecības starp X dzimuma hromosomu un autosomām, nevis ar Y hromosomu, kā tas notiek cilvēkiem.

Genoms no savas puses ir gēnu kopums, kas atrodas šajās hromosomās, un augļu mušiņā to pārstāv apmēram 15 000 gēnu, kas sastāv no 165 miljoniem bāzes pāru.

Slāpekļa bāzes ir daļa no dzīvo būtņu DNS un RNS. DNS sastāvā tie veido pārus šī savienojuma dubultās spirāles konformācijas dēļ, tas ir, vienas spirāles pāru pamats ar bāzi citā ķēdes spirālē.

Mutācijas

Mutāciju var definēt kā jebkuras izmaiņas, kas notiek DNS nukleotīdu secībā. Drosophila melanogaster notiek dažāda veida mutācijas - gan klusas, gan ar acīmredzamu fenotipisku izpausmi. Daži no pazīstamākajiem ir:

Mutācijas spārnos

Spārnu attīstību Drosophila melanogasterā kodē ar 2. hromosomu. Šīs hromosomas mutācijas var izraisīt patoloģisku spārnu attīstību vai nu lieluma (vestigial spārni), vai formas (cirtaini vai izliekti spārni) dēļ.

Pirmā no šīm mutācijām ir recesīva, tas ir, lai mutācijas gēns varētu izpausties fenotipiski, mutants gēns vienlaikus ir jāpārmanto no tēva un mātes. Turpretī dominējošais ir izliektu spārnu gēns, tomēr tas izpaužas tikai tad, ja nesējs ir heterozigots, jo homozigoti nav dzīvotspējīgi.

Ir iespējama arī pilnīgi bez spārnu organismu parādīšanās.

Mutācijas acīs

Parastās augļu mušas acis ir sarkanas. Gēna mutācija, kas kodē šo krāsu, var izraisīt tās darbību tikai daļēji vai vispār nedarboties.

Kad mutācija daļēji ietekmē gēnu, rodas mazāk nekā parastais pigments; šajā gadījumā acis iegūst oranžu krāsu. Tieši pretēji, ja gēns nedarbojas, acis būs pilnīgi baltas.

Vēl viena mutācija notiek gēnā, kas kodē informāciju acu attīstībai. Šajā gadījumā mušas attīstīsies pieaugušā vecumā, bet bez acīm.

Nenormāla antenas attīstība

Gēnu mutācijas, kas kodē antenu attīstību, galu galā antenu vietā var izraisīt galvas kāju attīstību.

Drosophila melanogaster. Mutācija, ko sauc par antennapedia, kur antenas vietā uz galvas aug kājas. Uzņemts un rediģēts no: toony.

Mutācijas, kas ietekmē ķermeņa krāsojumu

Pigmenta ražošanu un izplatīšanos organismā kontrolē dažādi gēni Drosophila melanogaster. X dzimuma hromosomas mutācija var izraisīt mutantus nespēju ražot melanīnu, tāpēc viņu ķermenis būs dzeltens.

No otras puses, mutācija autosomālajā 3. hromosomā var ietekmēt ķermeņa pigmenta izplatību, šajā gadījumā pigments uzkrājas visā ķermenī, tāpēc tas būs melns.

Atsauces

1. M. Ashburner un TRF Wright (1978). Drosofila ģenētika un bioloģija. 2.a sēj. Akadēmiskā prese.
2. M. Ashburner, KG Golic & RS Hawley (2005). Drosophila: laboratorijas rokasgrāmatas 2. izdevums. Aukstā pavasara ostas laboratorijas prese.
3. Drosophila melanogaster. Vietnē Wikipedia. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
4. J. González (2002). Hromosomu elementu salīdzinošā evolūcija Drosophila ģintī. Doktora disertācija. Barselonas autonomā universitāte, Spānija.
5. M. Šventeners, DJ Combosch, JP Nelson & G. Giribet (2017). Filoģenomisks kukaiņu izcelsmes risinājums, risinot vēžveidīgo un heksapodu attiecības. Pašreizējā bioloģija.
6. S. Yamamoto, M. Jaiswal, W.-L. Čans, T. Gambins, E. Karaka… un HJ Bellens (2015). Drosophila mutantu ģenētiskais resurss cilvēku ģenētisko slimību pamatā esošo mehānismu izpētei. Šūna