WikiSkripta projdou ve čtvrtek 24. května 2012 aktualizací a údržbou. Možná zaznamenáte výpadek. Je čas na relax :-).Drosophila melanogaster
Drosophila melanogaster, čeľaď octomilkovité, rad dvojkrídlovce, tiež známa ako octová muška, je jeden z najčastejšie používaných modelových organizmov v biológii a tiež genetike, fyziológii, mikrobiológii (pri skúmani patogenity mikróbov) a evolúcii, pretože sa rýchlo rozmnožujú a kladú veľké množstvo vajíčok.
Obsah |
upravit Vzhľad
Prírodný typ drozophily má červené oči a žltohnedú farbu s čiernymi prúžkami cez bruško. U drozophil pozorujeme sexuálny dimorfizmus: samčekovia sú menší s čiernym bruškom. Veľkosť drozofily je približne 2,5 mm.
upravit Životný cyklus a rozmnožovanie
Vývojova doba Drosophily sa mení s teplotou, tak ako u mnohých studenokrvných druhov. Najkratšia možná doba od vajíčka po dospelého jedinca predstavuje 7 dní pri 28°C. Pri vyššej teplote sa táto doba predlžuje kvôli teplotnému stresu. Samičky kladú približne 400 vajíčok, okolo 5 naraz, do hnijúceho ovocia alebo iného vhodného materiálu ako sú rozkladajúce sa huby alebo miazga. Vajíčka (dlhé asi 0,5 mm) sa liahnu po 12−15 hodinách. Počas nasledujúci 4 dní sa larvy dvakrát zvliekajú, a to približne 24 a 48 hodín po svojom vyliahnutí. Počas tohto času sa kŕmia mikroorganizmami rozkladajúcimi ovocie a cukrom zo samotného ovocia. Potom sa larvy zakuklia a podstúpia štvordennú metamorfózu počas ktorej vznikne dospelý jedinec.
Samička reaguje na dvoriacich samčekov približne 8−12 hodín po vyliahnutí. Priemerný čas úspešnej kopulácie je 30 minút, počas ktorých samček umiestni do samičky niekoľko stovák nezvyčajne dlhých spermií (1,76mm). Samičky skladujú spermie v špeciálnych orgánoch kde spolu súťažia spermie z niekoľkých párení o oplodnenie. Najvyšsia pravdepodobnosť oplodnenia vajíčok je od posledného samčeka (až 80 % vajíčok) tým, že inaktivuje spermie predchádzajúcich samčekov.
upravit Modelový organizmus v genetike
Drosophila melanogaster je jedným z najviac študovaných organizmov v biologickom výskume, najmä v oblasti genetiky a vývojovej biológie a to z niekoľkých dôvodov:
- Pre starostlivosť a kultiváciu nie je potrebné zložité vybavenie a využíva sa len malý priestor a to aj v prípade použitia veľkých kultúr a tiež celkové náklady sú nízke.
- Drosophila dokáže v laboratórnych podmienkach veľmi ľahko narásť a jej morfológia je jednoduchá na identifikáciu v prípade jej umrtvenia (najčastejšie etherom, oxidom uhličitým, schladením…).
- Vyznačujú sa krátkou generačnou dobou (asi desať dní pri izbovej teplote), takže niekoľko generácií je možné študovať už po niekoľkých týždňoch.
- Ďalšou výhodnou vlastnosťou je vysoká plodnosť (samičky kladú viac než 100 vajíčok denne a dokonca aj 2000 počas celého života).
- Samčekovia a samičky sú ľahko rozoznateľní a neoplodnené samičky je možné ľahko izolovať, čo uľahčuje genetické kríženie.
- V slinných žľazách dospelej larvy sa vyskytujú veľké chromozómy, nazývané aj polyténne chromozómy, s ľahko označiteľnými miestami transkripcie a tým aj génovej aktivity.
- Pozostávajú len zo štyroch párov chromozómov: troch autozómov a jedného páru pohlavných chromozómov.
- V prípade samčekov nedochádza k meiotickej rekombinácii, čo uľahčuje genetické štúdie.
- Technika genetických transformácií je dostupná od roku 1987.
- Sekvencia kompletného genómu bola po prvýkrát publikovaná v roku 2000.
upravit Génové markery
Pri výskume drosophil sú bežne používané génové markery, napr. vo vnútri balancovaných chromozómov alebo P-inzertých elementov a väčšina fenotypov je veľmi ľahko identifikovateľná a viditeľná prostým okom alebo pod mikroskopom.
Zoznam najčastejšie využívaných markerov:
- Cy1: krídla sa stáčajú smerom od tela, možné zhoršenie letu
- e1: čierne telo a krídla (heterozygoti sú taktiež viditeľne tmavší ako divoký typ)
- Sb1: chlpy sú kratšie a tenšie
- w1: oči strácajú pigmentáciu a javia sa ako biele, možné zhoršenie zraku
- y1: telesná pigmentácia a krídla sa javia žlto
Gény drosophily sú väčšinou pomenované podľa fenotypu v prípade mutácie. Tento systém nomenklatúry vyúsťuje v širší rozsah názvov génov ako v prípade iných organizmov.
upravit Genóm
Genóm drosophily melanogaster pozostáva zo štyroch párov chromozómov: jeden pár pohlavných chromozómov a tri páry autozómov, označovaných ako 2, 3, 4, pričom štvrtý z nich je tak tenký, že je často ignorovaný aj napriek tomu, že obsahuje dôležitý slepý gén. Anotovaná Sekvencia genómu pozostáva zo 165 miliónov párov bází a tvorí ju približne 13,767 proteín kódujúcich génov, ktoré tvoria 20 % genómu z celkového počtu 14,000 génov. Viac ako 60 % genómu sa javí ako DNA nekódujúca proteíny, ale zúčastňuje sa kontroly génovej expresie. Determinácia pohlavia u drosophily je možná vďaka pomeru X chromozómov ku autozómom, nie vďaka prítomnosti Y chromozómu, ako v prípade ľudí. Aj napriek tomu, že je Y chromozóm heterochromatický, pozostáva z najmenej 16 génov, z ktorých má zrejme veľa určitý súvis s funkciami v samčekovom organizme.
upravit Využitie v humánnej medicíne
Drosophila je využívaná ako genetický model pre mnoho ľudských chorôb vrátane neurodegeneratívnych ochorení ako Parkinsonova choroba/PGS, Huntingtonova chorea , ischemická cievna mozgová príhoda, či Alzheimerova choroba. Taktiež býva využívaná k štúdii mechanizmu starnutia a oxidačného stresu, imunitného systému, cukrovky, rakoviny či drogovej závislosti.
