Drosophila ---- literatura relacionada

Ciclo de vida de Drosophila Insectos Drosophila (Drosophila). Alrededor de 1.000 especies. Se utiliza ampliamente como material de investigación en interiores y exteriores sobre genética y evolución, especialmente la mosca de la fruta (D. melanogaster) es fácil de cultivar. Su ciclo de vida es corto, menos de dos semanas a temperatura ambiente. Se han recopilado más datos genéticos sobre moscas de la fruta que sobre cualquier otro animal. Utilice los cromosomas de Drosophila, especialmente los cromosomas más grandes de las glándulas salivales de las larvas maduras, para estudiar la base de los rasgos heredados y la acción de los genes. No se sabe lo suficiente sobre la biología de las moscas de la fruta en la naturaleza. Algunas especies viven de frutos podridos. Algunas especies viven en hongos o flores carnosas. [Editar este párrafo] Características de apariencia La Drosophila melanogaster es de tamaño pequeño, con una longitud corporal de 3 a 4 mm. Es difícil identificar especies similares, y su principal característica son sus grandes ojos compuestos de color rojo. La hembra mide 2,5 mm de largo y el macho es aún más pequeño. Los machos tienen extremidades traseras oscuras para distinguirlos de las hembras. [Editar este párrafo] Rango de distribución Los insectos Drosophila se distribuyen por todo el mundo como los humanos y pasan el invierno en hogares humanos. Debido a su pequeño tamaño, pueden pasar fácilmente a través de ventanas de arena, por lo que también se ven comúnmente en ambientes domésticos. [Editar este párrafo] Entorno de vida Algunas especies viven de frutos podridos. Algunas especies viven en hongos o flores carnosas. Siempre que encuentre muchas moscas pequeñas de ojos rojos junto a los botes de basura o en frutas que han estado abandonadas durante mucho tiempo, son moscas de la fruta. Las larvas de la mosca de la fruta están acostumbradas a reproducirse en basureros o frutas podridas; [Editar este párrafo] Drosophila melanogaster Drosophila melanogaster se describió por primera vez en 1830. La primera vez que fue utilizado como objeto de investigación experimental fue en 1901, por el zoólogo y genetista William Ernst Custer. A través de la investigación de la línea germinal en moscas de la fruta, trató de comprender los resultados de múltiples generaciones de endogamia y los fenómenos que ocurren cuando se toman cruces de una de las generaciones. En 1910, Thomas Hunt Morgan comenzó a criar moscas de la fruta en el laboratorio y a realizar investigaciones sistemáticas sobre ellas. Después de eso, muchos genetistas comenzaron a utilizar moscas de la fruta para la investigación y obtuvieron mucho conocimiento genético, incluida la distribución de genes en el genoma de la mosca en los cromosomas. Las moscas hembras pueden poner 400 huevos de 0,5 mm de tamaño a la vez. Están rodeados por corion y una capa de membrana vitelina. Su tasa de desarrollo se ve afectada por la temperatura ambiente. En un ambiente de 25 ℃, las larvas saldrán del caparazón después de 22 horas y comenzarán a buscar alimento inmediatamente. Debido a que los padres los colocarán sobre frutas podridas u otra materia orgánica en fermentación, su primera fuente de alimento son los microorganismos que pudren la fruta, como levaduras y bacterias, seguidos de las frutas azucaradas. Las larvas mudarán por primera vez después de 24 horas y continuarán creciendo hasta alcanzar la segunda etapa de desarrollo larvario. Después de tres etapas de desarrollo larvario y cuatro días de etapa de pupa, se convertirán en adultos después de un día a 25°C. [Editar este párrafo] Investigación científica sobre moscas de la fruta genéticamente modificadas Nacen moscas de la fruta genéticamente modificadas: pueden controlarse de forma remota mediante irradiación láser. El control remoto ya no es una patente para productos electrónicos. Los científicos han creado recientemente una mosca de la fruta genéticamente modificada que puede. use irradiación láser para controlar remotamente su comportamiento, haciendo que las moscas de la fruta perezosas se activen y comiencen a gatear, saltar o volar. El artículo correspondiente fue publicado en el último número de la revista Cell. Aunque controlar a distancia esta mosca de la fruta no es tan cómodo como conducir un coche teledirigido, los métodos pertinentes son de gran importancia para estudiar los nervios y el comportamiento de los animales. En el pasado, cuando los científicos estudiaban las bases neuronales del comportamiento animal, generalmente utilizaban métodos como la estimulación de los nervios con electrodos. Pero estos métodos son invasivos y pueden impedir el movimiento de un animal o incluso paralizarlo, y es imposible que los electrodos lleguen a todas las neuronas de todo el sistema nervioso. Los neurobiólogos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Yale (Estados Unidos) insertaron un gen de ratas en moscas de la fruta. Este gen codifica una proteína de canal iónico. En presencia de la molécula bioenergética ATP en el medio ambiente, este canal iónico permite que las partículas cargadas atraviesen la membrana celular, transmitiendo así impulsos eléctricos. Cromosomas de Drosophila A continuación, los investigadores inyectaron a las moscas moléculas de ATP que estaban inactivas porque estaban envueltas en otra molécula. La irradiación de moscas de la fruta con láser ultravioleta puede liberar moléculas de ATP de sus ataduras, activar canales iónicos y estimular los nervios de las moscas de la fruta con señales eléctricas. Los experimentos muestran que si esta proteína del canal iónico se expresa en las neuronas dopaminérgicas que controlan el rastreo de las moscas de la fruta, las perezosas moscas de la fruta se vuelven hiperactivas cuando se exponen a la luz láser. Si el canal iónico se expresa en un nervio grande que controla la respuesta de escape de la mosca, la luz láser puede hacer que la mosca salte, agite sus alas y se vaya volando. Los investigadores dijeron que esta tecnología se puede utilizar para estudiar muchos otros comportamientos de los organismos, como el cortejo, el apareamiento y la alimentación. Drosophila se divide en ojos blancos y ojos rojos que son el resultado de mutaciones genéticas y son herencia recesiva ubicada en el. Cromosoma X, debido a que sólo tienen 4 pares de cromosomas facilitan la observación experimental y se suelen utilizar para estudiar la herencia ligada al sexo. El biólogo estadounidense Morgan utilizó una vez este rasgo para estudiar las leyes del enlace y el intercambio de genes. Pero cabe señalar que las moscas de la fruta pueden retrocruzarse y su ciclo de crecimiento es corto, pero Morgan ha realizado experimentos de retrocruzamiento. Drosophila y Morgan: el resorte de la ley de la herencia [1] Morgan utilizó principalmente moscas de la fruta como materiales experimentales en sus experimentos genéticos, y todos sus importantes descubrimientos se realizaron a partir de moscas de la fruta. Algunas personas dicen: Dios creó moscas de la fruta para Morgan. Pequeñas y lindas moscas de la fruta Las moscas de la fruta son moscas pequeñas, de sólo unos pocos milímetros de longitud. , porque le gusta volar sobre frutas podridas, por eso se le llama mosca de la fruta.

De hecho, lo que le gusta es el vino producido por la fermentación de frutas podridas, por lo que muchas moscas de la fruta se sentirán atraídas frente al tanque de fermentación del vino. Los antiguos griegos llamaban a las moscas de la fruta "alcohólicas". Como animales de experimentación, las moscas de la fruta tienen muchas ventajas. En primer lugar, es fácil de criar. Puedes criar cientos o incluso miles de moscas de la fruta con una botella de leche y algunos plátanos triturados. La segunda es la rápida reproducción. Una generación puede reproducirse en sólo diez días a una temperatura de aproximadamente 25°C. Una mosca hembra de la fruta puede reproducir cientos de moscas en una generación. Mendel utilizó guisantes como material experimental y sólo plantó una generación al año. Morgan inicialmente utilizó ratones y palomas como animales de experimentación para estudiar genética, pero los resultados no fueron satisfactorios. Más tarde, alguien informó que Morgan comenzó a criar moscas de la fruta en 1908. Drosophila tiene sólo cuatro pares de cromosomas, que son pequeños en número y tienen diferencias obvias en la forma. Las moscas de la fruta tienen muchas variaciones en los rasgos, como el color de los ojos, la forma de las alas y otros rasgos. Estas características también son de gran beneficio para la investigación genética. Morgan no comprendió estas características favorables de golpe, sino que las fue comprendiendo gradualmente durante su trabajo de investigación. Debido a que en el laboratorio de Morgan se criaban muchas moscas de la fruta y los investigadores esperaban y observaban moscas de la fruta durante todo el día, la gente llamó al experimento que dirigió la "sala de moscas". Bajo el liderazgo de Morgan, el "Fly Room" se convirtió en un centro de investigación genética en todo el mundo. Los resultados de su investigación han atraído la atención de la comunidad genética de todo el mundo, y los artículos y libros que escribieron son lecturas obligadas y referencias importantes para los genetistas de todo el mundo. De esta "sala de moscas" también surgieron muchos genetistas famosos. Algunas personas, representadas por Lysenko de la ex Unión Soviética, alguna vez atacaron enérgicamente a la Escuela Morgan, que utilizaba las moscas de la fruta como su principal objeto de investigación, por no tener importancia práctica y no preocuparse por la economía nacional y el sustento de la gente. Los hechos han demostrado que este ataque es insostenible. Las reglas genéticas descubiertas en las moscas de la fruta también son aplicables a otros animales, plantas y humanos. Se ha producido un importante avance en la teoría y será de gran importancia en la práctica. Descubrimiento de la herencia ligada al sexo El laboratorio de Morgan utilizó inicialmente moscas de la fruta para estudiar si los rasgos adquiridos podían heredarse. Cultivó moscas de la fruta en un ambiente oscuro durante muchas generaciones. Según la teoría de Lamarck sobre el uso o la pérdida y la herencia de los rasgos adquiridos, su visión debería deteriorarse gradualmente. Pero resultó que no fue así y Morgan creyó que el experimento había sido en vano. Morgan hizo importantes descubrimientos genéticos utilizando moscas de la fruta, comenzando con una mosca de la fruta de ojos blancos, de la que descubrió la herencia ligada al sexo. Todas las moscas de la fruta silvestres tienen ojos rojos, pero en 1910 Morgan descubrió una mosca de la fruta macho con ojos blancos. Según la teoría genética, se trata de una mutación genética. Si se cruza esta mosca macho de ojos blancos con una mosca hembra común y corriente de ojos rojos, la próxima generación de moscas de la fruta tendrá ojos rojos. Según la teoría mendeliana, los ojos rojos son un rasgo dominante y los ojos blancos son un rasgo recesivo. La primera generación de moscas de la fruta se aparea para producir una segunda generación. Como resultado, todas las hembras de las moscas de la fruta tienen ojos rojos, y la mitad de los machos tienen ojos rojos y la otra mitad tienen ojos blancos. Independientemente de si es macho o hembra, la proporción entre moscas de la fruta de ojos rojos y moscas de la fruta de ojos blancos es de 3:1, lo que es consistente con la ley de Mendel. Pero, ¿por qué aparecen ojos blancos en los machos de las moscas de la fruta? Morgan también llevó a cabo un experimento de retrocruzamiento, permitiendo que la mosca hembra de ojos rojos de la siguiente generación se apareara con la mosca macho de ojos blancos descubierta originalmente. Como resultado, tanto los machos como las hembras de la mosca de la fruta nacieron con ojos medio rojos y blancos. , que también es consistente con la ley de Mendel. Morgan pensó profundamente basándose en estos resultados experimentales y propuso una hipótesis: el gen que determina el color de los ojos de las moscas de la fruta existe en el cromosoma X de los cromosomas sexuales. El par de cromosomas sexuales de las moscas de la fruta macho está formado por el cromosoma X y el cromosoma X. el cromosoma Y. El cromosoma Y es muy pequeño y tiene muy pocos genes, por lo que mientras haya un gen de ojos blancos en el cromosoma X, el rasgo de ojos blancos aparecerá. Los cromosomas sexuales de las hembras de la mosca de la fruta son un par de Según esta suposición, los resultados experimentales anteriores pueden explicarse satisfactoriamente. El gen del ojo blanco existe en los cromosomas sexuales y su patrón genético está relacionado con el género. Esto se denomina "herencia ligada al sexo". La herencia del daltonismo humano y la hemofilia también está ligada al sexo. Los pacientes con daltonismo son en su mayoría hombres y rara vez mujeres. Los hijos de pacientes masculinos con daltonismo generalmente no son daltónicos, pero sus nietos sí lo son. Este fenómeno ha desconcertado a la gente en el pasado, pero la introducción del concepto de herencia ligada al sexo ha hecho que la gente comprenda el misterio. Descubrimiento de la ley de vinculación e intercambio La cantidad de cromosomas en varios organismos es pequeña. Por ejemplo, las moscas de la fruta tienen 4 pares de cromosomas, los guisantes tienen 7 pares, los callos tienen 10 pares y los humanos solo tienen 23 pares. Sin embargo, la cantidad de genes en cada organismo es mucho mayor que la cantidad de cromosomas. Dado que los genes existen en los cromosomas, debe haber no sólo un gen en cada cromosoma, sino muchos. Mucha gente ha hecho esta especulación de forma teórica, pero sin evidencia experimental no pueden determinar qué gen de un determinado organismo está presente en qué cromosoma. Las ciencias naturales prestan atención a la evidencia empírica. Una teoría no puede reconocerse sin evidencia, a lo sumo puede considerarse una hipótesis razonable. El primero en presentar tales pruebas fue Morgan, y las pruebas provinieron de investigaciones sobre moscas de la fruta. Después de demostrar que el gen de la mutación del ojo blanco existe en el cromosoma x de Drosophila, Morgan también descubrió que la mutación residual del ala, la mutación del ojo bermellón y la mutación del cuerpo amarillo también son herencia ligada al sexo, lo que indica que sus genes también existen en el cromosoma x. cromosoma. La ley de Mendel establece que durante la formación de los gametos, pares de genes se separan entre sí y se combinan libremente. Según los resultados de la investigación citológica, cuando se forman los gametos, los pares de cromosomas se separan entre sí y se combinan libremente. Por lo tanto, sólo los genes de diferentes cromosomas se pueden combinar libremente, mientras que los genes del mismo cromosoma se heredarán juntos.

Esta comprensión fue especulada primero teóricamente y luego confirmada experimentalmente. Al seleccionar adecuadamente a las parejas de apareamiento, Morgan obtuvo moscas de la fruta con mutaciones genéticas ligadas al sexo, como la Drosophila melanogaster de ojos blancos. Cruzó esta mosca de la fruta con moscas de la fruta silvestres comunes o moscas de la fruta con diferentes mutaciones genéticas sexuales y, efectivamente, encontró un vínculo genético. Por ejemplo, cuando una mosca de la fruta de ojos blancos y cuerpo amarillo se aparea con una mosca de la fruta salvaje de ojos rojos y cuerpo gris, el 99% de la descendencia serán moscas de la fruta de ojos blancos y cuerpo amarillo o de ojos rojos y cuerpo gris. , mientras que solo el 1% de la descendencia serán moscas de la fruta de ojos blancos, cuerpo amarillo o cuerpo amarillo de ojos rojos sin herencia vinculada. Sin embargo, el vínculo no es del 100% y el grado de vínculo entre diferentes genes varía. Por lo tanto, Morgan propuso que el intercambio de genes ocurre entre diferentes cromosomas durante la formación de gametos, lo cual es causado por el posible intercambio de materiales entre cromosomas. Morgan pensó además que cuanto más separados estén dos genes en el mismo cromosoma, mayor será la posibilidad de intercambio. Por lo tanto, la posición relativa entre genes puede juzgarse en función del tipo de cambio. Basándose en una gran cantidad de resultados experimentales, Morgan dibujó un mapa genético de los cuatro pares de cromosomas de Drosophila: todos los genes de cada cromosoma estaban dispuestos en línea recta. Cuanto menor era el tipo de cambio, más cercanas estaban las posiciones. Morgan pudo dibujar ese mapa genético sin poder ver directamente los genes. La gente debe admirar su riguroso trabajo experimental y su razonamiento lógico. Drosophila dio paso a los microorganismos. La investigación genética de Morgan utilizando Drosophila demostró de manera concluyente que los genes existen en los cromosomas y descubrió la herencia ligada al sexo y las leyes de vinculación e intercambio. Además, su análisis detallado de la genética de Drosophila también conduce a estimaciones de que los genes pueden ser similares. tamaño a las moléculas orgánicas más grandes. Sin embargo, ¿qué son los genes? ¿Cómo controlan los genes los rasgos? Todavía se desconocía hasta la década de 1930. La genética mendeliana-morganiana es esencialmente genética formal. Aunque los genes tienen una base material, la investigación genética de Morgan utilizando moscas de la fruta no partió de la comprensión del material genético en sí. Se sacaron varias conclusiones basadas en el análisis y razonamiento de los resultados experimentales. Morgan quería llevar su investigación genética a un nuevo nivel y estudiar cómo funcionan los genes para controlar los rasgos. A principios del siglo XX, un médico británico descubrió que la alcapsis es una enfermedad hereditaria y descubrió que la causa de la alcapsis es la falta de oxidasa del ácido homogentísico en el cuerpo del paciente, que impide la descomposición del ácido homogentísico. Por tanto, propuso que los genes podrían controlar la formación de enzimas, afectando así a los procesos metabólicos. El laboratorio de Morgan continuó realizando investigaciones en esta área utilizando moscas de la fruta ya en la década de 1930. Sus resultados experimentales demostraron que existe un proceso de transformación de la sustancia que determina el color de ojos de las moscas de la fruta, y pudieron analizar qué mutación del color de ojos carecía de la enzima necesaria para cada paso de la reacción. Sin embargo, no pudieron probar y separar las diversas sustancias relacionadas y los experimentos no pudieron profundizar. Hoy en día, con el rápido desarrollo de las ciencias biológicas, aunque los campos de investigación biológica y los organismos de investigación se están diversificando gradualmente, Drosophila, como organismo modelo clásico, juega un papel extremadamente importante en la investigación y el desarrollo del campo biológico. Como organismo modelo, Drosophila todavía tiene un gran potencial de investigación.