Caractéristiques de Drosophila Melanogaster, génétique, cycle de vie

Drosophila Melanogaster Il s'agit d'un insecte dipter qui mesure environ 3 mm et se nourrit de fruits de décomposition. Il est également connu sous le nom de fruit ou de mouche du vinaigre. Son nom scientifique vient du latin et signifie "amoureux de l'électeur noir Rocío".

Cette espèce est largement utilisée dans la génétique pour présenter une série d'avantages qui en font un organisme idéal pour ce type d'études. Parmi ces caractéristiques figurent sa facilité de maintenance de la culture, un petit nombre de chromosomes et des chromosomes polythéniques actuels.

Drosophile melanogaster Fruit Fly. Pris et édité à partir de: Sanjay Acharya [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)]

Autres caractéristiques précieuses de Drosophila Melanogaster Pour les études génétiques, en raison du petit nombre et de la taille de leurs chromosomes, il est facile d'étudier les processus de mutations. De plus, plus de la moitié des gènes qui codent pour les maladies chez l'homme ont leur équivalent détectable dans cette mouche.

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Caractéristiques

Drosophila Melanogaster C'est un insecte dip, c'est-à-dire qu'il a une seule paire d'ailes membraneuses au lieu de deux paires, comme dans d'autres insectes. C'est un organisme dioïque, c'est-à-dire qui présente des sexes séparés. De plus, il présente le dimorphisme sexuel.

L'espèce mesure environ 3 mm, étant la femelle légèrement plus grande que le mâle. Son corps est composé de trois tagmatiques (régions): tête, thorax et abdomen. Le nombre de segments de la tête (6) et du thorax (3) est similaire chez les hommes et les femmes, tandis que le nombre de segments de l'abdomen est plus élevé chez les femmes (7) que chez les hommes (6).

Les six segments céphaliques sont fusionnés et le premier est reconnu car il porte les antennes, qui sont formées par trois pièces appelées articles. Les trois segments de thorax sont également fusionnés et chacun porte une paire de jambes. Les ailes sont insérées dans le deuxième segment thorax.

La différence dans le nombre de soritos abdominaux dans les deux sexes est due à la fusion, chez les hommes, des deux derniers segments.

Comme son nom l'indique, les mouches de cette espèce ont le ventre foncé, cependant, il y a des mutations qui peuvent affecter la quantité et la distribution des pigments dans leur corps, leur donnant une coloration jaune ou totalement noire.

Une caractéristique de cette espèce, au niveau chromosomique, est qu'elles ont des chromosomes géants (politiciens) dans les glandes salivaires. Les chromosomes polyniques sont des chromosomes qui ont connu 10 séries ou plus de réplications d'ADN, mais restent dans un état d'interface, c'est-à-dire qu'elle ne se produit pas de division cellulaire.

Dimorphisme sexuel

Comme déjà indiqué, les femmes sont légèrement plus grandes que les hommes et ont un somito abdominal supplémentaire. Les autres caractéristiques qui permettent la différencia des femmes sont:

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La présence d'un groupe de champignons très épais dans la première paire de jambes masculines. Ces champignons sont appelés peigne sexuelle et leur fonction est de tenir la femme pendant les rapports sexuels.

Enfin, la femelle a des plaques ovipositeurs qui, comme les plaques anales, ont une coloration claire. Tandis que le mâle a une arche génitale et du pénis, qui avec les plaques anales est une coloration foncée.

Drosophile melanogaster femelle et mâle. Pris et édité à partir de: Madboy74 [CC0].

Cycle de vie

Le cycle de vie de Drosophila Melanogaster Il est court, en moyenne, il est dit qu'il dure entre 15 et 21 jours. Cependant, sa longévité peut varier en fonction des conditions environnementales, principalement en raison de la température du milieu où il est situé.

Par exemple, les mouches cultivées dans des environnements avec une humidité relative de 60% ont un cycle de vie d'environ 10 jours, si elles sont maintenues à une température de 25 ºC; tandis que la température n'est que de 20 ºC 15 jours. Cependant, à 29 ° C, ils peuvent vivre 30 jours si les conditions d'humidité sont adéquates.

Après les rapports sexuels, la femelle place jusqu'à 500 œufs d'environ 0,5 mm de longueur, dont les larves écloseront après 24 heures de développement embryonnaire. Le développement des larves comprend trois étapes d'environ une journée pour chacun d'eux.

Après cette étape larvaire, une scène de pupa continue qui prend 4 jours. La pupa subira une métamorphose totale pour céder la place à un adulte, qui atteint la maturité sexuelle 12 heures après avoir émergé de la pupa.

Histoire

Les premiers chercheurs à utiliser Drosophila Melanogaster En tant qu'objet d'études génétiques, Thomas Hunt Morgan et des collaborateurs en 1910. Ces chercheurs, de l'Université Columbia (EE.Uu), ils ont étudié les insectes dans un laboratoire baptisé comme la "salle des flugs".

Le support de culture utilisé par Morgan et leurs collaborateurs pour garder les mouches étaient des bouteilles de lait. Aujourd'hui, des médias plus sophistiqués qui incluent des conservateurs macérés et chimiques pour la maintenance sont utilisés pour la maintenance.

Le cycle de vie court et le nombre élevé de descendants qui peuvent être obtenus en peu de temps, ont permis à cette mouche comme pour l'élaboration de cartes génétiques.

En raison de son importance dans les études génétiques, c'était l'un des premiers organismes auxquels leur génome a été étudié. En 2000, il était connu que Drosophila Melanogaster possédait plus de 13.500 gènes, grâce aux efforts des institutions publiques et privées.

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Plus d'un siècle après les premières études de Morgan et des collaborateurs, la mouche des fruits est toujours largement utilisée comme modèle génétique pour comprendre différentes maladies humaines, allant des maladies métaboliques et du système immunitaire, aux maladies neurodégénératives telles que Parkinson et Alzheimer's.

Taxonomie et classification

La mouche des fruits est un insecte. L'ordonnance traditionnelle des arthropodes comprend des insectes (ou des hexapodes) à côté des mille-pattes, des millpiés, des syphilos, des brouillards et des crustacés, au sein du groupe des arthropodes de la mâchoire.

Les classifications les plus récentes excluent les crustacés du groupe et placent le reste dans la subphylum onéramia. Cependant, les études moléculaires suggèrent que les insectes seraient liés à certains crustacés inférieurs, ce dernier étant un groupe polyphilétique.

Dans tous les cas, les mouches des fruits appartiennent à l'ordre des diptères, à la brachycera subordonnée et à la famille des Drosophilidae. Le genre Drosophile Il est composé d'environ 15 sous-genres et environ 2000 espèces.

L'espèce D. Melanogaster Il a été décrit par Maigen en 1830 et appartient au sous-genre Sophophora, qui contient environ 150 espèces divisées en 10 sous-groupes différents, appartenant D. Melanogaster au sous-groupe Melanogaster

Génétique et caryotype

Le caryotype est l'ensemble des chromosomes présentés par chaque cellule d'un individu, après le processus dans lequel les paires de chromosomes homologues sont jointes pendant la reproduction cellulaire. Ce caryotype est caractéristique pour chaque espèce particulière.

Le caryotype de Drosophila Melanogaster Il est formé par quelques chromosomes sexuels et trois paires de chromosomes autosomiques. Ces derniers sont identifiés séquentiellement avec les nombres 2-4. Le chromosome 4 est une taille beaucoup plus petite que le reste de ses compagnons.

Malgré la présentation de quelques chromosomes sexuels, la détermination du sexe dans cette espèce est contrôlée par la relation entre le chromosome sexuel X et les autosomes, et non par le chromosome et comme cela se produit chez l'homme.

Le génome, quant à lui, est l'ensemble des gènes contenus dans ces chromosomes, et dans la mouche des fruits est représenté par environ 15.000 gènes composés de 165 millions de paires de bases.

Les bases d'azote font partie de l'ADN et de l'ARN des êtres vivants.  Dans l'ADN, ils forment des paires, en raison de la conformation de la double hélice de ce composé, c'est-à-dire qu'une base d'hélice est associée à une base dans l'autre hélice de la chaîne.

Mutations

Une mutation peut être définie comme tout changement qui se produit dans la séquence nucléotidique d'ADN. Dans Drosophila Melanogaster Divers types de mutations se produisent, expression phénotypique silencieuse et évidente. Certains des plus connus sont:

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Mutations des ailes

Le développement des ailes dans Drosophila Melanogaster est codé par le chromosome 2. Les mutations de ce chromosome peuvent provoquer le développement anormal d'ailes, soit en taille (ailes vestiges), soit sous la forme (ailes bouclées ou incurvées).

La première de ces mutations est récessive, c'est-à-dire qu'elle se manifeste phénotypiquement, le gène mutant doit être hérité du père et de la mère simultanément. D'un autre côté, le gène mutant des ailes incurvés est dominant, cependant, il ne se manifeste que lorsque le porteur est hétérozygote, car les homozygotes ne sont pas viables.

Il est également possible d'apparaître totalement des ailes.

Mutations oculaires

Les yeux de la mouche des fruits normaux sont rouges. Une mutation dans le gène qui code pour cette couleur peut la faire fonctionner seulement partiellement ou non du tout.

Lorsque la mutation affecte partiellement le gène, il y a une quantité de pigment inférieure à l'ordinaire; Dans ce cas, les yeux acquièrent une coloration orange. Au contraire, si le gène ne fonctionne pas, les yeux seront complètement blancs.

Une autre mutation se produit dans le gène qui code les informations pour le développement oculaire. Dans ce cas, les mouches se développeront jusqu'à l'âge adulte, mais sans yeux.

Développement d'antennes anormales

Des mutations du gène qui code pour le développement de l'antenne.

Drosophila Melanogaster. Mutation appelée antennapédia, où les jambes poussent dans la tête, au lieu des antennes. Pris et édité à partir de: Toony [CC By-Sa 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)].

Mutations qui affectent la coloration corporelle

La production de pigments et leur distribution dans le corps sont contrôlées par différents gènes en Drosophila Melanogaster. Une mutation dans le chromosome x sexuel peut faire en sorte que les mutants soient incapables de produire de la mélanine, donc votre corps sera jaune.

D'un autre côté, une mutation du chromosome 3 de l'autosoma peut affecter la distribution du pigment corporel dans ce cas le pigment s'accumule dans tout le corps, donc ce sera noir.

Les références

1. M. Ashburner & T.R.F. Wright (1978). La génétique et la biologie de la drosophile. Vol. 2e. Presse universitaire.
2. M. Ashburner, k.g. Golic & r.S. Hawley (2005). Drosophile: Au manuel de laboratoire 2e édition. Cold Spring Harbor Laboratory Press.
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4. J. González (2002). Évolution comparative des éléments chromosomiques dans le genre Drosophile. Docteur de la teneur en thèse. Université autonome de Barcelone, Espagne.
5. M. Schwentner, D.J. Combosch, j.P. Nelson & G. Giribet (2017). Une solution phylogénomique à l'origine des insectes en résolvant les relations crustacées-hexapod. Biologie actuelle.
6. S. Yamamoto, m. Jaiswal, w.-L. Chang, T. Gambin, E. Karaca ... & h.J. Bellen (2015). POUR Drosophile Ressource génétique des mutants pour étudier les mécanismes sous-jacents aux maladies génétiques humaines. Cellule