Una introducción a la Drosophila melanogaster

Biology I

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Summary

Drosophila melanogaster, también conocido como la mosca de la fruta, es un organismo modelo de gran alcance ampliamente utilizado en la investigación biológica que ha hecho importantes contribuciones a la comunidad científica durante el último siglo. En primer lugar, este video presenta la mosca de la fruta como un organismo, incluyendo sus características físicas, ciclo de vida, medio ambiente y dieta. A continuación, se discuten las razones por qué moscas de la fruta que un organismo modelo excelente. Por ejemplo, moscas de la fruta son baratos de mantener en el laboratorio, tienen genética simplificada, y tiempos de generación cortos permiten experimentos rápidos con los números de muestra alta. Luego, se perfilan los descubrimientos claves e importantes investigadores de Drosophila , como Thomas Hunt Morgan. Finalmente, se proporcionan aplicaciones de la investigación de Drosophila , que van desde la genética hasta cardiaco y neurológico del desarrollo y la enfermedad. Este video sirve como un resumen del organismo modelo muy importante e influyente que es Drosophila melanogaster.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Elementos esenciales de la biología I: levadura, Drosophila y C. elegans . Una introducción a la Drosophila melanogaster. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Drosophila melanogaster, también conocida como la "mosca de la fruta" es un pequeño insecto que se encuentra comúnmente cerca de fruta de maduración. Drosophila es un organismo modelo ampliamente utilizado para la investigación científica y el estudio de este organismo ha proporcionado una visión genética eucariótica y enfermedad humana.

Para empezar, vamos a conocer a Drosophila como un organismo. Drosophila tiene tres segmentos principales del cuerpo, la cabeza, tórax y abdomen, así como un solo par de alas y tres pares de patas. Son entre 2-4 mm de largo y pesa sobre 1 mg. las hembras son típicamente más grandes que los machos. Tipo salvaje moscas de la fruta tienen grandes ojos rojos, y los cuerpos marrón amarillo o ligero pálido con rayas negras en el abdomen.

El ciclo de vida de Drosophila es cerca de 2 semanas de largo y se compone de 4 etapas principales: el embrión, larva, pupa y adulto. El promedio de vida de Drosophila es entre 60-80 días, sin embargo la vida útil puede verse afectada por factores como la temperatura o el hacinamiento.

Moscas de la fruta están presentes en todos los continentes excepto la Antártida. Más a menudo se encuentran en climas tropicales, pero pueden adaptarse a climas más fríos por movimiento en el interior.

Drosophila puede sobrevivir en un rango de 12-35 ° C. En el laboratorio, almacenamos moscas en incubadoras a 25 ° C y 60% humedad ideal supervivencia y fertilidad.

La dieta típica de Drosophila son los microorganismos, como levaduras, que habitan muy madura y descomposición frutas y verduras. Sin embargo en el laboratorio, utilizamos comida compuesta de harina de maíz, melaza, agar, azúcar, levadura y agua.

Ahora que hemos aprendido un poco sobre Drosophila el organismo, vamos a discutir por qué los investigadores han decidido estudiarlo. En primer lugar, el pequeño tamaño de la mosca hace fácil de manejar y de anestesiar.

Las moscas también son atractivas para trabajar con porque requieren equipo barato para mantener y albergar en el laboratorio.

Gracias a su ciclo de vida corto, tarda aproximadamente 2 semanas a partir de cuando acoplamiento está configurado para generar la nueva progenie adulta. Las hembras son muy fértiles y pueden poner cientos de huevos por día. Por lo tanto, los experimentos con las moscas pueden realizarse rápidamente y con muy alta muestra números.

Drosophila son fáciles de estudiar, porque su genética es simple en comparación con los mamíferos. El genoma de Drosophila se compone de sólo cuatro cromosomas con genes aproximadamente 14.000. Moscas también tienen limitada la redundancia genética. Redundancia genética significa que más de un gen es responsable de una cierta función biológica. Por ejemplo, los ratones pueden tener tres copias de un gene que causa un fenotipo particular. Cuando un gen es mutado, los otros pueden compensar hacia ningún cambio observable de desarrollo o fisiológico. Así, el experimento de mutagénesis en ratones es menos informativo. En cambio, moscas pueden tener sólo una versión de un gen, por lo que cuando ese gen está mutado causa un cambio en el fenotipo, dando la penetración en función de ese gen en particular.

Además, se han desarrollado varios métodos para inducir mutaciones genéticas, incluyendo rayos x, o la irradiación UV y recombinación homóloga. Por último, muchos años de investigación rindieron una comunidad de científicos de Drosophila , que hace que sea fácil acceder a la gran cantidad de líneas mutantes y herramientas genéticas.

Finalmente, las moscas son un organismo modelo excelente debido a sus llamativas similitudes genéticas a los seres humanos y otros mamíferos. Aproximadamente el 50% de los genes de mosca son homólogo a genes mamíferos, lo que significa que el gen origina a partir de un antepasado común. Además, el 75% de genes humanos relacionados con la enfermedad tiene ortólogos o genes con funciones similares, en la mosca.

Así que ahora que hemos escuchado un poco sobre lo que hace tan grande para estudio experimental Drosophila , vamos a ver algunas de la gran investigación que ha realizado en moscas. A principios del siglo XX, moscas surgió por primera vez como un organismo modelo en el laboratorio de Thomas Hunt Morgan. En 1910, Morgan descubrió una mosca ojo entre una colección de moscas de ojos rojos. Usando microscopia, observó los patrones de bandeo de los cromosomas y vio que el mismo patrón se observó siempre en nuestra moscas. Con estos experimentos estableció la teoría cromosómica de la herencia para que él ganó el Premio Nobel en 1933.

En 1927, uno de los estudiantes de Thomas Hunt Morgan, Hermann Muller, descubrió que rayos x puede inducir mutaciones genéticas. Muller ganó el Premio Nobel en 1946 por su descubrimiento.

Durante los ' 70 y ' 80, Ed Lewis, Christiane Nusslein-Volhard y Eric Wieschaus realizan pantallas para identificar un número de genes que son esenciales durante el desarrollo. Se identificaron algunos de los genes que establecen los ejes dorsal-ventral y antero-posterior del embrión, así como los genes implicados en la segmentación, que especifican el plan del cuerpo. Ganaron el Premio Nobel en 1995.

En la década de 1990, Jules Hoffmann utiliza Drosophila para investigación en inmunidad innata, la primera línea de defensa contra patógenos, como bacterias. Descubrió los receptores Toll y demostró su importancia para la detección y defensa contra los patógenos. Aquí hay hemocitos embrionarios, las células que pueden reconocer y responder a los patógenos en el embrión de Drosophila . Hoffman ganó el Premio Nobel en 2011 por su trabajo sobre el sistema inmune innato de Drosophila y compartió el premio con Bruce Beutler y Ralph Steinman por sus trabajos sobre inmunidad innata en los mamíferos.

Trabajo en Drosophila tiene muchas aplicaciones importantes, que van desde la genética a la enfermedad humana. Por ejemplo, la genética del desarrollo a menudo es homóloga, por lo que la identificación y caracterización de genes que regulan el desarrollo de moscas ha sido importante para entender el desarrollo humano. El gen de Drosophila "eyeless" es esencial para el desarrollo de la mosca. Los mamíferos homólogos de eyeless tienen muchas similitudes funcionales, entendiendo así el desarrollo del ojo de Drosophila podría tener implicaciones en el desarrollo del ojo humano de comprensión y la enfermedad.

Investigación de Drosophila también puede tener implicaciones en la comprensión de las enfermedades neurológicas humanas. Por ejemplo, expresión de un gen humano implicado en la enfermedad de Parkinson en la mosca, conduce a una pérdida de neuronas en el tiempo y una acumulación de agregados proteicos que culminó en la disminución de la capacidad locomotora.

Investigación en la marcha ha llevado a importantes conocimientos del desarrollo del corazón humano y la función. Muchos genes asociados con la función cardiaca se conservan entre moscas y seres humanos, y, similar a los seres humanos, entrenamiento puede mejorar considerablemente el performance con tareas físicas.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a Drosophila melanogaster. En este vídeo Repasamos las características de Drosophila, las razones de por qué hace tal un organismo poderoso modelo, así como importantes descubrimientos y aplicaciones. Aunque puedan parecer muy diferentes de los seres humanos, investigación de Drosophila ha sido una fuente importante de entender la enfermedad y el desarrollo humano. El tiempo dirá lo que depara el futuro de la investigación de Drosophila .

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