Drosophila melanogaster

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Чернобрюхая дрозофила (лат. Drosophila melanogaster) — двукрылое насекомое, вид плодовой мухи (Drosophilidae) из рода дрозофил, наиболее часто использующийся в генетических экспериментах. В современной биологической литературе часто упоминается как просто «дрозофила» или «плодовая мушка».

Содержание 1 Описание внешности 2 Жизненный цикл 3 Генетические исследования 4 Геном дрозофилы 4.1 Сходство с человеком 5 Развитие и эмбриогенез 6 Поведенческая генетика 7 Зрение дрозофилы 8 Полёт дрозофилы 9 Ссылки

[править] Описание внешности

Дрозофилы имеют красные глаза и жёлто-коричневую окраску с поперечными черными кольцами поперёк живота. Ярко выражен сексуальный диморфизм: самки в длину около 2,5 мм, самцы же заметно меньше и задняя часть их тела темнее. Для новичка пытающегося найти разницу между полами с применением микроскопа, возможно, наиболее отличительной отметкой является группа остроконечных волос, окружающих анус и гениталии самца.

[править] Жизненный цикл

Жизненный цикл дрозофилы при 25 °C занимает всего две недели, при 18 °C — в дава раза больше. Самки откладывают в загнивающий фрукт или другой органический материал около 400 яиц (эмбрионов), каждое из которых порядка 0,5 мм в длину. Яйца раскрываются через 24 часа. Вылупившиеся личинки растут на протяжении 5 дней, дважды линяя за это время: через 24 и 48 часов после рождения. В течение этого времени они питаются микроорганизмами, разлагающими фрукт, а также и самим сахаром из фрукта. Наконец, личинки закупориваются в пупарий и претерпевают пяти-дневную стадию метаморфоза, в результате которого возникают взрослые особи.

Первое спаривание у самки происходит примерно через 12 часов после появления из кокона. Самки сохраняют сперму от самцов, с которыми они спариваются, для позднего использования. Именно по этой причине генетики должны отобрать муху женского пола до её первого спаривания (то есть девственную самку) и убедиться, что она спаривается только с конкретным самцом, выбранным для эксперимента. Оплодотворённая самка может быть «возвращена в девственницы» путём длительной инкубации при температуре −10 °C, что убивает сперму, согласно «красной книге» Майкла Эшбёрнера (Michael Ashburner).

[править] Генетические исследования

[править] Геном дрозофилы

Геном дрозофилы содержит 4 пары хромосом: X/Y пара и три аутосомы, маркируемых как 2, 3 и 4. Четвёртая хромосома настолько мала, что часто игорируется. Геном состоит из порядка 132 миллионов оснований и приблизительно 13 767 генов. В настоящее врем геном секвенсирован и аннотирован.

[править] Сходство с человеком

Около 61 % известных человеческих заболеваний имеют узнаваемое соответствие в генетическом коде плодовой мушки, 50 % белковых последовательностей имеют аналоги у млекопитающих. Дрозофилы используются в генетическом моделировании некоторых человеческих заболеваний, включая болезни Паркинсона, Хантингтона и Альцгеймера. Мушка также часто используется для изучения механизмов, лежащих в основе иммунитета, диабета, рака и наркотической зависимости.

[править] Развитие и эмбриогенез

[править] Поведенческая генетика

В 1971 году Рок Конопка (Ron Konopka) и Сеймур Бенцер (Seymour Benzer) опубликовали работу, озаглавленную «Clock mutants of Drosophila melanogaster», в которой они описали первые мутации, которые влияли на поведение животного. В природных условиях мушки демонстрируют активностный ритм с периодом примерно 24 часа. Учёные нашли мутантов с более быстрыми и более медленными испорченными ритмами жизни — мушек, которые двигались и отдыхали в произвольные интервалы времени. Исследования на протяжении 30 лет показали, что эти мутации (и другие похожие) затрагивают группу генов и их производные, отвечающие за биохимические или молекулярные часы. Эти «часы» обнаружены во многих мушиных клетках, но те часовые клетки, которые контролируют активность — это несколько дюжин нейронов в центральном мозгу мухи.

[править] Зрение дрозофилы

[править] Полёт дрозофилы

Крылья мушки способны колебаться с частотой до 250 раз в секунду. Полёт состоит из прямых поступательных перемещений, чередующихся со стремительными поворотами, называющимися саккадами (saccades). При таких поворотах мушка способна развернуться на 90 градусов менее чем за 50 миллисекунд.

Дрозофилы и, вероятно, многие другие мухи имеют оптические нервы, ведущие напрямую к мускулам крыльев (тогда как у других насекомых они в первую очередь всегда ведут к мозгу), давая возможость реагировать даже очень быстро.

Долгое время думали, что характеристики полёта дрозофил определяются вязкостью воздуха, а не инертностью их тела. Последние исследования Майкла Дикинсона (Michael Dickinson) и Розалин Сэяман (Rosalyn Sayaman) показали, что когда мушка выполняет поворот, она сначала ускоряется, замедляется на повороте, затем снова ускоряется в конце поворота. Это показывает, что инертность здесь преобладающая сила, также как и в случае с большими летающими животными.

[править] Ссылки

Основные модельные организмы в генетических исследованиях
Фаг λ | E. coli | Chlamydomonas | Tetrahymena | Почкующиеся дрожжи | Делящиеся дрожжи | Neurospora | Кукуруза | Arabidopsis | C. elegans | Дрозофила | Рыба-зебра | Крыса | Мышь