Guías de genéticaJuan B. López. DROSOPHILA MELANOGASTER De los diversos organismos utilizados como modelos experimentales, Drosophila melanogaster, es uno de los mas empleados en genética, se ha constituido en un elemento crucial en la biología del desarrollo, y por sus características genotípicas y fenotipicas ha sido el organismo más estudiados en el campo de la genética para el tema de las mutaciones. En el estado salvaje es una pequeña mosca diploide cuyo tamaño es aproximadamente de 2-3 mm y con peso aproximado de 0.8-1.5 mg según sea macho o hembra respectivamente. El ciclo de vida del díptero Drosophila melanogaster incluye las etapas de huevo, larva pupa y adulto, a partir del huevo, los primeros hechos embrionarios producen en estado larvario conocido como I instar, con un crecimiento rápido; la larva muda 2 veces (II , III instar), y entonces se forma el estado de pupa, en el cual la cutícula de la larva es remplazada por las estructuras adultas . Una mosca adulta emerge de la cáscara de la pupa lista para aparearse, en el caso del macho. (Strickberger, 1978). Drosophila melanogaster posee cuatro pares de cromosomas, de los cuales: el par I es sexual siendo en la hembra (XX), largo y telocéntrico, mientras que en el macho, uno largo y telocéntrico (X) y otro corto y acrocéntrico; los pares II y III, son Largos y metacéntricos; y el par IV, corto y telocéntrico. La asignación de cromosomas X y Y en el cariotipo de D melanogaster fue realizada por Wilson y Stewens, quienes vieron en la hembra dos cromosomas largos X, en el macho uno solo y un cromosoma corto Y (Puertas, 1992) Fig,.2 Cromosomas D. m. Se ha determinado el sexo homogamético a la hembra por la presencia de dos gametos iguales (XX) y heterogamético al macho, que solo posee un cromosoma X. En especies Guías de genética Juan B. López. con machos heterogaméticos como Drosophila los descendientes machos poseen el cromosomas X solamente de sus madres y el Y del padre (Strickberger, 1988) Drosophila melanogaster tiene un número cromosómico bajo (2n = 8) y sus larvas presentan cromosomas gigantes en sus glándulas salivares por lo que es de gran utilidad para estudiar la morfología cromosómica y la evolución cariotípica. Además se cuentan con gran cantidad de líneas mutantes que producen fenotipos claros tales como los que muestran diferencias en forma, color y tamaño de diversas partes de su cuerpo entre otras. Por tales motivos, Drosophila melanogaster es un organismo ideal para la demostración de muchos principios biológicos y el análisis de ciencia descriptiva, bioquímica y molecular, se utiliza para estudiar problemas de desarrollo y nutrición fisiológicas y conducta animal, comportamiento, reacciones en el apareamiento y respuestas a la luz de diversos colores. Dada la variación de mutaciones que presenta la Drosophila melanogaster se ha escogido como material biológico preferido para estudiar el fenómeno de la herencia. Y genética del desarrollo. Existen varios factores que contribuyen a su elección como organismo adecuado para la demostración de muchos principios genéticos en eucariotas, como son: Es muy abundante y fácil de capturar facilidad de cultivo. pequeño tamaño del organismo adulto. tiempo de generación muy rápido (10 días a 25ºC y 20 días a 18ºC). produce gran cantidad de descendientes, lo que facilita la comprobación estadistica de los resultados. solo tiene cuatro cromosomas y es sencillo el cartografiado de sus genes en mapas citológicos en cromosomas politénicos de las glándulas salivares. existen cromosomas balanceadores letales homozigóticos con múltiples puntos de ruptura que impiden la recombinación con los que se mantienen poblaciones en heterozigosis de letales recesivos. se han obtenido moscas transgénicas con gran facilidad existen mutantes para casi cualquier proceso biológico reconocible Fig,.1 En un año aproximadamente. a las unidades hereditarias las denominó factores En 1912 Sutton y Boveri. Sus trabajos fueron redescubiertos en 1900. la primera expone que los miembros de la pareja genética se distribuyen separadamente entre los gametos (segregan). Según los datos de Morgan en un cultivo normal de moscas de ojos rojos había apreciado que un macho de ojos blancos que entonces fue cruzado con sus hermanas de ojos rojos. en 1910. son la base fundamental de la Genética Moderna. p. de forma que la mitad de los gametos llevan un miembro de la pareja génica y la otra mitad llevan el otro miembro de la pareja génica. estaban ubicados sobre los cromosomas.H. propusieron la teoría cromosómica de la herencia. 1995. Los términos dominante y recesivo fueron acuñados por Mendel. Mendel formuló dos grandes leyes.Guías de genética Juan B.(Griffiths.(Griffiths.27) En su segunda Ley. mientras Mendel Solo necesitó obtener 34 variedades de semillas. ojos blancos. presentó pruebas de que un carácter específico de Drosophila melanogaster. Morgan. Lo que presentaba un interés especial era el hallazgo de que al cruzar entre sí las moscas con ojos rojos de la F1 daban lugar a hembras con los ojos blancos. Mendel propone que: "Durante la formación de los gametos. tenía ojos blancos. se hallaba ligado a la herencia del sexo y muy probablemente asociado a un cromosoma determinado. aparecían hembras con los ojos blancos al efectuar el cruzamiento retrógrado de las hembras con ojos rojos de F1 con el progenitor masculino de ojos . descriptiva y racional del estudio de los mecanismos de la herencia. que contenían la información hereditaria que se transmitía de una generación a otra. pues constituyen la primera aproximación lógica. el cromosoma X. Morgan tenía que generar sus propias variedades de organismos. Posteriormente T. ya que su trabajo permitió conocer la existencia de unidades hereditarias. López. los mismos se mantienen en la actualidad. que le permitieron observar y entender estos procesos. utilizando mutaciones en Drosophila melanogaster como marcadores genéticos.30. Los primeros estudios acerca de los mecanismos de la herencia. encontró su primer mutante. todos los individuos de la F1 de dicho cruzamiento presentaban los ojos rojos con excepción de tres machos con ojos blancos que Morgan atribuyó a mutaciones posteriores. son atribuidos a Gregorio Mendel quien por primera vez utiliza diferentes variedades del tipo de guisantes para formular toda una experimentación cuantitativa basado en un procedimiento científico capaz de darle explicación a las observaciones cotidianas que apuntaban a la existencia de un proceso complejo de herencia. 1995. No obstante. la segregación de los alelos de un gen se produce de manera independiente de la segregación de los alelos de otro gen". Morgan esperaba que diferentes variedades o mutantes del tipo silvestre aparecieran y así cruzar las suficientes cantidades de moscas. que estableció que los factores de Mendel eran los genes ubicados en una estructura definida llamada cromosoma y que estos los genes. Las proporciones fenotípicas para la segunda generación filial fueron 9:3:3:1.) A Mendel se le atribuye haber establecido las reglas básicas del análisis genético. Las proporciones fenotípicas que obtuvo Mendel para la segunda generación filial fueron de 3:1. p. Sin embargo. y entre miles de moscas. Los trabajos de estos investigadores fueron reforzados y esclarecidos por los trabajos de Morgan quien estudió los mecanismos de la herencia. en lugar de rojos como era la normal. Las mutaciones más fáciles de detectar son las mutaciones morfológicas.(Puertas. En el macho. De este modo la aparición de hembras de ojos blancos solo podía darse en las hembras homocigotas para el gen white. son las mutaciones. aunque white es recesivo ese macho presentaba de todas formas los ojos blancos a causa de la ausencia de otro cromosoma X normal. Otro tipo de situaciones que afectan las proporciones fenotípicas de Mendel son las referidas a la existencia de ligamientos físicos absolutos y parciales. y que se ve evidenciado en la formación de estructuras visibles llamadas quiasmas. Para dar explicación a estos resultados Morgan propuso que las hembras de la F1 de ojos rojos eran heterocigotas para el carácter ojos blancos. proceso al que se denominó recombinación. Sin embargo. que constituye el sexo heterogamético. Con el estudio detallado de los procesos de herencia y el establecimiento de los procesos de Mitosis y Meiosis. por ejemplo la codominancia la dominancia incompleta.Guías de genética Juan B. que mantendrá unidos a los cromosomas homólogos y permitirá el intercambio de material genético entre estos. según Griffiths (1995) "las mutaciones son cambios que se dan en los organismos de un estado hereditario a otro". López. Estos resultados se relacionan con los hallazgos de Wilson. hembras y machos de ojos blancos. recesivo. La hembra en Drosophila melanogaster. Según esto. se determinó que durante la Meiosis los cromosomas homólogos eran capaces de intercambiar material genético. Las mutaciones han constituido una herramienta fundamental en el estudio genético. blancos. hembras y machos de ojos rojos. Para que ocurra la recombinación deberán acontecer una serie de procesos que lleven a la formación del complejo sinaptonémico. y las interacciones no alélicas que surgen entre alelos de diferentes genes como las epístasis. El ligamiento es una concepción que surge del estudio de ubicación y observación de los genes en los cromosomas. puede recombinar ya que presenta ligamiento que le permiten poder romper porciones del cromosoma y establecer quiasmas para el intercambio de material genético. 1992). Un factor de gran interés en el estudio de la genética. Por otra parte. existe un ligamiento absoluto que impide . en las hembras el color de los ojos depende de los genes presentes en los dos cromosomas X y sólo pueden presentarse ojos blancos cuando ambos cromosomas X llevan el gen recesivo white. este último tipo de cruzamiento dio lugar a cuatro clases de descendiente. pues se han convertido en verdaderos marcadores especiales que permiten seguir los procesos biológicos y se pueden utilizar con dos propósitos (1) para estudiar el proceso de mutación por si mismo y (2) para analizar una función biológica desde un punto de vista genético. constituye el sexo homogamético. pues son rápidamente visibles y medibles. el macho original de ojos blancos tenía un gen white localizado en un cromosoma X único. un descendiente masculino tenía la misma probabilidad de tener los ojos rojos que blancos si su madre era un heterocigoto sin reportar el genotipo de su padre. Stevens y otros de que el macho sólo tenía un cromosoma X y la hembra dos. dominancia completa. pleiotropía. estableciendo que si dos genes se encuentran en un mismo cromosoma estarán ligados físicamente por lo cual no podrán segregar de forma independiente uno del otro tal como lo exponía Mendel. Los estudios de mutaciones han permitido evidenciar situaciones en las cuales las Leyes de Mendel se ven alteradas en las proporciones fenotípicas. que afectan al color o la forma de cualquier órgano de un animal o planta. como lo son las interacciones alélicas que se dan entre alelos de un mismo gen. El ligamiento constituye entonces un mecanismo que permitió explicar aquellas situaciones donde las leyes de Mendel no podían explicar los procesos de la herencia. . La hembra después del apareamiento acumula el esperma en un receptáculo espermático y los huevos son fecundados posteriormente conforme pasan a través del oviducto hacia el orificio de salida (placa vaginal)..... principalmente sobre uvas..... (Fig....... Drosophilidae Género.. La recombinación es un proceso que puede influir en la herencia..... López... HEXAPODA Orden.....Guías de genética Juan B.. La hembra pone huevos incluso sin estar fecundada........ llegando hasta 400-500 en 10 días..... la recombinación por no darse los procesos de rompimientos cromosómicos.. melanogaster ampliamente extendida por todo el mundo y abundante en frutales...... propuso la existencia grosso modo de la siguiente proporcionalidad: conforme mayor es la distancia entre genes ligados. Ciclo De Vida D..... los parentales.. pero la mas utilizada en estudios genéticos generales es D.... Su ciclo biológico........... se ha desarrollado métodos matemáticos y estadísticos que tienen como objeto realizar comprobaciones de fenómenos en estudio. pudiendo llegar a poner hasta 50-75 huevos por día......... especialmente si ésta está en fermentación.... ya que aparte de los jugos de las frutas. tal es el caso de cruces experimentales en Drosophila melanogaster... es decir...... mayor es la probabilidad de que ocurra un entrecruzamiento entre cromátidas no hermanas en la zona que separa esos genes y.... tras la fecundación y formación del cigoto.. Descripción De Drosophila melanogaster El numero especies conocidas del genero Drosophila es muy alto... Drosophila Especie....... mayor la proporción de recombinantes que se producen. ARTHROPODA Clase......... esenciales para el intercambio de material genético.. melanogaster 2.. 3).. por lo que se la conoce por «mosca de la fruta »..pupa imago o adulto. La ovoposición comienza en la hembra adulta al 2° día después de su emergencia...... Sturtevant. Lógicamente sólo aquellos huevos que han sido fecundados se desarrollarán. ...... la levadura constituyen una parte importante de su dieta 1. desde la fecundación hasta el adulto. plátanos y ciruelas... El desarrollo embrionario tiene lugar en el huevo.. por lo tanto... pasa por cuatro estados de desarrollo: huevo .larva ... Clasificación sistemática Philum... En el estudio experimental y teórico de los procesos de la herencia... DÍPTERA Familia.... .. melanogaster tiene metamorfosis complicada.. los estudios han determinado que los gametos que resultan de la recombinación siempre serán en frecuencia menor a los que llevan genes donde no se ha dado la recombinación. mientras el huevo se encuentra en el útero.5 minutos. El núcleo diploide formado tras la cariogamia se sitúa en el tercio anterior del huevo (Fig.7 Kb de DNA. aunque en las condiciones de mantenimiento en el laboratorio siempre existe un porcentaje de hembras que pueden retenerlos por un tiempo indeterminado. melanogaster. Durante estas divisiones existe un origen de replicación cada 3. 4). . López. En condiciones ambientales óptimas el huevo es puesto en el momento en que los dos pronúcleos se unen. Los núcleos se dividen periódica y sincrónicamente cada 10 minutos. El huevo tiene dos membranas que permiten únicamente intercambios gaseosos del embrión con el medio: la membrana cortónica o cortón en el exterior.19x 0. 4) y se divide mitóticamente al cabo de 20 minutos.5 mm. El desarrollo embrionario comienza inmediatamente después de la fertilización y. y la membrana vitelina situada debajo de la anterior. se distinguen dos periodos: el período embrional que transcurre dentro del huevo y comprende desde la fertilización hasta que emerge la larva. con una fase S de 3. como en la mayoría de los insectos. y el período postembrionario. En el extremo anterior del huevo hay un poro diminuto por donde penetra el espermatozoide para fecundar el pronúcleo femenino. HUEVO. Se presume la existencia de una tercera membrana de tipo celular. Fig. a partir de este momento se origina un sincitio donde los núcleos comparten un mismo citoplasma. La meiosis en el huevo se desencadena por la penetración del espermatozoide. cariogámia. . son blancos y están recubiertos de una fuerte envoltura con dos apéndices delgados en el extremo anterior (Fig. Los huevos son ovoides con unas dimensiones de 0.3 ciclo de vida de D. que se inicia con la eclosión del huevo y comprende la: etapas de larva.Guías de genética Juan B. pupa e imago o insecto adulto. 000. Las . el número de núcleos periféricos se eleva a 6. especialmente de la última. precursoras de las células germinales. se originan los procesos organogenéticos que conducirán a la formación y emergencia de la larva al cabo de 22 horas. una ventro-lateral en el límite posterior del primer tercio del cuerpo (surco cefálico) y otra a lo largo de la región ventral de los dos tercios posteriores (surco ventral). sincrónicas. Desde la décima hasta la decimotercera división. La síntesis de proteínas anterior a este momento se hacía a partir de mRNA de procedencia materna. al cabo de un día. Coincidiendo con la fase S (unos 20 minutos) se activa por primera vez la transcripción del rDNA. se van alargando progresivamente. sin envolver totalmente a los núcleos. Después de la decimotercera división. en el polo posterior del embrión.Guías de genética Juan B. migración que termina después de la novena división. el embrión es un blastema (o blastodermo sincitial). y aparecen invaginaciones membranosas que. y de él sale una larva blanca. A partir de ellas. Son visibles dos invaginaciones. Con la celularización desaparece la sincronización mitótica. que se completa en 30 minutos. con mandíbulas negras y un par de espiráculos con función traqueal en cada extremo. que están homogéneamente repartidos por el citoplasma. Doscientos minutos después de la fertilización empieza la formación de la grástula. LARVAS. aumentando correspondientemente su tamaño. A partir de la séptima división. empiezan a definir los compartimentos del embrión. 4 Embriogenesis de D. Durante estas cuatro divisiones el período S se va alargando. López. los posteriores ciclos tendrán una hora de duración. el número de unidades de replicación disminuye. aún Fig. momento que coincide con la aparición de las primeras células polares. los núcleos. empiezan a migrar a la periferia del embrión. por tanto. Cuando se inicia la nueva fase S empieza la celularización (150 minutos después de la fertilización). y sus divisiones. melanogaster. El huevo eclosiona. En este momento se inician las primeras transcripciones de mRNA en los núcleos periféricos. y se fijan comenzando el estadio de «pupa». PUPA Tras unos cuatro días y dos mudas las larvas abanonan el medio de cultivo. son muy activas y voraces. con el cuerpo muy pálido y sin desplegar las alas. el metabolismo pupal se centra en la sustitución de tejidos larvarios por los del adulto. larvas viven dentro del medio de cultivo. suele tener una duración de aproximadamente 10 u 11 días. Al final del 3º estadio. un color amarillo pajizo. El ciclo total de desarrollo. se va oscureciendo y endureciendo progresivamente. Pasan por tres estadios larvarios («instars»).Guías de genética Juan B. melanogasrer. la larva llega a alcanzar una longitud de 4. El género Drosophila se separa de los géneros próximos p: la «arista» provista de dos filas de «pelos» que posee •-• el extremo de la antena. La cutícula. Esta «prepupa» puede considerarse como el cuarto estadio larvario. Por tanto. que al principio es blanca y flexible (Estadio de prepupa). tras romper el puparium. A temperaturas superiores se producen fenómenos de esterilidad y a temperaturas más bajas el ciclo se alarga. Los cuales se muestran en la figura 1 con dos mudas. (Ver Figs. Aspecto de los individuos adultos D.5 mm. Al cabo de unos 5 días de iniciada la pupación aparece el adulto (imago). López. 5. Los adultos pueden llegar a vivir un mes o poco más. Los adultos tienen la morfología básica de los Dípteros. que termina con una muda. o algún otro soporte. a una temperatura óptima 25 °C. y 6) fig. denominadas discos imaginales crecen y producen secciones del organismo adulto. y tras otras pocas horas alcanza la pigmentación corporal normal. 5. Macho a la derecha y hembra a la izquierda . Inmediatamente después de pupar los tejidos de la larva se histolizan y las estructuras embrionarias. Aparece. disminuye la lorgitud de su cuerpo y se vuelve más oscura para formar «puparium». ADULTO o imago. Los espiráculos se transforman en «antenas pupales». para esta función. utilizando los tejidos de desecho de la larva como materia y energía. Éstas se despliegan al cabo de una hora. comenzando a partir de entonces el período de «pupa» o «crisálida». creciendo muy rápidamente. En las hembras termina en forma más puntiaguda. menos amplia la franja oscura dorsal y la parte ventral con la placa vaginal. formada por cientos de omatidios de color rojo mate situados en posición lateral. palpo y probóscide y una serie de quetas o cerdas (fig. 10. 6 Aspectos de los individuos adultos de Drosophila melanogaster. En general el tamaño de la hembra es mayor que el de los machos. tórax y abdomen.Guías de genética Juan B. tarsos y uña Los machos poseen en el tarso del primer par de patas ur «peine sexual» compuesto de pelos gruesos y cortos Existen también dos halterios o balancines y un par de alas transparentes formadas por pequeñísimas celdillas que tienen 5 venaciones longitudinales y dos transversales (Fig. . recorrido por una serie de filas de microquetas alineadas antero-posteriormente poseyendo también varios grupos de macroquetas (o quetas simplemente) en posición dorsal (dorsocentrales y es cutelares) y lateral. trocánter. ABDOMEN Consiste en tergitos en la parte dorsal y esternitos en la parte ventral donde hay un par de orificios en cada uno de ellos: espiráculos. tibia. CABEZA Con antenas. 7. El cuerpo está dividido en: cabeza. aspecto de la parte ventral del abdomen de un macho. López. melanogaster. Poseen tres pares de patas compuestas de: coxa. 6) Fig. parte izquierda y una hembra parte derecha de D. carina.4). 7). En aquéllos es de forma redondeada con la parte dorsal completamente oscura (negra) y la ventral portando el pene y el arco genital (Fig. dos grandes ojos compuestos de forma redondeada. Fig. TORAX Dividido en mesonoto y escutelo. fémur. tres ojos simples ocelos en posición dorsal. La parte final del abdomen es diferente en machos y hembras. Omatidios redondeados y juntos en superficie plana. Las alas están fuertemente curvadas hacia arriba y lados. Alas ligeramente puntiagudas. Ojos púpura claro que se oscurecen con la edad. Intermedio en las hembras heterocigóticas. melanogaster más usados en prácticas de Genética. dorso-centrales anteriores y . Alas en forma de cinta. El homocigoto es letal. Alas curvadas hacia arriba y afuera Asociado a la inversión Curly en el brazo izquierdo del cromosoma II. pueden llegar a estar ausentes. Quetas y cerdas acortadas. Ausencia de quetas postverticales. Ojos de color rojo vivo Alas recortadas en punta. en la hembra amarillo-rosados y en el macho barmellón punteados. Buena viabilidad. Ojos reducidos a una estrecha barra vertical en los machos y en las hembras homocigóticas. 4. tarso de las patas y venas de las alas de color negro. Ojos pequeños. Ojos reducidos y de tamaño variable.Guías de genética Juan B. Alas truncadas y reducidas a 2/3 de su longitud. A continuación se relacionan algunos de los mulantes de D. Se indica el nombre de cada mutante. Cuerpo que se vuelve negro gradualmente con la edad. nudosas. PRINCIPALES MUTANTES DE Drosophila melanogaster. López. y una descripción del fenotipo característico. Letal en homocigosis. Ojos color rubí claro. Influenciado por la temperatura. Ojos pequeños y arriñonados. bifurcadas o retorcidas. incluso en una misma mosca. Genotipo ap Nombre apterus b black B Bar Bd Beaded bw brown c curved ca claret cn cinnabar ct cut cu curled Cy Curly dp dumpy e ebony ey eyeless f forked g garnet gl glass H Hairless Fenotipo Sin alas Cuerpo. su denominación abreviada. Ojos oscuros de color vino que se tornan a púrpura con la edad. Alas divergentes y curvadas hacia abajo. Venas extras en las alas. Cuerpo de color amarillo A continuación se muestran los grupos de ligamientos en Drosophila melanogaster.8 esterasa 6 prune 1 1 . Ojos púrpura-rosado. Los homocigotos son letales.6 broad 4.0 roughoid 0. Junto al gen bw produce ojos blancos Alas y balancines muy reducidos. Ojos púrpura con manchas oscuras.0 shaven .5 hairy 0. Ojos rojo brillante Ojos color bermellón. sobre todo las escutelares posteriores.0+cubitus interruptus 0.0 sepia 0.2 veinlet 0.0 0. Faltan quetas.5 eye-gone 0. lz Lozenge m miniature Pm Plum pr Purple px Plexus ri radius incompletus Sb Stubble sc scute se st sepia scarlet v vermilion vg w vestigial white wa white-apricot y yellow Ojos más estrechos que el normal.0 heldout 26. Ojos blanco nieve. Ojos oscuros de color sepia. Letal en homocigosis.1 expanded 20. Quetas diminutas y en forma de maza. 6.0+ suppessor of sable 0. Deshi. sobre todo en los márgenes. con áreas rugosas y suaves a causa de sus omatidios anormales y fusionados.6 6-fosfogluc.0+ scute 1.0+ sparkling 0.2 eyeless yellow 0. Alas pequeñas que no sobresalen del abdomen. las ocelares y las postverticales.3 Star 26. Letal recesivo.0+ silver 0.0 aristaless 0.0+ groveless 0.0 nert 0.0 Moiré 0.Guías de genética Juan B. abdominales.0 echinoid Cromosoma IV 0. El ojo es de color rojo con áreas oscuras y brillantes.8 36.1 Curly 35. GRUPOS DE LIGAMIENTO EN Drosophila melanogaster Cromosoma X Cromosoma II Cromosoma III 0. López. Ojos rosa-amarillentos en los machos y más amarillentos en las hembras. Segunda vena longitudinal del ala interrumpida. 3 furrowed 55.3 brevis .0 Lobe 66.7 waxy 62.0 Glucosa 6 fosfato desh.4 fosfoglucomutasa 19.4 rosy 41.8 Bristle 48.0 fat(yGull) 37.2 narrow abdomen 62.4 garnet 45.4 tiny 55.5 black 47.5 echinus 16.5 scalloped 67.1 comb-gap 64.0 Bgalactosidasa 31.7 forked 67.0 orange 91.2 white ocelli 64.1 lcoholdeshid.0 vermillon 54.5 plexus 76.Guías de genética Juan B.0 dumpy 40. López.4 apterus 52.5 white 12.0 rotated 3.8 Beaded 100.4 Dichaete 5.5 ruby 41.0 Bar 71.0 lightoid 58.7 blistery 35.7 claret 104.0 nubbin 46.0 light 49.2 octanol-deshidrog 36. 47.9 carmine 41.0 Jammed 43.0 pink 32.7 cardinal 100.0 singed 48.1 ocelliless 50.7 proboscipedia 27.0 dachs 18.5 Lyra 7.1 miniatura 55.0 Wrinkled 21.8 maroonlike 104.9 tarsi irregular 52.0 vestigial 63.8 bithorax 44.5 Hairless 62.0 karmoisin 38.5 clot 40.5 tetraltera 33.5 car 83.4 bailón 93.9 fumarasa 44.0 engrailled 43.0 kidney 59.2 outstretched 72.2 Stubble 57.1 glass 56.7 lozenge 53.1 bar-3 66.0 bobbed 107.7 RNA polimerasa 55.7 crossveinless 20.0 shortwing 95.4 Beadex 75.5 spineless (y aristapedia) 58.2 thread 51.4 Glued 13.0 facet 13.0 cut 47.5 purple 48.0 abrupt 44.0 radius ¡ncompletus 23.5 rRNASS 75.2 Delta 59.0 stripe 57.7 ebony 63.8 raspberry 54.0 curled 36.1 straw 50. 64.5 brown 79.9 hook 48.0 scarlet 20.0 abero 70.9 wavy 56.5 curved 69.1 rough 107. 1 .5 cinnabar 58. L1 a L5 y M señalan respectivamente las venas longitud/nales 1 a 5 y la vena marginal. . Ala normal de D.7 . López. melanogaster. Fig. Se han indicado /os nombres de las celdillas del ala.Guías de genética Juan B. A y P señalan las venas transversales anterior y posterior respectivamente. y aspecto de las dos mutantes: radius incompletas (izquierda) y crossveinless (derecha). . clasificación y recuento de las moscas es preciso anestesiarlas previamente con éter. Practica OBJETIVOS. melanogaster Realizar diferentes cruces con el fin de comprobar o refutar las leyes de Medel Identificar en cada generación las mutaciones y sus proporciones Determinar si las mutaciones son ligadas o no al sexo. botellas y tubos con alimento (ver composición en el Anexo ). MATERIALES Organismos Se utilizará normalmente una cepa silvestre de Drosophila melanogaster y otra cepa mutante para uno o varios caracteres. placa petri de cristal. pincel pequeño (n. Algodón PROCEDIMIENTO 1. Anestesiamiento y reconocimiento de cepas Para la observación. anestesiador (cloroformo. Se procede de la siguiente forma Golpear la botella de cultivo sobre una almohadilla de algodón corcho o goma-espuma para que caigan las moscas al fondo del medio de cultivo. reetificador. Productos y equipos Como material para el manejo y observación de Drosophila melanogaster se utilizará: • • • • • • • • • • • esteriomicroscopio o lupa binocular.Guías de genética Juan B.° 0) y suave para mover las moscas. a esta operación se le llama «anestesiado» o «eterización». Embudo. frasco «cementerio» con tapa. papel de filtro esterilizado. lápiz graso o etiquetas adhesivas para marcar las botellas. López. en algunos casos ambas cepas a usar serán de tipo mutante. conteniendo alcohol de 70° para introducir las moscas desechadas. • • • • Determinar los diversos fenotipos de D. de boca ancha. eter o CO2) éter sulfúrico. En este caso no se debe invertir la botella de cultivo sobre el anestesiador. Tapar el frasco. puede ser que se tengan que pasar a un nuevo frasco de cultivo o que se hayan de desechar determinados individuos. pulverizando suavemente con éter en la cámara formada por una caja petri invertida colocada sobre las moscas. hay que tener cuidado de que no quedan moscas en el anestesiador antes de poner las nuestras. echarlas en el frasco «cementerio». Mantener las moscas expuestas a los vapores del éter hasta que se duerman. y en su lugar colocar el eterificador. Sacudir los lados de la botella de modo que todas las moscas caigan dentro del frasco anestesiador. Si el medio de cultivo no está debidamente solidificado. para esto se pone con las moscas de costado tapado con papel aluminio en otro frasco se ponen tres Alka Seltser con agua (aproximadamente 20 ml ) y se conecta mediante . López. El tiempo que tardan las moscas en dormirse es variable y depende de la edad (alrededor de un minuto). Figura X Para mover las moscas de un lado a otro se utiliza un pincel de pelo de camello o niño recién nacido con el que se pueden empujar y trasladar. o bien adosando un pequeño algodón impregnado de éter en la cara interior de la placa. lo que se notará porque las alas aparecerá perpendiculares al cuerpo. Si se han de desechar. colocarlas dentro de un pequeño embudo de papel que se depositará sobre la papilla. o tumbar la botella que la contiene y colocar las moscas sobre su pared hasta que se despierten (hay que tener cuidado de que la pared esté seca). Invertir las posiciones de modo que la botella de cultivo queda arriba. si las tenemos que pasar a un nuevo medio. sacar las moscas y alinearlas sobre una cartulina blanca y llevarlas al estereomicroscopio para su observación. o seleccionados determinados fenotipos. Hay que tener cuidado pues una exposición prolongada al éter puede producir su muerte. Quitar el tapón de la botella. Otro aspecto que hay que cuidar es el de no mantener abiertas las botellas de cultivo para evitar que las moscas se escapen o entren otras y el cultivo se contamine. Una vez anestesiadas. ALTERNATIVAS DE ANESTESIADO Alternativamente se puede usar dióxido de carbono y helio para anestesiar las moscas. hechos los recuentos. sino inclinar éste hacia un foco de luz y esperar a que las moscas entren en él (Drosophila melanogaster es fototrópica positiva y geotrópica negativa). No dejar abierto el anestesiador ni la botella de éter. Normalmente una mosca anestesiada permanece inmóvil durante 5 o 10 minutos. puede desprenderse y matar las moscas. Una vez examinados.Guías de genética Juan B. Igualmente. Si empiezan a moverse mientras se las está observando se pueden volver a anestesiar utilizando el reeterificador. ya que el éter es muy volátil e inflamable. Entre las dorsocentrales anteriores hay 8 filas de . López. Tienen 5 venas longitudinales sobre su superficie y 2 venillas transversales.1 D. 2. (Figs. En este caso hay que tener mucho cuidado de no dañarles las alas. Para asegurarnos que son vírgenes existen diversos procedimientos: Por identificación del sexo y aislamiento de hembras adultas de no más de 6 horas de edad. Silvestre 3. su superficie es mate su color rojo oscuro. curvatura. En cualquier caso hay que extraer del medio de cultivo todas las moscas adultas asegurándose de que no quede ninguna.2. Sobre el esternón del segundo par de patas hay 3 pares de quetas «esternopleurales». por delante de los ocelos hay 1 par de «postverticales». por lo que se trata de estudiar las partes del cuerpo en donde puede haber mutaciones morfológicas utilizables en los problemas que se desarrollarán en las prácticas siguientes: 3.1. Las hembras se pueden separar de los machos en el estado de pupa madura. m.1y 4. Los mutantes más importantes son para el color. De estas pupas aisladas en una botella emergerán obviamente hembras vírgenes. Cerdas o quetas. Alas: Sobrepasan del abdomen en una tercera parte de su longitud. Por selección de moscas adultas recién emergidas: se reconocen por no haber desplegado aún sus alas y tener su cuerpo alargado y la quitina blanda y pálida. 3. OBSERVACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL TIPO SILVESTRE En Drosophíla melanogaster se han descrito más de mil mulantes diferentes. Hacia el borde del dorso del torax hay 2 pares de quetas «notopleurales» y en su zona central 2 pares de quetas «dorsocentrales« (anteriores y posteriores).Guías de genética Juan B. con lo que el ala queda dividida en: regiones llamadas «celdas». en la cabeza y alrededor de los ojos hay 3 pares de quetas «vertica les» (anteriores y posteriores). su tamaño y forma grande y redondeada respectivamente. 6). Hay dos tipos de quetas. Bridges y Brehme (1944) y Braver (1956) fueron los pioneros de la descripción y localización génico-cromosómica de gran parte de los mutantes conocidos en esta especie. se observan y se clasifican según los requerimientos. 7). Seis horas es el tiempo que requieren las hembras para adquirir la madurez sexual y poder ser fecundadas.3. Las pupas se pueden extraer de la botella con un pincel húmedo con el que posteriormente se limpiarán para facilitar su observación. Refiriéndose a las primeras. Fig. longitud forma. Los mutantes de alas que se utilizarán lo son para los siguientes caracteres: borde. Su superficie es plana y su color blanco transparente. Es conveniente familiarizarse con el fenotipo silvestre. AISLAMIENTO DE HEMBRAS VÍRGENES Cuando se han de hacer cruzamientos entre genotipos diferentes es estrictamente necesario que las hembras no se hayan cruzado con machos de su mismo genotipo. forma y textura. unas más largas llamadas «macroquetas» otras de 1/3 respecto a la longitud de las primeras y más finas llamadas «microquetas» (Fig. posición y venación. cuando las moscas paren de moverse se quita la tapa y se vacían en una caja de petri que esta sobre un plato con hielo. Continuamente se describen nuevos genotipos en la revista Drosophila Information Service. ya que en este estado se pueden distinguir los peines sexuales de los machos como dos puntos entre las manchas de las alas. Su borde es redondeado y terminado en una ligera punta. 3. Sirven como órganos de los sentidos. 3.1. Ojos: Los ojos están compuestos por cientos de omatidios colocados regularmente en filas y columnas. procurando tapar con papel aluminio los frasco minimizando lo mejor posible las fugas. Si eliminamos los adultos de una botella. En la parte dorsal del tórax hay un par de «presuturales» (anteriores y posteriores) y 2 pares de «postalares» (anteriores y posteriores). tamaño. todas las hembras que recojamos de esta botella en un período de 4 o 5 horas serán vírgenes. normal para todos sus caracteres. una manguera al frasco con las sepas. color. 3. realizada en el laboratorio.2 se indican los pasos generales en todo el proceso. 6. En el margen del escutelo hay 2 pares de quetas «escutelares» (anteriores y posteriores). se dará a cada equipo al menos una botella con medio para pasar a los individuos de la F1 y obtener la F2. En otros cruzamientos también se requieren hembras vírgenes. A la labor experimental.. o viceversa. Productos y equipos La generación parental se entregará en un tubo con medio y. Observar cuidadosamente ambos párentales con objeto de determinar 2. En su caso. forma y superficie de las alas. Pasar unas 10 o 15 parejas de moscas a una botella con medio para obtener la F2. Identificar los fenotipos.) y anotar las diferencias fenotípicas entre ambos sexos. tórax y escutelo. en el que se deben estudiar las generaciones F1 y F2 de un cruzamiento. Hay que recordar que los machos son aquiasmáticos. López. o la descendencia del cruzamiento prueba. ha de estar en relación con el ciclo biológico normal del animal. y anotar los fenotipos observados en cada sexo. ambos homocigóticos. Los mutantes que se utilizan lo son para cambios en el número y forma de las quetas de la cabeza. MODO DE REALIZAR Y LLEVAR A CABO LOS EXPERIMENTOS CON DROSOPHILA INTRODUCCIÓN Las prácticas que siguen consisten en una serie de cruzamientos entre diferentes mutantes de Drosophila melanogaster o con genotipos silvestres. con el fin de observar diferentes tipos de herencia. 5. Tomar datos de unos 300 individuos. 3. El resto del equipo se ha descrito anteriormente. En el cuadro 5. en su momento. forma y longitud de las quetas principales. Cruzar 4 o 5 parejas de moscas para obtener la generación F1. .2 se resumen todas las operaciones a seguir en una práctica de este tipo. PROCEDIMIENTO 1. sigue una labor de registro e interpretación de los resultados en la que se incluirán pruebas de análisis estadísticos para comprobar el tipo de herencia MATERIALES Organismos Se entregará a cada equipo de alumnos un tipo de problema consistente en el cruzamiento de dos genotipos de Drosophila melanogaster. Anotar el fenotipo de cada uno de los sexos. realizar un cruzamiento prueba usando hembras vírgenes de la F1 y machos de la cepa mutante. si los alumnos no tienen suficiente experiencia en diferenciar las hembras vírgenes. En el cuadro 5. observar unas 30 moscas de ambos sexos de esta generación. El desarrollo de una de estas prácticas. es conveniente que los profesores de prácticas supervisen la selección de hembras y la realización de tos cruzamientos. color y tamaño de ojos.Guías de genética Juan B. 4. en qué carácteres se diferencia cada uno de ellos del silvestre (color del cuerpo. microquetas «acrosticales». Observar la F2. Comprobar la bondad de los resulados observados en las dos generaciones segregantes por comparación con los esperados mediante la prueba estadística de significación de X2 (Pearson. Las operaciones a seguir durante la práctica deben hacerse concordar con el estado de desarrollo de los cultivos y no con los días teóricos indicados en la segunda columna y que sirven sólo para condiciones ambientales ideales. 5.. Observaciones Hay que asegurarse adecuadamente que las hembras de la generación parental sean vírgenes. 07 5.06 9. El X2 es la suma de los cuadrados de las desviaciones entre los valores observados (O) y los esperados (E) divididos por el valor esperado: X 2 2 ( 0 − E) = X E 2 2 ( n − 1)S X = σX2 Es importante tener en cuenta que el X2 debe aplicarse con valores absolutos y no con porcentajes.02 14.05 0.34 4.92 21. Hipótesis y aplicación de las correspondientes pruebas estadísticas para su comprobación.07 2.88 7. correspondiente a su grado de libertad (número de clases fenotípicas menos uno).99 9.09 20.95 0. Considerar la desviación significativa para valores de P menores de 5 %.67 27.52 6 1.35 8.21 13.78 9.84 6.001 1 0. y descripción fenotípica de machos y hembras.63 3.25 7.65 3.35 6.51 20. 4. en ambos casos se acepta que estadísticamente la segregación observada no se ajusta a la esperada.32 5. Generación parental: observación de machos y hembras y descripción fenotípica de ambos.59 7.52 13. 3.47 5 1.36 4.73 4.32 8 2.68 16.004 0.10 0.3.50 0.1) la probabilidad P de obtener una desviación igual o mayor que la observada.60 5. 7.01 0. 1898).41 4.Guías de genética Juan B.64 12. López.24 11.34 16.23 10. Presentar los resultados rellenando las líneas adecuadas del cuadro 5.38 12.35 7.34 10.66 6.12 9 3.07 15. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Indicar mediante un esquema el tipo de herencia obtenida atendiendo a los siguientes detalles: 1.01 2.1 Distribución del chi-cuadrado .39 2.06 0.07 18. 5. para valores menores del 1 % altamente significativa.71 3.28 18.46 7 2.30 0.59 16.88 Tabla 5.27 4 0.34 9.10 0.82 11. Generación F2 o cruzamiento prueba: observación de al menos 300 individuos y descripción de sus fenotipos y sexos. y en su caso estimar la frecuencia de recombinación p.14 2. calcular el X2 correspondiente.49 13.81 22.09 26. Grados de libertad Probabilidad 0. 2.64 10.82 3 0.83 2 0.82 6.48 24.71 1.17 3.66 14.45 1.80 0.46 1.36 15.38 8. Generación FI: observación de al menos 30 individuos.35 1. En caso de que se sospeche ligamiento.37 3. Una vez calculado el X2 se buscará en la tabla de distribución de X2 (ver tabla 5. separar vírgenes (♀) Introducir unas 10 parejas en la botella b B Larvas Pupas F2 Eliminar la F1 ♀♂ Imagos Cruzamiento prueba huevos Observar 300 individuos Cruzar (♂♂) recesivos ♀♀ vírgenes F1 (C) ♀♂ C Larvas Pupas Eliminar los progenitores Imagos Observar 300 individuos Cuadro 5.2 procedimiento para el desarrollo de las practicas con drosophila melanogaster .Guías de genética Juan B. López. G Días Desarrollo P 0 Adultos F1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 F2 Huevos P A Pupas Eliminar generación P F1 Imagos 14 F1XF1 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Huevos 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Medios Larvas 13 14 Procedimiento Introducir 4-5 parejas en un tubo (A) Observar 30 individuos de ambos sexos. hembras (1 grado de libertad)) Esperados (N/2) observados (O-E)2/E Machos Hembras Calcular x2 = ∑ (O − E ) 2 E X2 = Realizar para cada uno de los fenotipos si es necesario. López. Grupo Alumno/s FENOTIPO DE LOS PARENTALES Machos Hembras FENOTIPO DE LA F1 No. De individuos Machos Hembras Total Fenotipo 1 Fenotipo 2 Fenotipo 3 Fenotipo 4 Fenotipo 5 Fenotipo 6 Fenotipo 7 Fenotipo 8 Fenotipo 9 ESTIMACION DE LOS VALORES X2 (X2 machos. X2 PARA CADA CARÁCTER CARÁCTER: Observados Esperados (O-E)2/E Dominantes Resecivos X2 = X2 DE INDEPENDENCIA TOTAL (X2 total) observados esperados Fenotipo 1 Fenotipo 2 Fenotipo 3 Fenotipo 4 X2 = 2 2 X de ligamiento = X total – X 2 m1 -X 2 m2 = (O-E)2/E .Guías de genética Juan B. De individuos observados Machos Hembras FENOTIPOS DE LA F2 No. Observaciones • • • • Calcular X2 para cada pareja de loci cundo sea necesario Indicar el coeficiente de coincidencia en su caso.3 esquema para representar los datos obtenidos en los distintos tipos de cruzamientos .Guías de genética Juan B. En caso de retrocruzamiento prueba usar las casillas correspondientes a la descripción de los parentales y de la F2. López. Usar tantas hojas como sean necesarias Cuadro 5.
Report "Práctica 4. Laboratorio de Drosophila Melanogaster"