Drosophila melanogaster

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Como ler uma infocaixa de taxonomiaDrosophila melanogaster
Fêmea (esquerda) e macho de D. melanogaster

Fêmea (esquerda) e macho de D. melanogaster
Classificação científica
Reino: Animalia
Filo: Arthropoda
Classe: Insecta
Ordem: Diptera
Subordem: Brachycera
Família: Drosophilidae
Género: Drosophila
Espécie: D. melanogaster
Nome binomial
Drosophila melanogaster
(Meigen, 1830)

A Drosophila melanogaster, mosca-da-fruta ou mosca-do-vinagre[1], é uma espécie de insecto díptero. Durante muito tempo as drosófilas foram conhecidas como moscas-das-frutas, entretanto essa nomenclatura já não é mais utilizada por referir-se mais apropriadamente às moscas da família Tephritidae, que causam prejuízo aos fruticultores. As drosófilas se alimentam de leveduras em frutos já caídos em início de decomposição e, portanto, não causam prejuízo. Esta espécie é um dos animais mais utilizados em experiências de genética, sendo dos mais importantes organismos modelo em Biologia.

É utilizada em inúmeros estudos genéticos por apresentar cromossomas "gigantes", formados por várias multiplicações dos filamentos da eucromatina, facilitando sua observação ao microscópio. Possui estruturas chamadas "pufes", que são prolongamentos da eucromatina que permite um maior contato da mesma com o hialoplasma nuclear, ativando uma área maior do ADN. Cada um de seus olhos compostos possuem cerca de 760 omatídeos.

Reprodução[editar | editar código-fonte]

Thomas Hunt Morgan, embriologista, realizou estudos aprofundados com moscas. As moscas estudadas têm dimensões reduzidas e, muito frequentemente, estão sobre os frutos maduros, tendo o nome científico Drosophila melanogaster; é, por isso, conhecida por mosca-da-fruta.

Numa amostra de moscas da fruta com olhos vermelhos, consideradas a forma selvagem, Morgan encontrou um dia, com grande surpresa, um macho com olhos brancos. Passou então a estudar a transmissão genética desta característica.

A forma desta mosca que predomina na Natureza tem o corpo cinzento, olhos vermelhos e asas longas e é designada por forma selvagem. No entanto, também existem outras formas com características alternativas como, por exemplo olhos brancos, corpo preto ou asas vestigiais.

É costume representar-se a constituição genética das formas alternativas pela letra inicial da palavra inglesa que expressa a característica que elas manifestam. Por exemplo, o alelo para olhos brancos representa-se por w (de white). Quando este locus é ocupado pelo alelo da forma selvagem, este representa-se pela mesma letra afectada do sinal + (w+).

Ovo de D. melanogaster

Se nas experiências de Mendel não foi relevante que determinado fenótipo pertencesse à fêmea ou ao macho, isto é, efectuar o cruzamento directo ou o cruzamento recíproco não interferiria nos resultados, o mesmo não se passou nos resultados obtidos por Morgan. Assim, cruzou entre si indivíduos

Exemplares macho e fêmea adultos de Drosophila melanogaster.

pertencentes a linhas puras, uns com olhos brancos e outro com olhos vermelhos (selvagem); mas não só efectuou o cruzamento directo (fêmea de olhos vermelhos com macho de olhos brancos) como o cruzamento recíproco (fêmea de olhos brancos com macho de olhos vermelhos). O alelo que condiciona a cor selvagem (w+) é dominante em relação ao alelo que condiciona a cor branca dos olhos (w).

No primeiro cruzamento os indivíduos apresentam todos os olhos vermelhos, sendo 50% de fêmeas e 50% de machos. Estes resultados estão de acordo com os previstos por Mendel, evidenciando-se o alelo vermelho como dominante. Porém, no cruzamento recíproco, as fêmeas tem todas olhos vermelhos e os machos têm todos olhos brancos. Não se verifica nestes resultados a uniformidade fenotípica dos indivíduos da primeira geração.

Na drosófila, como na maioria dos animais, o sexo masculino ou sexo feminino depende de um par de cromossomas chamados cromossomas sexuais. Os indivíduos que apresentam dois cromossomas sexuais idênticos dizem-se homogaméticos e os que apresentam dois cromossomas sexuais diferentes entre si dizem-se heterogaméticos. As fêmeas de drosófila possuem dois cromossomas X, ao passo que os machos possuem os mesmos autossomas mas um cromossoma X e um cromossoma Y. O sexo heterogamético é, pois, o sexo masculino.

Drosophila melanogaster vista de lado

Todavia, a determinação do sexo em drosófilas não é devido à presença do cromossomo Y como na espécie humana e, sim, pela quantidade de cromossomos X divida pelo número do conjunto autossômico (2n), de modo que o quociente sendo 1, o indivíduo é fêmea, caso seja diferente de 1, o indivíduo é macho. Por exemplo, uma drossófila com dois cromossomos X, teríamos, Sexo = 2X / 2n = 1 (fêmea); de forma semelhante, se o individuo tiver um cromossomo X e outro Y, teríamos, Sexo = 1X / 2n = 0,5 (macho).

Considerando então que o alelo responsável pela cor branca dos olhos de drosófila se localiza no cromossoma X, justificam-se os resultados dos dois cruzamentos.

Estabelecimento dos Eixos Corporais[editar | editar código-fonte]

Drosophila melanogaster tem sido muito utilizada para estudos na área da biologia do desenvolvimento. Os trabalhos com Drosophila tem proporcionado a elucidação de processos biológicos envolvidos no estabelecimento dos eixos corporais (dorso-ventral e antero-posterior), formação da linhagem germinativa e do controle da expressão gênica envolvida nesses processos.

Os eixos corporais, em qualquer organismo, são estabelecidos e controlados por uma cascata de genes reguladores, que têm a função de ativar ou inibir a expressão de um grupo de genes zigóticos iniciais. Os

Larvas e pupas de Drosophila melanogaster

principais eixos a serem estabelecidos são o ântero-posterior, dorso-ventral e direito-esquerdo, que são, basicamente, estabelecidos logo no início do desenvolvimento pela distribuição assimétrica de determinantes (transcritos de regiões específicas) no citoplasma do ovo. O desenvolvimento do embrião dependerá de fatores gerados pela mãe durante a ovogênese e de processos que ocorrem durante o desenvolvimento ovariano.

Ovogênese: O folículo ovariano de Drosophila é constituído por 16 células germinativas conectadas por canais, uma delas é selecionada para ser o ovócito enquanto que as 15 demais tormam-se células nutridoras. As células nutridoras se especializam em transcrever mRNAs importantes para o futuro desenvolvimento embrionário. A localização assimétrica desses mRNAs nas células vai especificar os eixos corporais, e permite ainda o estabelecimento de gradientes morfógenos de proteínas que determinam o mapa de destino celular durante a fase inicial do desenvolvimento, sendo então um dos fenômenos mais importantes da biologia do desenvolvimento. Estes mRNA codificam proteínas envolvidas na regulação da transcrição e da tradução que se difundem pela blastoderme sincicial levando à ativação ou repressão de genes zigóticos. Então, durante a formação do ovócito são transcritos genes codificadores de fatores maternos, e os seus mRNA são posicionados em determinadas regiões deste ovócito. Após a fecundação, estes mRNA são traduzidos em proteínas que ocuparão o mesmo lugar no zigoto.

Formação do blastoderma sincicial: Após a fertilização do ovócito pelo espermatozoide forma-se uma célula-ovo que irá sofrer clivagens até a formação de uma blastoderma sincicial, ou seja, ocorre a formação de uma célula multinicleada, RNAsm e proteínas depositadas pela mãe durante a ovogênese são determinantes nessa fase

Formação do blastoderma celular:O próximo passo é a migração uniforme dos núcleos para a periferia do citoplasma e a individualização das células. Quando as membranas celulares começam a se formar o RNAsm maternos são degradados permitindo o início da transcrição do genoma zigótico

Formação do plasma germinal: A formação do plasma germinativo e consequentemente das células germinativas depende de produtos maternais como os genes nanos e oskar.

Eixo ântero-posterior : o eixo antero-posterior de Drosophila se divide em cabeça, tórax e abdómen da larva. Estudos genéticos concluíram que existem quatro sinais maternos localizados que definem a

Expressão dos mRNA dos genes nos e bicoid

organização básica e a polaridade do eixo embrionário ântero-posterior: bicoid (bcd), nanos, hunchback (hb) e caudal (cad). bcd e hb dão origem a cabeça e tórax, e nanos e cad aos segmentos abdominais.O gene bicoid (bcd) é um gene maternal que tem seu RNAm localizadona região anterior do ovócito e após a fertilização um gradiente proteico é formado com concentrações maiores da proteína Bcd na região anterior. O gene zigótico hunchback (hb) é transcrito em resposta a altas concentrações de Bcd, defindo a posição da cabeça e tórax. O RNAm do gene nos está mais concentrado na região posterior e difunde-se para a região anterior, mas apenas o RNAm da região posterior é traduzido. Nos atua como um repressor da tradução do gene hb na região posterior. Altas concentrações do RNAm do gene oskar na região posterior também contribui para o estabelecimento desse eixo.

Gradiente ântero-posterior de proteínas em Drosophila.
Drosophila melanogaster vista de cima

Mutações no grupo de genes posteriores resultam em larvas com desenvolvimento abdominal anormal. O produto do gene oskar é responsável pela localização do mRNA de nanos no pólo posterior e também especifica o germoplasma que origina as células germinativas.

Eixo dorso-ventral: é definido por uma bateria de genes (pipe, easter, spätzle), os quais as proteínas codificadas têm uma meia vida muito curta e a função de controlar a expressão dos genes do próprio embrião. A proteína Spätzle é ventral no embrião de Drosophila e expressa genes marcadores do lado ventral, tal como twist e snail, que são expressos em células que posteriormente iniciam a gastrulação. A ausência da proteína Spätzle no lado dorsal permite a expressão de decapentaplegic (ddp). A proteína Decapentaplegic especifica a amnioserosa, é secretada e é um membro da família das citocinas TGF-β de vertebrados.

A expressão de todos esses genes é transitória e, em Drosophila, inicia-se e termina nas primeiras duas horas da embriogênese, ainda na fase de clivagem. Após esta fase, as células começam a expressar os genes homeóticos (Hox) que permitem que os segmentos do corpo mantenham a sua identidade e expressem as suas características.

Bibliografia[editar | editar código-fonte]

  • Gilbert, S.E. 2003. Developmental Biology, 7ª ed., pp 307-355 e pp 711-748, Sinauer Associates Inc., Sunderland.
  • Hartfelder K. 2006. Genética do Desenvolvimento e Evolução dos Grandes Grupos de Animais. Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, USP.
  • Lasko, P. 1999. RNA sorting in Drosophila oocytes and embryos. The FASEB Journal 13: 421-433.
  • Macdonald, P.M. 1990. Bicoid mRNA localization signal: phylogenetic conservation of function and RNA secondary structure. Development 110: 161-171.
  • Nabais. J.R. 2010. Localização de mRNA em Drosophila melanogaster: estudo da proteína Ypsilon Schachtel. Universidade Nova de Lisboa.
  • Palacios, I.M. 2007. How does na mRNA find its way? Intracellular localisation of transcripts. Seminars in Cell & Developmental Biology 18: 163-170.
  • Rodrigo Nunes da Fonseca, Helga Gomes, Helena Araújo. Aspectos morfofuncionais da embriologia dos Artrópodes INCT – EM – 2012

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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  1. «Mosca do vinagre é modelo biológico». apagina.pt. Consultado em 22 de outubro de 2017