Дрозофилы
| Царство: | Животные |
| Тип: | Членистоногие |
| Класс: | Насекомые |
| Отряд: | Двукрылые |
| Семейство: | Плодовые мушки |
| Род: | Дрозофилы |
Дрозофи́лы (от др.-греч. δρόσος — влага + φιλέω — любить) — плодовые мушки, род мелких насекомых семейства Drosophilidae, отряда Diptera (Двукрылые). Род в его современном объёме, вероятно, является парафилетическим и насчитывает около 1500 описанных видов (предполагаемое реальное разнообразие — несколько тысяч видов). Многие виды синантропны. В природе питаются соком растений, гниющими растительными остатками. Личинки питаются также и микроорганизмами.
Значение для науки
Небольшие размеры, короткий жизненный цикл и простота культивирования позволили использовать ряд видов дрозофил как модельные объекты генетических исследований (D. melanogaster, D. simulans, D. mercatorum, и другие). В настоящее время полностью расшифрованы геномы 12 видов дрозофил.
Drosophila melanogaster является наиболее важным видом для научных исследований. Этот вид широко используется в научных целях начиная с работ Томаса Ханта Моргана по генетике пола и хромосомной теории наследственности. Важными характеристиками D. melanogaster как модельного объекта является малое число хромосом (2n = 8), наличие политенных хромосом в ряде органов (например, слюнных железах личинки) и большое разнообразие видимых проявлений мутаций. В настоящее время D. melanogaster — один из наиболее изученных видов живых организмов. Её геном полностью отсеквенирован. D. melanogaster используется для исследования взаимодействия генов, генетики развития, оценки негативных эффектов медицинских препаратов и поллютантов.
Фильмография
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Дрозофилы» в других словарях:
ДРОЗОФИЛЫ — ДРОЗОФИЛЫ, род двукрылых насекомых (семейство плодовые мушки). Длина до 3,5 мм. Около 1000 видов, распространены широко. В помещениях часто встречается дрозофила фруктовая (личинки развиваются на портящихся овощах, фруктах, прокисающих соках).… … Современная энциклопедия
Дрозофилы — ДРОЗОФИЛЫ, род двукрылых насекомых (семейство плодовые мушки). Длина до 3,5 мм. Около 1000 видов, распространены широко. В помещениях часто встречается дрозофила фруктовая (личинки развиваются на портящихся овощах, фруктах, прокисающих соках).… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
ДРОЗОФИЛЫ — род двукрылых насекомых семейства плодовых мушек. Длина до 3,5 мм. Ок. 1000 видов, распространены широко, более многочисленны в тропиках и субтропиках. Обыкновенная плодовая мушка классический объект генетики (легко разводится в неволе, очень… … Большой Энциклопедический словарь
ДРОЗОФИЛЫ — (Drosophila), род мух сем. плодовых мушек. Дл. 2 3,5 мм. Св. 1000 видов. Распространены широко, более многочисленны в субтропиках и тропиках (только на Гавайских о вах св. 300 видов). В СССР не менее 25 видов. Мухи питаются соком растений,… … Биологический энциклопедический словарь
дрозофилы — Род плодовых мушек, включающий более 1000 видов, распространенных по всему Земному шару; Д. являются классическими генетическими объектами благодаря короткоцикличности (около 10 дней), простоте устройства хромосомного аппарата (4 пары легко… … Справочник технического переводчика
дрозофилы — род двукрылых насекомых семейства плодовых мушек. Длина до 3,5 мм. Около 1000 видов, распространены широко, более многочисленны в тропиках и субтропиках. Дрозофилы классический объект генетики (легко разводятся в неволе, очень плодовиты,… … Энциклопедический словарь
дрозофилы — Drosophila (fruit, vinegar flies) дрозофилы. Pод плодовых мушек, включающий более 1000 видов, распространенных по всему Земному шару; Д. являются классическими генетическими объектами благодаря короткоцикличности (около 10 дней), простоте… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
ДРОЗОФИЛЫ — род двукрылых насекомых сем. плодовых мушек. Дл. до 3,5 мм. Ок. 1000 видов, распространены широко, более многочисленны в тропиках и субтропиках. Д. классич. объект генетики (легко разводятся в неволе, очень плодовиты, обладают большой… … Естествознание. Энциклопедический словарь
ДРОЗОФИЛЫ — или плодовые мушки (Drosophilidae), одно из семейств двукрылых. Навсегда вошло в историю науки, так как его представители послужили объектами при изучении роли мельчайших структур клеточного ядра хромосом в явлениях… … Жизнь насекомых
Эмбриогенез дрозофилы — Плодовая мушка Drosophila melanogaster была введена в качестве модельного организма в генетические эксперименты Томасом Морганом в 1909 году и до настоящего времени является одним из самых любимых модельных организмов среди исследователей,… … Википедия
Дрозофила
| Царство: | Животные |
| Тип: | Членистоногие |
| Класс: | Насекомые |
| Отряд: | Двукрылые |
| Семейство: | Плодовые мушки |
| Род: | Дрозофилы |
Дрозофи́лы (лат. Drosophila ) — плодовые мушки, род мелких насекомых семейства Drosophilidae, отряда Diptera (Двукрылые). Род в его современном объёме, вероятно, является парафилетическим и насчитывает около 1500 описанных видов (предполагаемое реальное разнообразие — несколько тысяч видов). Многие виды синантропны. В природе питаются соком растений, гниющими растительными остатками. Личинки питаются также и микроорганизмами. Небольшие размеры, короткий жизненный цикл и простота культивирования позволили использовать ряд видов дрозофил как модельные объекты генетических исследований (D. melanogaster, D. simulans, D. mercatorum, и другие). В настоящее время полностью расшифрованы геномы 12-ти видов дрозофил.
Drosophila melanogaster является наиболее важным видом для научных исследований. Этот вид широко используется в научных целях начиная с работ Томаса Ханта Моргана по генетике пола и хромосомной теории наследственности. Важными характеристиками D. melanogaster как модельного объекта является малое число хромосом (2n=8), наличие политенных хромосом в ряде органов (например, слюнных железах личинки) и большое разнообразие видимых проявлений мутаций. В настоящее время D. melanogaster — один из наиболее изученных видов живых организмов. Её геном полностью отсеквенирован. D. melanogaster используется для исследования взаимодействия генов, генетики развития, оценки негативных эффектов медицинских препаратов и поллютантов.
Содержание
Определение пола Drosophila melanogaster
Дрозофилы раздельнополы (2 пола). Развит половой диморфизм (самцы мельче самок).
Хромосомное определение пола
Дрозофилам свойственно ХY-определение пола. Важным отличием механизма определения пола дрозофил от человека является то, что на пол влияет не наличие Y-хромосомы, а отношение числа Х-хромосом к числу аутосом. В дальнейшем, имеется в виду гаплоидный набор аутосом (n=4). При отношении равном 1, особь развивается в самку, равном 1/2 — в самца. При нарушениях образуются бесплодные особи: так называемые, интерсексы (если отношение Х-хромосом к аутосомам промежуточное между единицей и 1/2), суперсамцы (отношение меньше 1/2) и суперсамки (отношение больше 1). Наличие Y-хромосомы никак не влияет на пол, но самцы без нее стерильны, так как в ней находятся гены, ответственные за сперматогенез.
| Число Х-хромосом. | Число аутосом в гаплодином наборе. | Отношение числа Х-хромосом к числу аутосом. | Пол (фенотип). |
|---|---|---|---|
| 2 | 2 | 1 | Самка |
| 1 | 2 | 0,5 | Самец |
| 3 | 2 | 1,5 | Суперсамка |
| 2 | 3 | 0,(6) | Интерсекс |
| 1 | 3 | 0,(3) | Суперсамец |
Генетическое определение пола
Белковый продукт sxl самки — активный фактор сплайсинга не только для собственной РНК, но и для пре-мРНК гена transformer (tra). У самцов sxl неактивен как фактор сплайсинга, поэтому продукт гена transformer — тоже неактивный белок.
Следующий этап в каскаде — ген Doeblesex (dsx). У самок белок tra (совместно с работающим у обоих полов tra-2) модифицирует его сплайсинг, что приводит к образованию белка DsxFem (женский вариант). У самцов такой модификации не происходит, сплайсинг проходит по-другому, и образуется другой белок — DsxM (мужской вариант). Эти белки являются фаторами транскрипции, влияющие на активность генов, отвечающих за образование фенотипического пола.
Дозовая компенсация активности Х-хромосом
У самцов концентрация белков, закодированных в Х-хромосоме примерно такая же, как и у самок, хотя самих хромосом у них 2 раза меньше. Значит, у дрозофил существуют механизмы, создающие дозовую компенсацию. У человека она тоже существует, но механизмы ее у дрозофилы другие. У человека у самок отключается одна из Х-хромосом, в то время, как у дрозофил повышается в 2 раза интенсивность транскрипции с единственной хромосомы. Это видно на цитологических препаратах, где хорошо заметно, что Х-хромосома самца примерно на 25 % более рыхлая, чем Х-хромосомы самок. У самцов в ней в полтора раза больше негистоновых белков. Этот эффект вызван активностью определенных белков: msl-1, msl-2, msl-3, mle, и гистон H4 с ацетилированным лизином в 16-м положении. Ключевую роль во включении этого механизма играет роль взаимодествие генов msl-2 и пресловутого sxl. Если белок sxl нормальный (как у самок) он связывает мРНК msl-2 в так называемых UTR-участках, тем самым подавляя его трансляцию. То есть, у самок нет белка msl-2, а у самцов — есть. А при наличии белка msl-2 с ДНК могут связаться и остальные упоминавшиеся белки (msl-1, msl-3, mle и H4Ac16), которые и делают ДНК более рыхлой, что упрощает транскрипцию с Х-хромосомы.
Модельные организмы: дрозофила
Герой июля — плодовая мушка Дрозофила
Автор
Редакторы
А вот тут вместо обычного вступления я хочу сделать признание. Из этого текста как раз и выросла вся серия статей о модельных организмах. Я написал его для календаря, но, видимо, не нашел достаточно времени, чтобы сделать коротким. Строгий редактор взял оттуда немного, а что делать с оригиналом? Решили расширить календарь вот такими заметками.
Мушка дрозофила — это воплощение модельного организма. Она в буквальном смысле стала вершителем судеб, участником жестоких политических игр. Вспомним фельетон «Мухолюбы-человеконенавистники», вышедший в журнале «Огонек» в 1949 году!
Но вернемся к нашей серии. Проект стал расти. К работе присоединились другие, мотивированные и искушенные коллеги. Первый текст про дрозофилу, который был слишком длинным в календаре, оказался самым коротким в серии спецпроекта. Самым изученным организмом (если можно его так назвать) на планете стал коронавирус. Это, конечно, отвлекает читателя от нашего уютного сериала. Но жизнь не останавливается. И мы продолжаем продолжать!
Двенадцать модельных организмов
Привет! Меня зовут Сергей Мошковский. Дорогая редакция «Биомолекулы», выпустив настенный календарь о модельных организмах на 2020 год, заказала было мне лонгрид, который должен был, как суровый конвой, сопровождать календарь на сайте. Минутная слабость — сколько их было в жизни! — и я уже соглашаюсь. Но как писать? Ведь о каждой модельной скотинке, нарисованной на календаре, — как и о нескольких десятках не поместившихся туда, — написаны тома научной и даже популярной литературы. Придется писать не по-журналистски, из головы — как бы не вышло чего-то вроде поэмы «Москва — Петушки», где вместо станций — модельные организмы. Я и еще несколько авторов представляем вам на суд собранье пестрых глав — они будут выходить в течение всего 2020 года. Читатель, прости! Ты знаешь, кого за это винить!
Уксусная мушка — Наркоз для дрозофилы — Мушиная комната — I am a human fly — Ёж Соник
Начало XX века. Только что Гуго де Фриз заново открыл законы Менделя. Помните, его книжка о горошке больше двадцати лет пылилась в библиотеках с неразрезанными страницами? С одним признаком и двумя аллелями всё просто. Но если мы рассматриваем больше двух признаков — например, гладкость семян и цвет венчика растения? Равномерно ли они перемешиваются в потомстве? Уже очень скоро выяснилось, что не все: некоторые аллели путешествуют парами, как будто прицепившись друг к другу. Вопрос потребовал изучения — какова сила сцепления между генами? Как вообще устроено наследование? Нужен модельный организм. Он должен иметь много четких, но изменчивых макроскопических признаков, быстро размножаться половым путем, иметь мало времени между поколениями и быть простым и дешевым в содержании.
Рисунок 1. Самка Drosophila melanogaster дикого типа (штамм Canton-S)
фото Ксении Кузнецовой из лаборатории автора статьи
На рубеже XIX и XX веков американский энтомолог Чарльз Вудворт предложил использовать в качестве такой модели уксусную, или плодовую мушку Drosophila melanogaster (рис. 1). Идею Вудворта наилучшим образом развил нобелевский лауреат Томас Морган, в лаборатории которого дрозофил начали широко использовать в генетических экспериментах. Именно таких мушек, или представителей других близкородственных видов дрозофил, мы наблюдаем летом вьющимися над черешней или кабачками. Дрозофила живет не больше ста дней. Она быстро размножается. Колонии насекомых легко содержать в замкнутых емкостях, кормя взрослых мушек и личинок нехитрой кашей из дрожжей и крупы. Дрозофилы чрезвычайно живучи — они могут размножаться в интервале температур в двадцать градусов, в том числе, в полной темноте. А как же внешние признаки, скажете вы, как их рассмотреть на трехмиллиметровой мухе? Однако даже в лупу видно, какие яркие у дрозофилы глаза, как хорошо заметны на теле насекомого крупные щетинки и другие признаки. Немаловажно, что взрослые мухи разных полов легко различаются при небольшом увеличении. Другой замечательный признак дрозофилы — этих мух можно легко и обратимо усыпить, повысив в среде обитания концентрацию углекислого газа. Еще недавно не было студента-биолога, который на кафедре генетики не разделял бы перышком уснувших дрозофил на кучки по принципу менделевского расщепления!
По мотивам биографии одного из выдающихся коллег Моргана — Кэлвина Бриджеса — в 2014 году сняли игровой фильм «Комната с мухами».
Рисунок 2. Кэлвин Бриджес в Мушиной комнате. 1914 год (American Society for Cell Biology).
Рисунок 3. Кадр из рекламных материалов к фильму «Муха» 1958 года
Тема человекообразной мухи эксплуатируется в массовом искусстве после выхода в 1958 году легендарного научно-фантастического фильма ужасов The Fly (рис. 3), сценарий к которому, кстати, написал впоследствии знаменитый автор романа «Сёгун» Джеймс Клавелл. Вспоминаются также успешный ремейк первого фильма, который снял в 1986 году Дэвид Кроненберг, а также вышедший в 1978 году сингл Human Fly рок-группы The Cramps. Наивная и зловещая фантастика о полученных в результате безответственных экспериментов гибридах человека и насекомого называется научной лишь условно. Однако давайте зададимся вопросом, что объединяет дрозофилу и человека с точки зрения молекулярного биолога?
По современным представлениям, около трех четвертей всех генов человека, связанных с заболеваниями, имеет соответствующие по последовательности гены (гомологи) в геноме дрозофилы. Например, открытый у дрозофилы в 1980 году немцами Кристианой Нюслейн-Вольхард и Эриком Вишаусом белок Sonic Hedgehog («ёж Сонник»), названный в честь героя анимационного сериала, у человека управляет молекулярным каскадом, нарушение работы которого вызывает некоторые типы злокачественных опухолей (рис. 4). У многоклеточных организмов этот белок в качестве морфогена формирует организм в процессе эмбриогенеза. Дрозофилы же, мутантные по гену Hedgehog, обладали характерной внешностью — их тело было покрыто шипиками, напоминая ежа. Похожая ситуация произошла с белками семейства важнейших онкосупрессоров — SMAD, название которых происходит от сокращения словосочетания mothers against decapentaplegy, то есть имеет прямое отношение к пятнадцати имагинальным дискам, играющим роль в метаморфозе дрозофил из личинки во взрослое насекомое — имаго.
Рисунок 4. Дрозофила-мутант по гену Hedgehog (а) и ее прототип (б) из анимационного сериала
Из сходства многих функциональных белков и биохимических каскадов понятно, что, несмотря на существенные различия в строении и развитии тела, дрозофилы могут быть ценным модельным объектом для изучения заболеваний человека. Например, они широко используются в нейронауках для воссоздания некоторых звеньев человеческих нейродегенеративных заболеваний. Интересно, что у дрозофил обнаружено достаточно сложное брачное и пищевое поведение, которое также удобно исследовать при помощи генетических манипуляций.
Итак, несмотря на анекдотичность образа человека-мухи в фильмах и книгах, мы видим, что наука охотно использует их сходство для получения новых знаний, полезных для человеческой медицины (рис. 5).
Рисунок 5. Плодовая мушка D. melanogaster — герой календаря «Биомолекулы». Этот календарь мы сделали в 2019 году и даже провели на него весьма успешный краудфандинг. У тех, кто успел приобрести календарь, фаг уже взирает со стенки, ну а с прочими мы делимся хайрезом этого листа — скачивайте, печатайте и вешайте над столом! Ну а кто всё же хочет приобрести бумажный экземпляр — приглашаем в интернет-магазин «Планеты.ру»!
ДРОЗОФИЛА
Дрозофила — плодовая мушка из семейства Drosophilidae, один из наиболее часто используемых объектов исследования по генетике, биологии развития, систематике и биогеографии.
Род Drosophila насчитывает ок. 1000 видов. Ареал распространения рода — тропическая, умеренная и субарктическая зоны обоих полушарий. Основным питательным субстратом для личинок многих видов Дрозофил являются портящиеся фрукты, поэтому расширению ареала этих мушек способствуют антропогенные миграции, связанные с экспортом фруктов.
Впервые Дрозофил для лабораторной практики предложил амер. энтомолог Вудворт (С. W. Woodworth). Т. Морган и его сотр. настолько широко использовали Дрозофилу как объект исследований по генетике, что за короткое время некоторые ее виды, особенно D. melanogaster, были изучены в генетическом отношении лучше всех других живых организмов.
Основными преимуществами Д. как генетического объекта являются мелкие размеры мушек, короткий цикл развития, высокая плодовитость, простота массового разведения в стандартных условиях, большое число четких морфол., физиол., биохим, и этиол, наследственных признаков, малое число хромосом (см.) и, соответственно, групп сцепления, наличие гигантских полигенных хромосом и др. Благодаря этому именно в опытах на Д. были впервые подробно изучены многие основные явления наследственности, напр, сцепление генов (см. Генетический анализ) и рекомбинация (см.), мутагенное действие излучений (см. Мутагенез), генетическая регуляция процессов развития и др., были получены данные, на которых основана хромосомная теория наследственности (см. Генетика). Плодовая мушка Д. продолжает оставаться одним из наиболее употребимых лабораторных тест-объектов.
Дрозофилы
В природе питаются соком растений, гниющими растительными остатками. Личинки питаются также и микроорганизмами.
Связанные понятия
Соматические клетки (др.-греч. σῶμα — тело) — клетки, составляющие тело (сому) многоклеточных организмов и не принимающие участия в половом размножении. Таким образом, это все клетки, кроме гамет.
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Гомологичными (др.-греч. ὅμοιος «подобный, похожий» + λογος «слово, закон») в биологии называются сопоставимые части сравниваемых биологических объектов.
Жгутиковые — простейшие, передвигающиеся с помощью одного или нескольких жгутиков. Некоторые из них способны выпускать ложноножки. Среди них есть одноклеточные моноэнергидные и полиэнергидные формы, а также колониальные (например, Eudorina) и многоклеточные (Volvox) формы. В целом для жгутиконосцев характерна тенденция к мелким размерам клеток и осмотрофному питанию, хотя среди них встречаются также очень крупные фаготрофные формы.
Плодовая мушка Drosophila melanogaster была введена в качестве модельного организма в генетические эксперименты Томасом Морганом в 1909 году и до настоящего времени является одним из самых любимых модельных организмов среди исследователей, изучающих эмбриональное развитие животных. Малый размер, быстрая смена поколений, высокая плодовитость, прозрачность эмбрионов — делают дрозофилу идеальным объектом для генетических исследований.
Псевдоаутосо́мные о́бласти (англ. pseudoautosomal region — PAR) — гомологичные участки половых хромосом различного типа; у млекопитающих они, соответственно, находятся на X-хромосоме и Y-хромосоме. Все гены, расположенные в этих областях, есть у обоих полов и наследуются так же, как и любые аутосомные гены, отсюда и название областей.
