Drosophila melanogaster para niños
Datos para niños Drosophila melanogaster |
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 Drosophila melanogaster
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| Estado de conservación | ||
| No evaluado | ||
| Taxonomía | ||
| Reino: | Animalia | |
| Filo: | Arthropoda | |
| Clase: | Insecta | |
| Orden: | Diptera | |
| Suborden: | Brachycera | |
| Familia: | Drosophilidae | |
| Subfamilia: | Drosophilinae | |
| Género: | Drosophila | |
| Subgénero: | Sophophora | |
| Complejo específico: | melanogaster complex | |
| Especie: | D. melanogaster Meigen, 1830 |
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La Drosophila melanogaster, conocida popularmente como mosca del vinagre o mosca de la fruta, es un pequeño insecto volador. Su nombre científico, Drosophila melanogaster, viene del griego y significa 'amante del rocío de vientre negro'. Se le llama mosca de la fruta porque le gusta comer frutas que están fermentando, como manzanas, plátanos o uvas.
Esta mosca es muy importante en la genética y la biología. Los científicos la usan mucho para sus experimentos. Esto se debe a varias razones: tiene pocos cromosomas (solo cuatro pares), su vida es muy corta (entre quince y veintiún días), y se reproduce muy rápido. Además, muchos de los genes que causan enfermedades en los humanos tienen una versión similar en el genoma de la mosca de la fruta. Esto significa que estudiar estas moscas puede ayudar a entender mejor las enfermedades humanas.
Gracias a su rápido ciclo de vida, los científicos pueden estudiar muchas generaciones de moscas en poco tiempo. El mapa completo de su genoma (toda su información genética) ya se conoce. Fue el científico Thomas Hunt Morgan quien empezó a usarla para experimentos genéticos a principios del siglo XX. El genoma de la Drosophila melanogaster, que tiene unos 165 millones de pares de bases, se publicó en el año 2000. Se calcula que tiene alrededor de trece mil seiscientos genes.
Contenido
¿Cómo se desarrolla la mosca de la fruta?
El desarrollo de la mosca de la fruta es un proceso fascinante. Desde que es un huevo hasta que se convierte en una mosca adulta, solo tarda siete días si la temperatura es de 29 °C. Una mosca adulta puede vivir hasta treinta días a esa misma temperatura.
El desarrollo comienza con una sola célula que se divide muchas veces. Estas células hijas no son todas iguales desde el principio. Tienen diferencias que las guían para formar las distintas partes del cuerpo de la mosca.
Desde el inicio, el embrión de la mosca empieza a desarrollar diferencias en sus ejes: el eje anteroposterior (de la cabeza a la cola) y el eje dorsoventral (de la espalda al vientre). Esto significa que las diferentes partes del huevo adquieren propiedades distintas. Esto ocurre porque ciertos factores que controlan los genes se distribuyen de manera desigual en el huevo.
Después de esta etapa inicial, se definen las identidades de las partes del embrión. Es como si se marcaran las regiones que se convertirán en la cabeza, el tórax o el abdomen.
Los genes son los que controlan todo este proceso. Algunos genes actúan sobre otros de forma jerárquica, como una cadena de mando. También es importante cómo interactúan las células entre sí, ya que esto ayuda a definir los límites entre los diferentes grupos de células.
Tipos de genes en el desarrollo
Hay tres grupos principales de genes que influyen en cómo se forma cada segmento del cuerpo de la mosca:
- Genes maternos: Son genes que la madre expresa durante la formación del huevo. Actúan mientras el huevo madura o justo después. Un ejemplo es el gen bicoid.
- Genes de segmentación: Estos genes se activan después de la fertilización. Son los encargados de determinar cuántos segmentos tendrá la mosca y cómo se organizarán.
- Genes homeóticos: Estos genes controlan la identidad de cada segmento. Por ejemplo, deciden si un segmento se convertirá en una pata o en un ala, pero no afectan el número o el tamaño de los segmentos.
Etapas iniciales del desarrollo
Las primeras etapas del desarrollo de la mosca dependen de los genes que se expresan en la mosca madre, incluso antes de que el huevo sea fertilizado. Estos genes se dividen en:
- Genes somáticos maternos: Se expresan en las células que rodean el huevo.
- Genes de línea germinal materna: Pueden actuar tanto en las células que nutren el huevo como en el propio huevo.
Existen cuatro grupos de genes que trabajan juntos en diferentes "caminos" para desarrollar las distintas partes del embrión. Cada camino comienza con eventos que ocurren fuera del huevo, lo que lleva a que ciertas señales (proteínas llamadas morfógenos) se localicen de forma desigual dentro del huevo. Estas señales son cruciales para que cada parte se desarrolle correctamente.
Dos de estos sistemas se encargan del eje anteroposterior y uno del dorsoventral:
- Sistema Anterior: Es responsable de formar la cabeza y el tórax.
- Sistema Posterior: Se encarga de los segmentos del abdomen.
- Sistema Terminal: Desarrolla las estructuras de los extremos no segmentados del huevo.
- Sistema Dorso-ventral: Se inicia con una señal de una célula en la parte ventral del huevo y ayuda a formar las estructuras de la espalda y el vientre.
Todos los componentes de estos sistemas son maternos, lo que significa que el patrón inicial del embrión se establece antes de la fertilización.
Desarrollo del eje dorsoventral
El desarrollo del eje dorsoventral (espalda-vientre) es complejo. Las células del huevo y las células que lo rodean interactúan entre sí. Por ejemplo, las señales de las células que rodean el huevo son necesarias para que se desarrollen las estructuras ventrales.
El proceso comienza con un gen llamado Gurken. La proteína de este gen se sitúa en la parte posterior del huevo, haciendo que las células cercanas se conviertan en células posteriores. Estas células envían una señal de vuelta que ayuda a establecer la polaridad del huevo.
La polaridad dorsoventral se establece cuando la proteína Gurken llega a la parte dorsal del huevo. La proteína Gurken actúa como una señal que se une a un receptor en las células que rodean el huevo. Esta unión activa una serie de procesos que impiden que la parte dorsal se desarrolle como la ventral.
El desarrollo de las estructuras ventrales, como el mesodermo y el neuroectodermo, requiere genes maternos específicos. Si estos genes no funcionan bien, el desarrollo ventral se ve afectado.
La vía de desarrollo ventral también comienza en las células que rodean el huevo y termina dentro del huevo. Estas células producen señales que activan un receptor llamado Toll dentro del huevo.
Cuando la señal se une al receptor Toll, este se activa en la parte ventral del embrión. Esta activación desencadena una serie de procesos que liberan una proteína llamada Dorsal. La proteína Dorsal entra en el núcleo de las células en la parte ventral, pero permanece en el citoplasma en la parte dorsal.
Así se crea un gradiente de proteína Dorsal en el núcleo, que va desde el lado ventral al dorsal del embrión. La proteína Dorsal activa genes necesarios para el desarrollo de estructuras ventrales e inhibe genes necesarios para las estructuras dorsales. De esta manera, las estructuras ventrales y dorsales se forman correctamente.
La mosca de la fruta en la ciencia del comportamiento
Científicos como Seymour Benzer han usado moscas con cambios genéticos que afectan su comportamiento. Esto les ha permitido identificar genes relacionados con la visión, el olfato, la audición, el aprendizaje, la memoria, el cortejo y otros procesos.
Gracias al trabajo de Alfred Sturtevant, Benzer y sus colegas desarrollaron una técnica llamada "mapeo del destino" usando moscas con características de ambos sexos (llamadas ginandromorfos). Esta técnica les permitió saber qué parte del cuerpo controla una característica específica. Por ejemplo, descubrieron que el comportamiento de cortejo de los machos está controlado por el cerebro.
El mapeo del destino también dio la primera pista sobre la existencia de feromonas en estas moscas. Los machos pueden distinguir entre machos y hembras de su misma especie y dirigen su cortejo hacia las hembras. Esto se debe a una feromona específica que las hembras producen en su abdomen.
El genoma de la mosca de la fruta
El genoma de la D. melanogaster fue secuenciado en el año 2000. Contiene cuatro pares de cromosomas: un par X/Y (que determina el sexo) y tres autosomas (llamados 2, 3 y 4). El cuarto cromosoma es muy pequeño y a veces se pasa por alto, aunque contiene un gen importante. El genoma secuenciado tiene unos 139.5 millones de pares de bases y aproximadamente 15.016 genes. Más del 60% de su genoma es funcional y codifica ADN que no produce proteínas, pero que está involucrado en el control de la expresión de los genes.
En Drosophila, el sexo se determina por la relación entre los cromosomas X y los autosomas, no por la presencia del cromosoma Y como en los humanos. Aunque el cromosoma Y de la mosca está compuesto principalmente de heterocromatina (una parte del cromosoma muy compacta), contiene al menos dieciséis genes, muchos de los cuales tienen funciones relacionadas con el sexo masculino.
Similitudes con los humanos
La mosca de la fruta es un modelo de estudio muy valioso porque tiene muchas similitudes genéticas con los humanos. Cerca del 75% de los genes humanos relacionados con enfermedades tienen un gen similar en el genoma de la mosca. Además, el 50% de las secuencias de proteínas de la mosca tienen un equivalente en los mamíferos.
Existe una base de datos en línea llamada Homophila que ayuda a los científicos a estudiar enfermedades genéticas humanas que tienen un parecido en las moscas, y viceversa. La Drosophila se sigue usando mucho como modelo genético para investigar diversas enfermedades humanas. Entre ellas se incluyen trastornos neurodegenerativos como el Parkinson, Huntington, ataxia espinocerebelosa y Alzheimer. Esta mosca también se utiliza para estudiar el envejecimiento, el sistema inmunitario, la diabetes y el cáncer.
Galería de imágenes
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Cabeza de mosca de la fruta
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Drosophila melanogaster
Véase también
En inglés: Drosophila melanogaster Facts for Kids
