Herencia de caracteres en Drosophila melanogaster

Universidad de Nariño

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales – Departamento de Biología

Herencia de caracteres en Drosophila melanogaster

Angela Alvarez – Diego Jimenez

Resumen

Drosophila melanogaster es un díptero ampliamente estudiado del cual se conoce completamente la secuencia de su genoma por lo cual es frecuentemente utilizado tanto a nivel investigativo como de aprendizaje académico. Con este trabajo se pretende establecer mediante cruces in vitro, un patrón para la herencia de dos mutaciones; una implicada en el color de ojos, y otra en la forma de las alas, y comprobar si los patrones hereditarios de su descendencia siguen las proporciones fenotípicas de la segregación mendeliana Mediante el estudio del fenotipo de las generaciones filiales F1 y F2 de los respectivos cruces, se obtuvo  que las proporciones obtenidas corresponden con las leyes de segregación Mendeliana y concuerdan con los resultados teóricos esperados con un nivel de confianza del 95%. 

Introducción

La Biología y la Genética del Desarrollo se centran en entender los mecanismos por los cuales una célula acaba convirtiéndose en un organismo multicelular. Este proceso morfogenético requiere la determinación de múltiples tipos celulares y la organización de estas células siguiendo patrones elaborados. Los biólogos del desarrollo han concentrado sus esfuerzos en sistemas modelo cuyo desarrollo embrionario es a priori más fácil de estudiar que el de los mamíferos. (Amoros, 2001)

La esperanza era que los principios que se pudieran deducir del estudio de organismos como peces, moscas, ranas y gusanos pudieran ser también aplicados de manera análoga al desarrollo de los mamíferos. Los análisis genéticos combinados con técnicas bioquímicas y moleculares realizados en estos sistemas, han permitido comprobar que esta aproximación era correcta. Así, muchos de los mecanismos y moléculas estudiados, constituyen la base fundamental del desarrollo en todos los animales. (Amoros, 2001)

Hace más de un siglo, Thomas Hunt Morgan introdujo Drosophila melanogaster como sistema modelo para estudios Genéticos. El conocimiento de la Genética y de la Biología de Drosophila ha avanzado considerablemente en estos años; debido al exhaustivo estudio de este organismo durante el último siglo, ha sido posible la acumulación de gran cantidad de información. Uno de los avances más importantes se produjo en el año 2000 cuando la secuencia completa del genoma de Drosophila fue publicada (Adams y col. 2000). Este hecho, junto con la disponibilidad, Introducción  de multitud de técnicas y herramientas moleculares para su análisis, ha permitido consolidar a Drosophila como organismo modelo en los estudios de la Genética del Desarrollo. Otra de las grandes ventajas de Drosophila se basa en la facilidad para introducir y combinar mutaciones en su genoma. De esta forma, el fenotipo mutante nos permite inferir la posible función del gen durante el desarrollo. El genoma de Drosophila contiene poco ADN repetitivo y la mayoría de los genes son de copia única, evitándose así los inconvenientes de la redundancia funcional. D. melanogaster posee 4 parejas de cromosomas, 3 parejas de autosomas que son los 2, 3 y 4 y los cromosomas sexuales X Y, los cromosomas Y y 4 son pequeños y telocéntricos, la mayoría de genes se localizan en los genes  X, 2 y 3 que son metacéntricos y grandes (Muñoz, 2009).

 Esta particularidad, junto con la posibilidad de insertar nuevo material genético en el genoma de Drosophila ha permitido la generación de diversas colecciones de mutantes, que constituyen un poderoso medio para analizar procesos biológicos complejos (Török y col. 1993; Rφrth 1996; Deák y col. 1997).

Drosophila melanogaster, conocida vulgarmente como la mosca del vinagre o de la fruta, es una especie de díptero braquícero de la familia Drosophilidae. Es un excelente material de laboratorio y, por ello, ha jugado un papel muy importante en el desarrollo de la Genética. Entre las múltiples ventajas que ofrece, destacan su mantenimiento sencillo y económico, que permite conservar un gran número de líneas interesantes por sus características genéticas de una forma rutinaria, la capacidad de producir, en un espacio reducido, un número de descendientes muy elevado en una sola generación y la gran variedad de mutantes fenotípicos que se conocen.

Objetivo

Evaluar la segregación y herencia de las mutaciones forked y ebony en Drosophila melanogaster en dos generaciones.

Medio de cultivo y mutaciones de estudio.

Los ejemplares tanto forked  como ebony  de D. melanogaster fueron obtenidos del cepario de la Universidad de Nariño.  El alelo para moscas Ebony se simboliza con “e” el cual es recesivo, y  el alelo para mutantes forked se simboliza con la letra “f”, Para cada cruce se utilizaron cinco frascos de vidrio. Los frascos contenían aproximadamente 25 mL de medio de cultivo. La preparación se realizó para 40 frascos de 225 ml cada uno, usando los siguientes componentes en las cantidades indicadas:

• 1000mL de agua
• 125g de harina de maíz
• 4mL de ácido propiónico(C3H6O2)
• 125mL de miel de panela
• 15g de levadura
• 6 g de agar

Los frascos con las moscas se mantuvieron en incubadora a 25°C por 10-15 días, condiciones propicias para el desarrollo completo de las moscas.

Observación de los individuos.

Para la observación y el conteo las moscas fueron dormidas en vapor de éter y haciendo uso de un frasco eterizador fueron puestas sobre un papel y fueron observadas en un estereoscopio.

Diferenciación entre sexos

Se logra la identificación del sexo en los individuos gracias a que D. melanogaster presenta un claro dimorfismo sexual: en las hembras  se observa las presencias de un abdomen acabado en punta y más grueso que el del macho, dorso del abdomen con bandas transversales claras y separadas unas de otras hasta el final del mismo. En los machos se observa un menor tamaño que las hembras, extremo del abdomen redondeado, además el correcto sexaje se asegura evidenciando la presencia de un peine sexual en el primer segmento tarsiano del primer par de patas.

Obtención de cepas puras y hembras vírgenes.

Para la obtención de cepas puras se procedió a realizar un cruce para cada mutación de la siguiente manera:

- 6 hembras forked x 4 ebony

- 6 hembras ebony x 4 forked

Para asegurar la virginidad de los parentales se tomaron los descendientes de estos cruces en donde fueron separados inmediatamente después de la eclosión de las pupas, o en un estado de pupa avanzado, los parentales fueron sacrificados en una solución de agua con jabón. Se conservaron en copas plásticas acondicionadas, alimentados con una solución de sacarosa. Una copa individual para cada mosca. Mantenidas por un máximo de seis días hasta su uso en los cruces.

Prueba de virginidad

Esta se la realizó con el fin de corroborar las observaciones en el estereoscopio en la diferenciación de sexos, en este caso de hembras, puestas en medio de cultivo durante cierto periodo de tiempo, en el que no se evidencio presencia de huevos o larvas, en 4 de los 5 tarros evaluados.

Cruces y conteos para las generaciones F1 y F2

Después de la prueba de virginidad, se procedió a realizar los cruces de los parentales para obtener la generación f1; en 5 frascos de vidrio con medio preparado se repartió en cada uno de a seis hembras vírgenes de la mutación forked y cuatro machos ebony para un total de 50 parentales, de la misma forma se realizó el cruce reciproco con otros 50 parentales repartidos en 5 frascos con medio, en donde cada frasco se colocaba 6 hembras ebony y 4 machos forked, estos se colocaron en una incubadora a 25 °C durante 8 días. Después de este tiempo en donde se evidenció la presencia de  pupas se sacrificó los parentales en la morgue, dejando en el medio las pupas por un periodo de 8 días, a 25 °C hasta que se evidencio la eclosión de estas, posteriormente se sexaron los individuos y se realizo el conteo mediante el estereoscopio para los fenotipos. Después del conteo de F1 se realizaron los cruces para F2, donde se tomaron los descendientes de F1, realizando el cruce reciproco y en un periodo de tiempo después de entre 8- 10 días se realizó el conteo de la descendencia en F2

Análisis estadístico: Los datos obtenidos se analizaron mediante la prueba de chi cuadrado (X2), la cual evalúa la cercanía con un resultado esperado, mientras menor sea el valor de X2 mayor es la posibilidad de que el modelo esperado sea el correcto. El valor máximo para que la hipótesis sea aceptada depende del grado de confianza y de los grados de libertad, estos últimos son directamente relacionados con el número de posibilidades evaluadas.

Resultados.

Cruces:

Dos genes:

1. Gen color del cuerpo

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