Análisis de la herencia de los genes white, dumpy y black en Drosophila melanogaster.

[pic 1]

Análisis de la herencia de los genes white, dumpy y black en

Drosophila melanogaster.

Andrés Contreras, Rafael Losada, Luisa Pinzón, Alejandra Suarez, Paola Usme.

Universidad de los Andes, Departamento de Ciencias Biológicas, Laboratorio de Genética

Bogotá, Colombia.

INTRODUCCIÓN

Estudios genéticos han estado orientados siempre en entender los patrones de transmisión de caracteres de una generación a otra. En los últimos años se han utilizando tecnologías de última generación que han facilitado los avances en esta área. La clonación y manipulación de secuencias de genes permitieron entender mejor los conceptos biológicos y aplicarlos a modelos económicos y productivos [1] Sin embargo, el papel fundamental que desempeñan los organismos modelo para que los biólogos y biotecnólogos puedan lograr estos retos es absolutamente importante. Estudiar los patrones de herencia en modelos biológicos como la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster permite hacer una simplificación y aproximación al análisis por medio de modelos de genética clásica. Este organismo es muy utilizado por su tamaño pequeño, ciclo de vida reducido, progenie abundante y el extenso conocimiento y mapeo de su genoma [2].

Drosophila es conocida como la mosca del vinagre o más popularmente de la fruta, pertenece al phylum Arthropoda, clase Insecta y orden Diptera de la familia Drosophilidae. Por lo general es color amarillo pálido a marrón rojizo o negro, con ojos rojos. La mayoría son pequeñas, con un tamaño alrededor de 2-4 mm de largo. El género Drosophila se encuentra distribuido en todo el mundo, desde desiertos hasta selvas tropicales, a ciudades y zonas alpinas. La mayoría de las especies se reproducen en diversos tipos de vegetal en descomposición y material fúngico que incluye fruta, corteza, flujos de fango, flores, setas, etc [3].

Para el desarrollo de este estudio, se trabajará con la hembras silvestres y machos white-dumpy-black son mutantes triples de Drosophila melanogaster:  La mutación white, fue descubierta en 1910 por Thomas Hunt Morgan[4], presenta ojos color blanco (Gen ligado al sexo) y es una mutación que ocurre espontáneamente en la naturaleza. La mutación dumpy, presenta alas truncadas y reducidas, puede ocurrir por rayos gamma [10] y la mutación black, presenta el color de cuerpo negro (Genes autosómicos recesivos del cromosoma dos) y puede ser también una mutación espontánea.

Cabe resaltar la importancia  de los rayos X para producir mutaciones génicas, esta práctica fue introducida por Muller, para quien este método simulaba las mutaciones ocurridas de forma natural. Sin embargo el hizo una distinción entre ambas formas, siendo la producida por rayos X la cual reducela fertilidad, la mayoría son letales, seafcetn todas las regiones de la cromatina entre otras. [11]

[pic 2][pic 3]

Figura 1. Fenotipo de los parentales para la F1. Machos (white-dumpy-black), Hembras (silvestres). Tomado el 24 de febrero de http://cienciasbiologicas.uniandes.edu.co/genetica/nodo.php?id=59

La mutación white se encuentra en el cromosoma X entre los nucleótidos  2,790,599  y 2,796,466 del genoma. Esta mutación se da por el cambio de  nucleótido lo cual hace que haya un cambio en un aminoácido de la proteína transportadora ATP Binding cassette (ABC), la cual transporta guanina y triptófano para la adquisición de color de los ojos en la población silvestre. Existen variantes de este gen, las cuales hace que se produzca el cambio de aminoácido en algún segmento de esta proteína transmembranal, bien sea en el dominio de unión, en la hélice transmembranal 5.Por otro lado, la mutación dumpy (dp) se ha halla en el brazo izquierdo del cromosoma  2 entre los nucleótidos 4,477,462 y 4,614,300 del genoma. Esta secuencia de nucleótidos codifica para una proteína en la matriz extracelular que contiene un gran número de factor de crecimiento epidermal (EFG). Esta proteína se encuentra en  la cuticula de este insecto, haciendo que se ejerza una presión de retracción y de esta forma no permitiendo el debido crecimiento de las alas.De la misma forma, la mutacion black (b) se encuentra en el brazo izquierdo del cromosoma 2, situándose entre los nucleótidos 13,821,248 y 12,823,979 del genoma. Codifica para la enzima aspartato descarboxilasa, la cual descarboxila el aspartato a beta-alanina y de esta forma adquiriendo el color negro.

Los efectos fenotípicos del mutante son expresados por una triple mutación, white-dumpy-black. White una mutación ligada al sexo en el cromosoma X posición 1.5 que cambia el color de los ojos y de los ocelos a color blanco, la mutación dumpy tiene un efecto que reduce las alas a 2/3 de su longitud y es una mutación autosómica recesiva en la posición 13 del cromosoma 2; Por último, black es una mutación autosómica recesiva en la posición 48.5 del cromosoma 2 la cual tiene un efecto que cambia el color del cuerpo a negro. Por otro lado, el gen white cumple con funciones en el proceso de biosíntesis celular de aminoácidos, transporte de cGMP, desarrollo del cortejo en los machos; El gen dumpy tiene un papel fundamental en la yuxtaposición dorsal y ventral de los disco imaginales de la superficie alar, fijación de la cutícula a base de quitina al epitelio, desarrollo del sistema abierto traqueal, inhibición lateral; Por último, para el gen black hay evidencia experimental de que está involucrado en el desarrollo visual de la mosca, sin embargo algunos estudios han generado predicciones sobre otras funciones de este gen, como el proceso de la biosíntesis de la beta-alanina, desarrollo de la pigmentación y el proceso catabólico del uracilo

...