disertatie oana

Download disertatie oana

If you can't read please download the document

Post on 19-Jun-2015

840 views

Category:

Documents

3 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

I. Istoricul cercetrilor I.1. Cercetri pe plan mondialDrosophila melanogaster, numit popular i musculia de oet sau musculia de fructe este o insect de mici dimensiuni i aparine Ordinului Diptera. Morgan a fost primul care a introdus acest organism ca model experimental n genetic. Drosophila melanogaster s-a dovedit a fi o alegere deosebit de inspirat. Astfel, musculia de oet crete uor n condiii de laborator, pe medii ieftine, n recipiente mici, iar timpul necesar pentru o nou generaie este de circa zece zile la o temperatur de 250C. De asemenea prezint prolificitate ridicat. n plus, la nivelul esututlui din glandele salivare ale larvelor de Drosophila exist un tip special de cromozomi numii cromozomi uriai, observabili la microscopul optic. Aceast specie a fost descris la mijlocul secolului al XIX-lea sub numele de Drosophila ampelophila (iubitoare de vi de vie, - gr. Ampelos- vi de vie; philos iubitor). Ulterior i s-a dat numele de Drosophila melanogaster adica iubitoare de rou cu abdomenul negru (gr. Drosos rou; philos iubitor; melos negru; gastris stomac ). Prima meniune despre Drosohila melanogaster apare n anul 1830 n lucrarea lui Johanm Wihelm Meigen Systematic Descriptin of the know european two- winged insects. Prima persoan care a crescut indivizi de Drosopila melanogaster n laborator a fost C. W. Woodworth. T. H. Morgan a nceput s cultive aceast specie din anul 1909. Laboratorul din Universitatea Columbia, celebra Fly Room a funcionat sub conducerea lui Morgan ntre anii 1910 1926. mpreun cu Alfred Henry Sturtevant; Calvin B. Bridges i Herman Joseph Mller, Morgan a elaborat Teoria cromozomiala a ereditii (1910 1915) prezentat n lucrarea Mechanism of Mendelian Inheritance. Morgan i colaboratorii si au demonstrat experimental legtura dintre principiile stabilite de Mendel pentru motenirea caracterelor, artnd c genele, purttorii materiali ai informaiei ereditare, sunt localizate pe cromozomi ntr-o ordine liniar. Mai mult ei au demonstrat c genele plasate pe acelai cromozom au tendina de a se transmite n bloc n sucesiunea de generaii. Fenomenul a fost numit de ctre Morgan linkage. Apoi s-a dovedit c la femelele de Drosophila, linkage-ul nu este complet, n sensul c uneorinare loc schimbul de gene ntre cromozomii omologi, fenomen numit de Morgan crossingover. Prin investigaii minuioase s-a demonstrat c frecvena crossing-overului este dependentde distana din acelai grup de linkage. Cu ct distana dintre gene este mai mare cu att crete1

frecvena recombinrilor. Pe baza acestor observaii A.H. Sturtevant realizeaz prima hart cromozomial. Studiul detaliat al cromozomilor uriai din glandele salivare care prezint un model natural de benzi i interbenzi, generat de organizarea cromatinei, a permis ntocmirea primelor hri ale unui organism, de ctre Calvin Bridges. Pentru aceste descoperiri, care au revoluionat genetica, Morgan a fost rspltit n 1933 cu premiul Nobel pentru medicin i fiziologie. H. J. Mller, studiaz efectele radiaiilor Rentgen asupra musculiei de oet; n urma cercetrilor a demonstrat c aceste radiaii provoac mutaii infirmnd concepia autogenetic conform creia factorii externi nu pot modifica ereditatea organismelor. n 1928 Hanson i Heys provoaca mutaii la Drosophila melanogaster cu ajutorul radiului. n paralel cu experimentele de hibridare i mutagenez chimic au fost efectuate investigaii citologice asupra musculiei de oet. Astfel n 1908, Stevens stabilete patternul cromozomial al dar nu i pe cel al . Bridges n 1914 identific cromozomul Y la o care prezenta formula 6A+XXY. n 1935, Darlington a demonstrat linkage-ul heterosomal complet i indestructibil la masculul de Drosophila, acest lucru se datpreaz faptului c heterosomii X i Y nu sunt omologi. Cercetrile efectuate de ctre Edward B. Leeis, la nceputul anilor 1940, au condus la elaborarea aa- numitului test cis-trans pentru demonstrarea alelismului de funcie la Drosophila melanogaster. Cu ajutorul acestui test se poate afla dac dou mutaii ce afecteaz un anumit caracter sunt localizate n aceeai gen sau n gene diferite. Testul trans, numit i test de complementaritate constituie actualmente, o modalitate de definire a genei unitatea de funcie a materialului ereditar. Dup ce Drosophila melanogaster a avut un statut de vedet a geneticii odat cu intrarea n era geneticii moleculare, alte organisme au fost adoptate ca modele experimentale de mare succes, dintre acestea amintim: Escherichia coli, fungii Neurospora crassa, Sacharomyces cerevisae, precum i unele plante ca Arabidopsis thaliana. n acest rstimp, musculia de oet a intrat aparent ntr-un con de umbr, unii biologi considerau ca Drosophila melanogaster ar fi un model experimental desuet; ns unii cercettori iau continuat acivitatea avnd ca model experimental musculia de oet. n consecin, n 1995, Premiul Nobel pentru medicin a fost mprit de ctre Edward B. Lewis (SUA), Christiane Nsslein-Volhard (Germania) i Eric F. Wieschaus (SUA) pentru elucidarea la nivel molecular a mecanismelor fundamentale ale procesului de dezvoltare la Drosophila. Ulterior, s-a descoperit c2

genele implicate n acest proces au corespondeni omologi n aproape ntreaga seria animal, inclusiv la om i c n esen omologia nu este doar la nivel de secven de nucleotide ci i la nivel funcional. A fost o demonstraie strlucit a conservrii evolutive a mecanismelor moleclare de baz care susin procesul de dezvoltare n seria animal. Actualmente, modelul experimental repreentat de Drosophila melanogaster triete o a doua tineree, att n genetic ct i n biologia molecular i medicin. Cercetrile efectuate asupra Drosophila melanogaster au contribuit la elucidarea a numeroase fenomene de nivel individual i populaional. Actualmente, studiile asupra musculiei de oet se nscriu n sfera geneticii dezvoltrii, ramur a geneticii care ncurc s elucideze mecanismele complexe ale reglajului genetic la eucariote, mecanismele direct implicate n procesele de difereniere i metamorfoz. I.2. Cercetri efectuate n Romnia n 1936, la iniiativa lui G. Marinescu ia natere Societatea de genetic din Romnia care a contribuit la dezvoltarea cercetrilor de genetic i la schimbil de idei ntre oamenii de tiin din acest domeniu. Tot n 1936 a avut loc prima comunicare din Romnia privind mutantele de Drosophila melanogaster, lucrarea fiind elaborat de G. K. Constantinescu i Veturia Derlogea. G.K. Constantinescu a solicitat n 1941 Departamentului de genetic de la Carnegie Institute of Washington, sue de Drosophila melanogaster cu mutaii pe anumii cromozomi, fapt ce a permis ulteior o analiz sistematic a mutaiilor ce se obineau n laborator cu precizarea locusului n care se aflau. La noarcerea din Germania, unde a fost trimis pentru specializare, Gh. Radu a adus numeroase cri de genetic i toate mutantele de Drosophila n numr de 400. Primele cercetri genetice pe Drosophila melanogaster realizate de un romn, au fost efectuate de Gh. Radu n Germania (1943). ntr-o suit de apte lucrri experimentale a studiat inducerea cu ajutorul razelor X mutaiilor n gameii de Drosophila. Utiliznd diferite doze de radiaii Rentgen a evideniat, ndeosebi, rata translocaiilor ntre cromozomii perechilor II i III. Gh. Radu n colaborare cu Kanelli continu seria de stuii abordnd n cadrul a trei lucrri, studiul citogenetic al cromozomilor perechii I la Drosophila Melanogaster prin iradierea masculilor cu raze X, studiul comparativ al translocaiilor ntre cromozomii perechilor II i III precum i studiul altor aberaii cromozomiale precum inversiunile, duplicaiile i deleiile.2

Dup ce de-al II-lea rzboi mondial, cercetrile de genetic teoretic i experimental, s-au amplificat i diversificat, nfiindu-se catedre i laboratoare de cercetare n diferite instituii tiinifice. n anul 1964 s-a inut la universitatea din Bucureti primul Simpozion Naional de Genetic, unde s-au prezentat referate tiinifice i comunicri. Al II-lea Simpozion de Genetic, desfurat n 1967 la Bucureti, a avut printre participani cunoscui specialiti strini. n cadrul acestui simpozion Gh. Radu preint comunicaea Modificrile citogenetice n cromozomii de Drosophila melanogaster prin iradieri fracionate cu raze X. La facultatea de Biologie din Iai, introducerea studiilor asupra musculiei de oet este asociat cu numele Prof. Dr. Iordachi Gh. Tudose (1937-1997). Dintre lucrrile sale amintim: Modificri n desfurarea ciclului vital la Drosophila melanogaster sub influena efedrinei i aciunea acestei substane asupra cromozomilor uriai 1969 n colaborare cu R. Brandsch; Influena genetic a cofeinei i efectul ei asupra desfurrii ciclului vital la Drosophila melanogaster 1977 n colaborare cu Alexandra Rbacov. n revistele de specialitate din Romnia sunt publicate numeroase articole care au ca subiect Drosophila melanogaster. S-au realizat numeroase experimente privind organizarea cromozomilor uriai, aciunea seleciei asupra diferitelor populaii de Drosophila, fenomenul de curtare realizat de mascul, obinerea de mutante sub aciunea unor substane chimice, fenomenul de apoptoz i rolul ei n dezvoltarea i metamorfoza Drosophilei. Laboratorul de genetica dezvoltrii din cadrul Institutului de Genetic al Universitii din Bucureti, a lansat un program de cercetare dedicat mutagenezei insertaionale, ce urmrete obinerea unor mutaii, ortoloage unor gene umane implicate n determinarea unor boli genetice. Aceste cercetri se nscriu n direcia actual a cercetrilor efectuate pe plan mondial care utilizeaz Drosophila melanogaster drept model de studiu al genetici moderne.

DROSOPHILA MELANOGASTER- CARACTERIZARE GENERAL - BIOLOGIC NCADRAREA SISTEMATIC I MORFOLOGIA SPECIEI

2

Conform

site-ului

Muzeului

de

Zoologie

al

Universitii

Michigan,

SUA,

http://animaldiversity.ummz.umich.edu/site/accounts/information/Drosophila_melanogaster.html, Drosophila melanogaster este ncadrat sistematic astfel: Regnul: Animalia Filumul: Arthropoda Clasa: Insecta Diviziunea Endopterigota (Holometabola) Ordinul