LABORATORIO 1. Caracterización fenotípica y ciclo de vida DE Drosophila melanogaster

Universidad del valle

Facultad de ciencias

Departamento de biología

Sección de genética

CARACTERIZACIÓN FENOTÍPICA Y CICLO DE VIDA DE

DROSOPHILA MELANOGASTER

INTRODUCCIÓN:

La mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) es un insecto holometábolo (metamorfosis compleja),

perteneciente al orden Diptera y a la familia Drosophilidae, que durante su ciclo biológico atraviesa por etapas

de huevo, larva, pupa y adulto. Es muy abundante en estado silvestre, encontrándose en grandes cantidades

cerca de los racimos de banano y en general cerca de frutas en descomposición, razón por la que se le

conoce como mosca de la fruta o moca del vinagre. Ha sido introducida a todos los continentes del mundo

con excepción de Antárctica. En los continentes donde se encuentra, su rango está limitado solo por

montañas, desiertos y grandes altitudes. Su rango natural se encuentra en las zonas tropicales del viejo

mundo y ha sido introducida artificialmente a todas las zonas tropicales (pues requiere humedad) donde se

encuentra actualmente.

Es un organismo modelo en genética y ha sido ampliamente usada como material experimental desde que fue

utilizada por W.E. Castle, en 1906, y sentó las bases para las cruzas llevadas a cabo por T . H. Morgan y sus

colaboradores en 1909, pues posee un ciclo biológico corto (lo que permite obtener resultados de varias

generaciones en poco tiempo, produce una progenie numerosa (lo que permite tener un tamaño muestral “n”

lo suficientemente grande para que sea estadísticamente significativo), posee una diversidad fenotípica alta

(permitiendo hacer diferentes inferencias y más variables pueden ser estudiadas y evaluadas) y de fácil

identificación y sexado (lo que permite tener un trabajo más preciso y sencillo), es de fácil crianza y con un

costo de manejo bajo (para el mantenimiento de suficientes individuos de estudio).

Ciclo de Vida:

A 20°C la duración del periodo huevo a larva es de 8 días, donde se desarrollan

las 4 fases: huevo, pupa, larva y adulto.

Huevo: Las hembras adultas son capaces de poner huevos dos días después de

emerger del estado de pupa, y la puesta va en aumento durante una semana

hasta alcanzar de 50 a 75 huevecillos por día. La ovoposición se lleva a cabo en

la superficie del alimento (sea la fruta en condiciones naturales, o el medio de

cultivo experimentalmente) y el huevo es ovoide, con pequeñas proyecciones que

emergen del extremo, éstas son aplanadas y son básicamente para fijación del

huevo en el medio y evitar penetraciones muy profundas en el mismo que

perjudiquen los demás estadios. Los huevos pueden ser vistos a ojo desnudo (miden aproximadamente 0,5

mm) sobre la superficie del alimento durante aproximadamente 2 días, tiempo que dura este estado a 20ºC,

después del cual emerge la larva.

Huevo de Drosophila

melanogaster. Tomado de

en.wikivisual.com/index.php

/Drosophila

http://en.wikivisual.com/index.php/Drosophila

http://en.wikivisual.com/index.php/Drosophila

Laboratorio 1: Caracterización fenotíp ica y ciclo de vida de Drosophila melanogaster

Laboratorio de Genética General

Larva: La larva es banca, segmentada, vermiforme y mide entre 4 y 5

milímetros. Pasa por tres estados larvarios: el primero dura

aproximadamente un día y la larva tiene metabolismo aeróbico, finalizando

en una muda de piel y partes orales, dando paso al segundo estadío

anaeróbico que también dura aproximadamente un día, se caracteriza

porque las larvas hacen cavernas dentro del medio de cultivo y finaliza

con una muda como el primer estadio. El tercer y último estadio larvario

dura dos días aproximadamente y se caracteriza porque la larva cambia

nuevamente a metabolismo aeróbico, deja de ser traslucida, aumenta de volumen y se vuelve más lenta y

termina en la pupación.

Pupa: La pupa mide alrededor de los 3 milímetros e inicia con un color similar al último

estado larvario, pues el animal enpupa dentro de su última piel del estadio larvario.

Paulatinamente la pupa se endurece y oscurece hasta llegar a un marrón o marrón claro.

Durante esta fase, que dura aproximadamente 6 días, ocurre una reorganización del animal

y las estructuras larvarias son rediseñadas a partir de tejidos embrionarios denominados

discos imaginales. Al finalizar este estadio, la forma corporal y estructuras son las del imago

(adulto).

Adulto: La fase reproductiva del ciclo se inicia en este último estadio,

que inicia cuando el animal hace su salida por el extremo anterior de la

pupa, con un color más claro de lo normal, pero en pocas horas obtienen el color

característico de una mosca adulta. Seis horas después de su eclosión, las moscas

pueden empezar a aparearse y dos días después de emergida, la hembra puede

comenzar la ovoposición y su vida media es de alrededor de 40 días.

Foto por Jim Kalisch, UNL Entomology

Foto por

Christen Mirth,

University of

Washington

Tomado de Dang et

al. 1998



A pesar de la relación directamente proporcional entre velocidad del ciclo y el aumento de la temperatura,

cuando se supera el umbral de los 30°C, las moscas se vuelven estériles y en muchas ocasiones mueren.

Algo similar sucede al bajar las temperaturas, pues disminuye el ciclo hasta el umbral de los 4°C

Características fenotípicas y mutaciones:

Con lupa o microscopio estereoscópico (e incluso a simple vista), la mosca de la fruta tiene características

fácilmente identificables entre las que se encuentran el color, la textura y el tamaño de los ojos; la longitud,

curvatura y disposición de las alas; tamaño y color del cuerpo; venaciones alares, entre otros. En estado

silvestre Drosophila melanogaster es una mosca con una longitud entre 2-3mm, poseen ojos de color rojo

brillante, un cuerpo de color amarillo marrón y tienen anillos negros que atraviesan su abdomen. El

dimorfismo sexual es evidente, las hembras son un poco más grandes, con un abdomen amplio, pero

terminado en punta, mientras que el abdomen en los machos es un poco más estrecho, redondeado y oscuro

debido a la fusión de los tres últimos segmentos abdominales. De igual forma, los machos poseen estructuras

únicas tales como los peines sexuales y “claspers”, con los que fácilmente pueden separarse los sexos.

Todas las características anteriormente mencionadas se encuentran en moscas en estado silvestre, pero es

posible (tanto natural como artificialmente), encontrar variantes fenotípicas, principalmente atribuibles a

mutaciones, las cuales (en conjunto con las características morfológicas tradicionales) serán objeto de la

presente práctica.

Tomado de FlyMove: http://flymove.uni-muenster.de/



OBJETIVOS:

1. Reconocer la importancia del uso de la mosca Drosophila melanogaster para experimentos en genética.

2. Conocer las diferentes etapas del ciclo de vida de la mosca de la fruta Drosophila melanogaster. 3. Conocer y diferenciar las principales características sexuales que sirven para el sexado rápido de

machos y hembras. 4. Comparar la cepa silvestre de Drosophila melanogaster con varias cepas mutantes y aprender su

correcta identificación.

MATERIALES Y METODOS:

En el laboratorio se les suministrará un microscopio estereoscópico, torundas de algodón, éter y especímenes

silvestres y mutantes de Drosophila melanogaster, así como algunos medios de cultivo con larvas y huevos

(los estudiantes deben traer embudos plásticos).

Ciclo de vida en D. melanogaster:

Tome un medio con huevos y cuidadosamente retire uno y póngalo bajo el estereoscopio. Realice esquemas

y descripciones de cada detalle del mismo. Posteriormente, retire una larva del medio y proceda de igual

manera que con el huevo.

Al finalizar los esquemas y descripciones de las larvas, proceda cuidadosamente, a retirar una pupa de la

pared del frasco y realice los esquemas y descripciones pertinentes.

Morfología y dimorfismo sexual en D. melanogaster:

Retire algunas de las moscas del cultivo y traspáselas, con ayuda de un embudo, a un frasco de vidrio vacio.

Una vez separadas, anestesie las moscas añadiendo algunas gotas de éter etílico (aproximadamente 0.5cm 2)

en el tapón del medio hasta adormecerlas (tenga cuidado, pues una exposición prolongada matará las

moscas). Una vez dormidas retire el tapón y proceda cuidadosamente a observar bajo el microscopio

estereoscópico, las moscas silvestres que se le proveen. Realice esquemas de cada sección del cuerpo del

insecto en los formatos que se le proveen o en las hojas que usted elija y rotule sus partes incluyendo:

Cabeza: Antena, aristas, proboscis, ojos compuestos, ocelos y setas.

Tórax: Protórax (que comprende el primer par de patas con su coxa, trocanter, femur, tibia y tarsos), se debe

prestar especial atención al peine sexual, mesotórax (del final del protórax hasta el segundo par de patas,

incluyendo las alas; esquematice con especial cuidado la venación alar de la mosca) y metatórax (hasta el

tercer par de patas; esquematice los alteres o balancines).

Abdomen: esquematice los segmentos e identifique la región genital.

Con los caracteres dimórficos (Segmentos abdominales fusionados en machos, forma del abdomen, peine

sexual, color y “claspers”) diferencie sexualmente a las moscas y haga un conteo de los machos y las

hembras que le fueron entregados.



Identificación y diferenciación de los mutantes de D. melanogaster:

Una vez la morfología silvestre sea clara, tome uno por uno, cada mutante de Drosophila y, siguiendo el

mismo procedimiento de manipulación de los animales, haga una descripción detallada de las características

que las diferencian del fenotipo silvestre. Use los anexos u hojas propias. Cada mutante les será suministrada

con un número, por lo que deberán identificar cada una haciendo uso del anexo 1. En el caso de las

mutaciones Curly (Cy), dumpy (dp), vestigial (vg), crossveinless (cv), forked (f) y Lobe (L), incluya además de

la descripción, un esquema donde se identifique claramente las diferencias con silvestre (+/+).

Evaluación de la práctica

Esta práctica será evaluada a partir de este pre-informe que deberá entregar al final de la práctica y un

ensayo sobre la importancia de los organismos modelo para la investigación en biología y específicamente

genética. Este último deberá incluir ejemplos de otros organismos modelos importantes además de

Drosophila con las razones para su importancia. Deberán entregarlo 8 días después de la práctica. La nota

final del laboratorio será el promedio entre los dos componentes mencionados.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

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Harbor Protocols.

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Drosophila. (Ashburner M, Wright TRF (eds.)). Academic Press. volume 2A: pp. 1–81.

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Harbor Laboratory Press. pp. 162–4.

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E., Reyes, P., Galicia, E.M. & J.A. Muñoz. 1993. Manual de laboratorio de genética para Drosophila

melanogaster. McGraw Hill. México.



REFERENCIAS ELECTRÓNICAS ÚTILES:

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http://scitechlab.wordpress.com/2008/11/02/the-humble-fruit-fly-drosophila-melanogaster/



LABORATORIO DE GENÉTICA GENERAL ESQUEMAS Y DESCRIPCIONES

LABORATORIO 1 ANEXO 1

1. Ciclo de Vida:

Esquema Descripción Huevo:

Larva:

Pupa:



2. Morfología y Dimorfismo sexual. En los caos de dimorfismo sexual no olvide incluir esquema de

macho y hembra:

Esquema Descripción

Cabeza:

Tórax:




Venación Alar:

Peine sexual:

Abdomen:




Claspers:

3. Identificación de mutantes. Incluya descripción y el numero de la mutante correspondiente:

Mutante

Ebony (e):

Yellow (y):

Black (b):

Sepia (se):

White (w):

Bermellón (v):



Mutante

Dumpy (dp):

Curly (Cy):

Vestigial (vg):

Forked (f):



Mutante

Bar (B):

Lobe (L):

Crossveinless (cv):



LABORATORIO DE GENÉTICA GENERAL

MUTANTES EN D. melanogaster LABORATORIO 1

ANEXO 1

1. PRINCIPALES TIPOS DE MUTANTES DE Drosophila melanogaster

Símbolo Nombre Principales Características

+ Silvestre Cuerpo claro, alas largas, ojos rojos

e Ebony Cuerpo de color oscuro, alas largas y ojos rojos y Yellow Cuerpo color amarillo, pelos y venas de las alas amarillos

se Sepia Color de ojos café w White Color de ojos blanco

v Bermellón Color de ojos anaranjado dp Dumpy Alas truncadas y reducidas a los 2/3 de longitud de las alas tipo silvestre

Cy Curly Alas curvas hacia arriba D Dichaeta Alas abiertas

vg Vestigial Alas muy reducidas Ac Aqueta Cerdas del dorso ausentes y en general setas disminuidas o ausentes

b Black Cuerpo con pigmento muy negro al igual que las venas alares B Barra (Bar) Ojo muy estrecho, restringido a una franja o barra

ey Eyeless Ojos muy reducidos o ausentes f Forked Las setas o cerdas acortadas, retorcidas y dobladas con extremos bifurcados

L Lobe Ojo lobulado, ligeramente más pequeño y con indentación en el borde anterior. Pm Plum Ojo color rubí a uva con manchas oscuras

pr Purple Ojo e jóvenes de color rubí y se oscurece con la edad a púrpura. m Miniature Tamaño corporal y alar menor al + y estas últimas grises y menos transparentes

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