I D M. D I E 9236165 · teoría cromosómica de Morgan, también el gran trabajo que hicieron Watson y Crick con la ayuda de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins al descubrir la estructura
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La Drosophila melanogaster, denominada la “mosca de fruta” se utiliza comúnmente
como modelo de estudio en las investigaciones científicas relacionadas con la
genética y la genómica, esto se debe a su fácil cultivo y ciclo de vida relativamente
corto que le permite tener tres generaciones cada treinta días. Este modelo se basa
en importantes investigaciones que llevaron a Morgan a ganar el premio nobel de
medicina y fisiología en 1933, así como en la actualidad Michael Rosbash que en
2017 ha conseguido el premio nobel de medicina por descubrir los mecanismos
moleculares que controlan el ritmo circadiano, es decir, el reloj biológico de los
organismos.
Teniendo en cuenta investigaciones previas, el objetivo de este trabajo es conocer las
características morfológicas de la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, su
cultivo y manejo; con el fin de inducir una mutación exógena con luz ultravioleta en
una cepa de yellow-white-forked. Todo esto con ayuda de nuestra asesora externa
procedente de la Facultad de Estudios Superiores Iztacala, que nos proporcionó el
espacio de trabajo, conocimiento acerca de la genética de las Drosophilas
melanogaster y las técnicas de cultivo de las mismas.
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La genética es una parte de la biología que ha tomado una gran importancia en
ámbitos como la medicina, la industria y el conocimiento de los procesos hereditarios
en los sistemas vivos. Desde acontecimientos importantes como el estudio de las
leyes de herencia por Gregor Mendel, después donde Albrecht Kossel descubrió las
5 bases nitrogenadas (adenina, citosina, guanina, timina y uracilo), pasando por la
teoría cromosómica de Morgan, también el gran trabajo que hicieron Watson y Crick
con la ayuda de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins al descubrir la estructura de doble
hélice del ADN.
Pero no todo se limita a sólo esos acontecimientos sino a muchos más. Una parte
importante de la genética que hay que entender, son las mutaciones; ya lo decía
Hermann Müller: “Es posible influir artificialmente en la mutación … no es un dios
inalcanzable que nos gasta bromas desde una ciudadela inexpugnable en el plasma
germinal”. 1
La síntesis moderna ha demostrado que las grandes mutaciones no representan la
fuerza transformadora de la evolución. Sin embargo, la evolución no podría tener lugar
sin la existencia de alteraciones genéticas de algún tipo. Por lo cual la investigación
se centra en investigar los procesos de mutaciones, que ocurren en la mosca de la
fruta Drosophila melanogaster y su cepa mutante yellow white fork. T. H. Morgan con
la mosca Drosophila melanogaster; especie la cual convirtió en una especie de “mina
de oro” y en unos de los mejores modelos de estudio para entender la herencia por
sus notables característica: pequeña, fácil de criar en laboratorio, tolera muy bien las
experiencias de mutación y cruzamiento, se reproduce todo el año sin interrupción,
por lo que hay una nueva generación cada 12 días; el macho y la hembra son fáciles
de diferenciar; posee 4 cromosomas. En resumen, un animal ideal para el estudio de
la herencia.
Por lo que se hizo la tarea de realizar un experimento con la mosca de fruta, en donde
se trabajó en inducir alguna mutación con luz ultravioleta (hv) a una línea yellow-white-
forked y observar cambios en su fenotipo, con el fin de conocer y entender de una
1 Una de las frases de Müller que posteriormente le hicieron ganar el Premio Nóbel de la Paz. Vease: 50 genetic ideas you really need to know, trad. Española de Santiago Madero, edit. Barcelona, España, p. 26.
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mejor manera el efecto de un agente mutágeno, que se abordó en la unidad de
variación genética.
ANTECEDENTES Y MARCO TEÓRICO:
Las mutaciones aportan la evidencia definitiva de que el DNA es el material genético.
Cuando un cambio en la secuencia del DNA causa una alteración en una proteína,
podemos concluir que el DNA codifica esa proteína. Es más, un cambio
correspondiente en el fenotipo de un organismo nos puede permitir la identificación
de la función de esa proteína. La existencia de muchas mutaciones en un gen permite
comparar muchas formas de variantes de una proteína, y el análisis detallado puede
utilizarse para identificar las regiones de la proteína responsable de una función
determinada, enzimática o de otro tipo.
Todos los organismos sufren un determinado número de mutaciones como resultado
de las funciones celulares normales o de interacciones al azar con el entorno. Se les
llama mutaciones espontáneas, y la velocidad con la cual se producen
características de cada organismo en particular.
La aparición de mutaciones puede incrementarse mediante el tratamiento con ciertos
compuestos. Se les llama mutágenos, y los cambios que causan se denomina
mutaciones inducidas. La mayoría de los mutágenos modifica una base
determinada del DNA o se incorpora en el ácido nucleico. La potencia de un mutágeno
se determina a partir de la medida en que aumenta la tasa de mutaciones por encima
del valor basal. Con el uso de mutágenos, es posible inducir muchos cambios en
cualquier gen. La posibilidad de mutaciones de reversión se debe seguir o cumplir
con ciertas características:
● Una mutación puntual puede revertirse mediante el restablecimiento de la
secuencia original o la aparición de una mutación compensatoria en otro lugar
del gen.
● Una inserción puede revertirse mediante la deleción de la secuencia insertada.
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● Una deleción de una secuencia no puede revertirse en ausencia de algún
mecanismo que restablezca la secuencia perdida. 2
Las mutaciones que inactivan un gen se llaman mutaciones primarias o directas. Sus
efectos son revertidos por retromutaciones, que son de dos tipos: reversiones
verdaderas y reversión de segundo sitio.
Una reversión exacta de la mutación original se llama reversión verdadera. Así, si un
par A-T fue reemplazado por un par C-G en la mutación original, otra mutación que
restablezca el par A-T regenerará exactamente la secuencia original.
El segundo tipo de retromutación, la reversión de segundo sitio puede ocurrir en
cualquier lugar del gen, y sus efectos compensan los de la primera mutación. Una
mutación directa produce cualquier cambio que altera la función de un producto
génico, mientras que una retromutación debe restablecer la función original del
producto alterado.
Puede ocurrir también que las mutaciones en otros genes permitan sortear los efectos
de la mutación en el gen original. Este efecto se llama mutación supresora. Un locus
en el cual una mutación suprime el efecto de una mutación en otro locus se llama
supresor. Por ejemplo, una mutación puntual puede causar la sustitución de un
aminoácido en un polipéptido, mientras que una segunda mutación en el gen de un
tRNA puede hacer que está reconozca el codón mutado, y que como resultado inserte
el aminoácido original en la traducción.
Las transversiones son más raras que las transiciones, ya que requieren el
apareamiento temporal entre dos purinas o entre dos pirimidinas, lo que altera el
diámetro del dúplex de DNA. Sin embargo, una causa de transversión es un de
desplazamiento de un protón seguido por una rotación de 180° de la base alrededor
del enlace glucosídico.
Durante mucho tiempo se creyó que las mutaciones puntuales eran la principal forma
de cambio de los genes individuales. Sin embargo, sabemos ahora que las
inserciones de secuencias cortas son bastante frecuentes. Algunos mutágenos, como
Materiales para la elaboración de la sustancia conservadora:
• 1 L de agua corriente.
• 5 mL de una solución de ácidos propiónico: ortofosfórico (10.1) como
bactericida.
• 5 ml de Nipagín (Tegosept) al 12% como fungistático (12 y aforados a 100 ml
de solución con alcohol al 96%).
• Diluir la solución de ácidos en un poco de agua y agitar; añadir el Nipagin y
agitar. Añadir el resto del agua. Conservar en envase ámbar.
• Incubadoras a 25 ° C +/- 2 ° C.
• Frascos cremeros de 240 ml, esterilizados en calor húmedo a 20 atmósferas
por 20 min (autoclave u olla exprés). Marcarlos con los datos
correspondientes: cepa de Drosophila, fecha de cultivo, responsable de la
siembra.
• 1 caja de 125 gr de hojuelas de papa Maggi®.
• 1 balanza granataria.
MUTANTES CON MÚLTIPLES ALELOS
Ejemplares Características
Silvestre (+/+) Cuerpo Sepia, ojos rojos y alas de borde
continuo y más largas que el cuerpo
Vestigial (vg/vg) Alas pequeñas y atrofiadas
Beaded Serratia (Bd / +) Alas con borde “aserrado”
Curly (Cy) Alas “curvas o rizadas”
Multiple wing hairs (mwh/mwh) Tricomas (pelos) múltiples en el ala
Miniature (m/m) Alas “miniatura” del tamaño del cuerpo
ebony (e/e) Cuerpo color ébano
Yellow (y/y). Yellow-white-forked
(ywf)
Cuerpo amarillo, ojos blancos, setas
dorsales curvas.
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• Abatelenguas o espátula para pesar las hojuelas de papa.
• 1 probeta de 1000 ml, 2 pipetas de 10 ml y vasos de precipitado para
preparar la solución conservadora.
• Tapones para frascos de hule espuma (denso como el que se usa para usar
cojines) lavados con detergente enjuagados abundantemente o de algodón
con gaza que puede esterilizarse varias veces.
• 1 pedazo de neopreno (como el que se usa para mover el “ratón” de la
computadora).
• Cultivos de Drosophila melanogaster con 11-12 días de edad (contados
desde el trasvase de siembra)5.
Técnica de trasvasado
Instrucciones para una persona diestra:
• Poner el frasco con medio “nuevo” a la izquierda- tapón limpio y el frasco de
cultivo “viejo” que se va a trasvasar* a la derecha sobre neopreno
• Retirar el tapón del frasco entre “nuevo” vacía. Dar un ligero golpe al frasco de
cultivo “viejo” sobre el neopreno evitando que las moscas se atasquen en el
medio, - retirar el tapón “viejo” y colocarlo boca arriba aun –a continuación,
voltear el frasco “viejo” colocarlo boca a boca con el frasco “nuevo”.
Manteniendo las bocas de los frascos juntas con la ayuda de las manos,
golpear suavemente sobre el neopreno para que un número suficiente de
moscas pase del cultivo “viejo” al frasco con medio “nuevo”. Si el medio de
cultivo “viejo” está muy liquido – empieza a moverse, evitar que pase al
“nuevo”.
• Golpear con suavidad el frasco “nuevo” para que las moscas no vuelen,
separar los frascos, y taparlos de inmediato con sus respectivos tapones
5 Esta es la elaboración de la solución conservadora por profesoras de la licenciatura de biología de FES Iztacala. Véase Drosophila Melanogaster un modelo experimental, edit. México: Facultad de Estudios Superiores Iztacala, pp. 16,17
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• Incubar a 25° +- 2°C y 60% humedad relativa (HR) hasta la emergencia de los
imagos, es decir, 10 días aproximadamente.6
OBJETIVO
• Conocer las características morfológicas de la mosca de la fruta, Drosophila
melanogaster, su cultivo y manejo; con el fin de inducir una mutación
(reversión) con un agente mutágeno (rayos UV) en una línea de yellow-white-
forked.
JUSTIFICACIÓN
• En este semestre en la clase de biología abordamos los principales tipos de
mutación y su papel en la variación de los organismos, posteriormente y a partir
de una visita guiada al laboratorio de Genética Toxicológica de la FES Iztacala
despertó nuestro interés por conocer el trabajo con mosquitas mutantes y cómo
se cultivan (silvestres y mutantes), y así mediante donación de cultivos de
silvestres y mutantes empezar a trabajar.
HIPÓTESIS.
• Si a la cepa trimutante ywf de Drosophila melanogaster, la exponemos a luz
ultravioleta con una longitud de onda de 365 nm por 3 minutos y en vista de
que son mutaciones recesivas entonces se verán alteradas en sus
características morfológicas con la posibilidad de obtener revertantes.
• Así mismo si tenemos una línea silvestre (+/+) de Drosophila melanogaster, y
la exponemos a luz ultravioleta con una longitud de onda de 365 nm por 3
minutos y en vista de que son mutaciones recesivas entonces se verán
alteradas en sus características morfológicas con la posibilidad de obtener
revertantes.
6 La técnica de trasvasado que se utiliza comúnmente para el cultivo de Drosophilas Melanogaster. Véase Drosophila Melanogaster un modelo experimental, edit. México: Facultad de Estudios Superiores Iztacala, p. 18
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DESARROLLO.
Calendarización de actividades.
Noviembre 2017 Diciembre 2017 Enero 2018 Diciembre 2018
• Inicio de planeación del
proyecto.
• Primera visita de asesoramiento a
FES Iztacala. Entrega de las
dos cepas.
• Accidente y contratiempo en el primer conjunto de
Drosophila melanogaster a
causa de mortalidad
poblacional.
• Segunda entrega de dos cepas de
Drosophila melanogaster.
• Primer trasvase de las Drosophilas melanogaster en
el medio de propagación.
• Segundo trasvase de las Drosophilas
melanogaster (+/+)
• Se realizó la compra de los
materiales para la elaboración de la
solución conservadora.
• Día de planeación acerca del trabajo de investigación
o Planeación de
visita a Ciudad Universitaria.
o Obtención de
información acerca de las mutaciones.
o Se pospuso el
trasvase de las cepas de
Drosophila melanogaster y se arreglaron detalles de la investigación.
o Se encontró anomalías en los
cultivos que tenía a su
disposición el equipo.
o Suspensión de
actividades del equipo.
o Último trasvase del año de cepas de
Drosophila melanogaster.
(Se trasvasaron
dos cultivos por precaución).
▪ Se retoma las
actividades para la
elaboración de proyecto.
▪ Día de trasvase
general, para la propagación.
▪ Se realiza la
radiación con luz ultravioleta.
➢ Primera revisión de
ejemplares a través de microscopios estereoscópicos.
➢ Segunda revisión de
ejemplares a través de microscopios estereoscópicos.
➢ Tercera revisión de
ejemplares a través de microscopios estereoscópicos