En el presente laboratorio se dio a conocer las características generales de Drosophila melanogaster con respecto a su morfología, ciclo de vida y manejo en laboratorio; adicionalmente se hace una revisión de literatura la cual permite profundizar sobre las diferentes investigaciones realizadas con este organismo. Desde la parte vegetal nos basamos Phaseolus vulgaris, es un modelo importante en el grupo de las leguminosas desarrollando consigo fitomejoramiento para aumentar su calidad y producción.
En el presente laboratorio se dio a conocer las características generales de Drosophila melanogaster con respecto a su morfología, ciclo de vida y manejo en laboratorio; adicionalmente se hace una revisión de literatura la cual permite profundizar sobre las diferentes investigaciones realizadas con este organismo. Desde la parte vegetal nos basamos Phaseolus vulgaris, es un modelo importante en el grupo de las leguminosas desarrollando consigo fitomejoramiento para aumentar su calidad y producción.
1.Generalidades Drosophila melanogaster
Figura 1: Mosca del vino
1.Generalidades Drosophila melanogaster
Fuente:(Encyclopaedia Britannica ImageQuest.,s.f)
Este organismo evidencia características particulares que le han permitido que los investigadores desarrollen grandes estudios sobre estos, relacionándolos con el ser humano.
1.1 Clasificación sistemática
Familia: Drosophilidae
Orden: Díptera
Género: Drosophila
Especie: melanogaster
1.2 Organismo modelo
Esto se debe a su fácil manipulación, su número de cromosomas (2n=8), presentan un ciclo de vida corto a parte de que son muy fértiles y la gran variedad de mutantes. A continuación, se evidencia unas características principales y como es el manejo en laboratorio.
Figura 2: Flujograma características y manejo de laboratorio Drosophila melanogaster
Fuente: Elaboración propia
Respecto a su ciclo de vida es corto oscila entre 10 a 15 días se divide en 4 etapas: huevo, larva,pupa y adulto.Es necesario tener presente la temperatura, si no es la recomendable podría ocasionar la muerte o esterilización del mismo. Después de conocer los anteriores aspectos, si se quiere trabajar con estos es necesario tener claro el manejo y los ingredientes para generar un cultivo, el cuál posee características particulares expuestas en el siguiente flujograma. (ver figura 3)
Figura 3: Flujograma mantenimiento de cepario y medio de cultivo Drosophila melanogaster
Fuente: Elaboración propia
Al tener un cultivo de estos organismos es indispensable conocer cuales son sus diferencias, para así lograr identificar en cuál se presenta una anomalía, las principales diferencias entre macho y hembra son:
Figura 4: Diferencia entre macho y hembra Drosophila melanogaster
Fuente: (Cabia, & Arterós 2012)
1.3 Datos relevantes
1909- Thomas H. Morgan fue el primero en utilizar Drosophila melanogaster como organismo experimental.
1933- Recibe premio nobel cromosomas son portadores de los genes
Figura 5: Mapa mental investigaciones Drosophila melanogaster (2011-2019)
Fuente: Elaboración propia
El anterior mapa evidencia algunas investigaciones desarrolladas a nivel mundial con respecto al uso de Drosophila melanogaster. (Ver figura 5)
1.3.1 Se exponen como un modelo animal emergente en el estudio de enfermedades cardíacas humanas,según Santana & Ferrero, se establece como tal una relación similar con los mamíferos, permitiendo hacia poder evaluar efectos sobre estos con medicamentos donde se exponen los efectos colaterales en el corazón.La cafeína y el envejecimiento afectan la frecuencia de contracción y el manejo de calcio intracelular en el corazón adulto de Drosophila melanogaster en forma similar a lo que ocurre en mamíferos, también otros factores ambientales causan daños en su corazón.
La figura 6 se evidencia la semejanza microfibrilar con respecto al tejido del corazón de Drosophila melanogaster y los mamíferos por medio de una radiografía realizada con una cámara cónica.
Figura 6: Tejido del corazón comparado con el del mamífero
Fuente: (Santalla &
Ferrero, 2016)
1.3.2 Según Prüßing & Schulz, el análisis comparativo de genomas completos reveló sorprendentes similitudes entre la composición estructural de los genes humanos y de Drosophila. Casi el 70% de los genes humanos que causan enfermedades tienen semejanzas en la mosca. Todo este estudio se desarrolla para conocer más acerca de está enfermedad en seres humanos, es un gran avance poder establecer paralelos, que a futuro permitan tratamientos favorables para la enfermedad y que estos no traigan efectos colaterales negativos.
Prüßing & Schulz en el 2013 evidencian en el articulo como la estructura del ojo de la mosca es una estructura neuronal y los REP son muy sensibles a la modificación genética por este motivo , los cambios en el deterioro neuronal pueden investigarse mediante microscopia óptica. Como resultado se observan además por la expresión de Tau [R406W] (centro) o Aβ42 (abajo). Estos REP son sensibles a la modificación genética. (ver figura 7)
Figura 7: Fenotipos ejemplificados de ojo áspero (REP) utilizados como lectura para pantallas modificadoras
Fuente: (Prüßing
& Schulz, 2013)
2. Modelo vegetal
Figura 8: Frijol común Phaseolus vulgaris
Se pretende dar la exposición del modelo vegetal escogido por medio de fotografías expuestas en la figura 8.
2.1 Clasificación sistemática
Familia: Fabaceae
Subfamilia:Faboide
Orden: Fabales
Género: Phaseolus
Especie: vulgaris
2.2 Características morfológicas se especifican en la siguiente figura, teniendo presente sus principales particularidades.
Figura 9. Morfología de Phaseolus vulgaris
2.3 Datos relevantes
- Posee 11 pares de cromosomas, por consiguiente 2n=22.
- Genoma pequeño tiene aproximadamente entre 450 y 650 Mpb/genoma haploide.
- Los cromosomas miden entre 1 y 3 milimetros, adicionalmente pueden ser metacéntricos y submetacentricos.
- Ciclo vegetativo puede variar de 80 días en variedades precisas y de 180 días en variedades trepadoras.
2.3.1 Noticias
- Según la revista semana de la columna de sostenibilidad en una noticia publicada el 12 de abril del 2019 se establece información con respecto las investigaciones que se están realizando en cuanto al mejoramiento genético del frijol, relacionado con la resistencia a la sequía, ya que este es un grano económico y rico en proteínas. Resaltando que ya se comenzaron a sacar variedades biofortificadas, principalmente se caracterizan por poseer mayor hierro.
- Según la revista electrónica SINC especifica en el año 2016 sobre las investigaciones desarrolladas por Universidad Autónoma de Barcelona y el CIAT han identificado genotipos resistentes a la sequías, se llevaron a cabo en Palmira-Colombia en 2012 y 2013 , teniendo como resultado que es una combinación genética estratégica.
2.3.2 Artículos relacionados.
- Relaciones genéticas basadas en marcadores ISTR entre formas silvestres,
cultivadas e intermedias de frijol de guía colectado en Jalisco, México:
Resumen- Fue publicado 01 de enero del 2017 Castellano et al.(2017) desarrollado con las colectas que se tenía en la Universidad del ciencias biológicas y Agropecuarias de la Universidad de Guadalajara, su principal objetivo fue detectar cuales eran las particularidades genéticas de estas variedades en México.
Metodología- Se evaluaron 30 poblaciones de Phaseolus vulagaris con su respectivo análisis genético basandose en (Inverse Sequence Tagged Repeat), similitud utilizando coeficiente de Jaccard y se pudo determinar su estructura por medio del modelo Bayesiano probabilistico.
La siguiente figura explica un poco la metodología que emplearon para poder llegar al objetivo.
Figura 10. Metodología del articulo
Fuente: (Castellano et al.2017)
Resultados- Según los datos obtenidos se puedo evidenciar un agrupamiento de 8 grupos con una clara división (Ver figura 11). Donde se pueden determinar una ubicación para cada uno con sus respectivas similitudes con el coeficiente de Jaccard donde la máxima fue 0.66 XVI y XVII, según Castellano et al.2017 define que son las más parecidas y el más bajo fue de 0.17 están II y XXX son las menos parecidas genéticamente.
La siguiente figura se determina una división de poblaciones según sus características genéticas teniendo Poblaciones de color azul son cultivadas, color rojo son intermedias y verdes son silvestres.
Figura 11. Resultados del articulo
Fuente: (Castellano et al.2017, pg 6)
Conclusiones- Se puede obtener unas características genéticas particulares las cuales permitirán obtención de nuevas investigaciones para el mejoramiento genético.
Bibliografía
- Baron, M., & Simmonds, A. J. (2018). Peroxisome Protein Prediction in Drosophila melanogaster. En L. A. del Río & M. Schrader (Eds.), Proteomics of Peroxisomes: Identifying Novel Functions and Regulatory Networks (pp. 235-258). Springer Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-13-2233-4_10
- BBC. (2017, octubre 6). Por qué la humilde mosca de la fruta fue clave en 5 investigaciones que ganaron el premio Nobel de Medicina. BBC News Mundo. https://www.bbc.com/mundo/noticias-41512082
- Brandt, A., & Vilcinskas, A. (2013). The Fruit Fly Drosophila melanogaster as a Model for Aging Research. En A. Vilcinskas (Ed.), Yellow Biotechnology I: Insect Biotechnologie in Drug Discovery and Preclinical Research (pp. 63-77). Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/10_2013_193
- Cabia, B., García, A., & Arterós, R. (2012, abril 3). Moscas humanizadas. Revista Mètode.https://metode.es/revistas-metode/article-revistes/moscas-humanizadas.html
- Santana & Ferrero. (2016). Obtenido de Drosophila melanogaster, un modelo animal emergente en el: https://www.sac.org.ar/wp-content/uploads/2016/12/v84n5a3-es.pdf
- Jairo Robla. (s. f.). Análisis genético de dos caracteres en Drosophila melanogaster—PDF Free Download. Recuperado 4 de mayo de 2020, de https://docplayer.es/64975892-Analisis-genetico-de-dos-caracteres-en-drosophila-melanogaster.html
- Santana, S. L., & Rohde, C. (2018). Drosophila melanogaster as model organism for monitoring and analyzing genotoxicity associated with city air pollution. Environmental Science and Pollution Research, 25(32), 32409-32417. https://doi.org/10.1007/s11356-018-3186-5
- Galin, R. R., &Akhtyamova, I. F., (2019). Effect of Herbicide Glyphosate on Drosophila melanogaster Fertility and Lifespan. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 167(5), 663-666. https://doi.org/10.1007/s10517-019-04594-x
- Kaun, K. R., & Devineni, A. V. (2012). Drosophila melanogaster as a model to study drug addiction. Human Genetics, 131(6), 959-975. https://doi.org/10.1007/s00439-012-1146-6
- Malloy, C. A., & English, C. (2015). Pharmacological identification of cholinergic receptor subtypes on Drosophila melanogaster larval heart. Journal of Comparative Physiology B, 186(1), 45-57. https://doi.org/10.1007/s00360-015-0934-4
- Mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) . [Fotografía]. Recuperado de Encyclopædia Britannica ImageQuest.https://quest.eb.com/search/139_1953459/1/139_1953459/
- Omel’yanchuk, L. V., & Yudina, O. S. (2011). Drosophila melanogaster as a model for studying the function of animal viral proteins. Russian Journal of Genetics, 47(7), 765-769. https://doi.org/10.1134/S1022795411040090
- Prüßing, K., & Schulz, J. B. (2013). Drosophila melanogaster as a model organism for Alzheimer’s disease. Molecular Neurodegeneration, 8(1), 35. https://doi.org/10.1186/1750-1326-8-35
- Science Photo Library,(s.f) Drosophila mosca cabeza SEM . [Fotografía]. Recuperado de Encyclopædia Britannica ImageQuest. https://quest.eb.com/search/132_1588073/1/132_1588073/cite
- Reichert, H. (2014). Insights into brain development and disease from neurogenetic analyses in Drosophila melanogaster. Journal of Biosciences, 39(4), 595-603 https://doi.org/10.1007/s12038-014-944
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Arterra. (2018, marzo 26). Common bean—Britannica
ImageQuest. Britannica ImageQuest.
https://quest-eb-com.bibliored.ut.edu.co/search/phaseolus-vulgaris/1/321_1751504/Common-bean
-
Dorling Kindersley. (s. f.). Phaseolus
vulgaris—Britannica ImageQuest. Recuperado 26 de mayo de 2020, de
https://quest-eb-com.bibliored.ut.edu.co/search/phaseolus-vulgaris/1/118_799337/Phaseolus-vulgaris
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Martin Shields. (s. f.). Common Bean
Pod—Britannica ImageQuest. Britannica ImageQuest. Recuperado 26 de mayo de
2020, de https://quest-eb-com.bibliored.ut.edu.co/search/phaseolus-vulgaris/1/139_1997068/Common-Bean-Pod
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Peter Anderson, & Dorling Kindersley. (2016, mayo
25). Selection of Phaseolus vulgaris—Britannica ImageQuest. Britannica
ImageQuest.
https://quest-eb-com.bibliored.ut.edu.co/search/phaseolus-vulgaris/1/118_851306/Selection-of-Phaseolus-vulgaris
-
SINC. (2016, junio 5). Logran crear frijoles más
resistentes a la sequía con la mejora genética. Scientific American -
Español.
https://www.scientificamerican.com/espanol/noticias/logran-crear-frijoles-mas-resistentes-a-la-sequia-con-la-mejora-genetica/
-
Sostenibilidad semana. (2019, abril 12). Colombia
tendrá fríjol y maíz más resistente a altas temperaturas. Colombia tendrá
fríjol y maíz más resistente a altas temperaturas.
https://sostenibilidad.semana.com/medio-ambiente/articulo/colombia-tendra-frijol-y-maiz-mas-resistente-a-altas-temperaturas/43795
-
Castellanos O. A., Lepiz-Ildefonso, R.,
Castellanos-Enríquez, G. E., Rodríguez-Sahagún, A., & Torres-Morán, M. I.
(2017). Relaciones genéticas basadas en marcadores ISTR entre formas
silvestres, cultivadas e intermedias de frijol de guía colectado en Jalisco,
México. Acta Botanica Mexicana, 118, 53.
https://doi.org/10.21829/abm118.2017.1200
Fuente:(Encyclopaedia Britannica ImageQuest.,s.f)
Este organismo evidencia características particulares que le han permitido que los investigadores desarrollen grandes estudios sobre estos, relacionándolos con el ser humano.
1.1 Clasificación sistemática
Familia: Drosophilidae
Orden: Díptera
Género: Drosophila
Especie: melanogaster
1.2 Organismo modelo
Esto se debe a su fácil manipulación, su número de cromosomas (2n=8), presentan un ciclo de vida corto a parte de que son muy fértiles y la gran variedad de mutantes. A continuación, se evidencia unas características principales y como es el manejo en laboratorio.
Figura 2: Flujograma características y manejo de laboratorio Drosophila melanogaster
Fuente: Elaboración propia
Respecto a su ciclo de vida es corto oscila entre 10 a 15 días se divide en 4 etapas: huevo, larva,pupa y adulto.Es necesario tener presente la temperatura, si no es la recomendable podría ocasionar la muerte o esterilización del mismo. Después de conocer los anteriores aspectos, si se quiere trabajar con estos es necesario tener claro el manejo y los ingredientes para generar un cultivo, el cuál posee características particulares expuestas en el siguiente flujograma. (ver figura 3)
Figura 3: Flujograma mantenimiento de cepario y medio de cultivo Drosophila melanogaster
Fuente: Elaboración propia
Al tener un cultivo de estos organismos es indispensable conocer cuales son sus diferencias, para así lograr identificar en cuál se presenta una anomalía, las principales diferencias entre macho y hembra son:
Figura 4: Diferencia entre macho y hembra Drosophila melanogaster
Fuente: (Cabia, & Arterós 2012)
1.3 Datos relevantes
1909- Thomas H. Morgan fue el primero en utilizar Drosophila melanogaster como organismo experimental.
1933- Recibe premio nobel cromosomas son portadores de los genes
Figura 5: Mapa mental investigaciones Drosophila melanogaster (2011-2019)
Fuente: Elaboración propia
El anterior mapa evidencia algunas investigaciones desarrolladas a nivel mundial con respecto al uso de Drosophila melanogaster. (Ver figura 5)
1.3.1 Se exponen como un modelo animal emergente en el estudio de enfermedades cardíacas humanas,según Santana & Ferrero, se establece como tal una relación similar con los mamíferos, permitiendo hacia poder evaluar efectos sobre estos con medicamentos donde se exponen los efectos colaterales en el corazón.La cafeína y el envejecimiento afectan la frecuencia de contracción y el manejo de calcio intracelular en el corazón adulto de Drosophila melanogaster en forma similar a lo que ocurre en mamíferos, también otros factores ambientales causan daños en su corazón.
La figura 6 se evidencia la semejanza microfibrilar con respecto al tejido del corazón de Drosophila melanogaster y los mamíferos por medio de una radiografía realizada con una cámara cónica.
Figura 6: Tejido del corazón comparado con el del mamífero
Fuente: (Santalla &
Ferrero, 2016)
1.3.2 Según Prüßing & Schulz, el análisis comparativo de genomas completos reveló sorprendentes similitudes entre la composición estructural de los genes humanos y de Drosophila. Casi el 70% de los genes humanos que causan enfermedades tienen semejanzas en la mosca. Todo este estudio se desarrolla para conocer más acerca de está enfermedad en seres humanos, es un gran avance poder establecer paralelos, que a futuro permitan tratamientos favorables para la enfermedad y que estos no traigan efectos colaterales negativos.
Prüßing & Schulz en el 2013 evidencian en el articulo como la estructura del ojo de la mosca es una estructura neuronal y los REP son muy sensibles a la modificación genética por este motivo , los cambios en el deterioro neuronal pueden investigarse mediante microscopia óptica. Como resultado se observan además por la expresión de Tau [R406W] (centro) o Aβ42 (abajo). Estos REP son sensibles a la modificación genética. (ver figura 7)
Figura 7: Fenotipos ejemplificados de ojo áspero (REP) utilizados como lectura para pantallas modificadoras
Fuente: (Prüßing
& Schulz, 2013)
2. Modelo vegetal
Figura 8: Frijol común Phaseolus vulgaris
Se pretende dar la exposición del modelo vegetal escogido por medio de fotografías expuestas en la figura 8.
2.1 Clasificación sistemática
Familia: Fabaceae
Subfamilia:Faboide
Orden: Fabales
Género: Phaseolus
Especie: vulgaris
2.2 Características morfológicas se especifican en la siguiente figura, teniendo presente sus principales particularidades.
Figura 9. Morfología de Phaseolus vulgaris
2.3 Datos relevantes
- Posee 11 pares de cromosomas, por consiguiente 2n=22.
- Genoma pequeño tiene aproximadamente entre 450 y 650 Mpb/genoma haploide.
- Los cromosomas miden entre 1 y 3 milimetros, adicionalmente pueden ser metacéntricos y submetacentricos.
- Ciclo vegetativo puede variar de 80 días en variedades precisas y de 180 días en variedades trepadoras.
2.3.1 Noticias
- Según la revista semana de la columna de sostenibilidad en una noticia publicada el 12 de abril del 2019 se establece información con respecto las investigaciones que se están realizando en cuanto al mejoramiento genético del frijol, relacionado con la resistencia a la sequía, ya que este es un grano económico y rico en proteínas. Resaltando que ya se comenzaron a sacar variedades biofortificadas, principalmente se caracterizan por poseer mayor hierro.
- Según la revista electrónica SINC especifica en el año 2016 sobre las investigaciones desarrolladas por Universidad Autónoma de Barcelona y el CIAT han identificado genotipos resistentes a la sequías, se llevaron a cabo en Palmira-Colombia en 2012 y 2013 , teniendo como resultado que es una combinación genética estratégica.
2.3.2 Artículos relacionados.
- Relaciones genéticas basadas en marcadores ISTR entre formas silvestres, cultivadas e intermedias de frijol de guía colectado en Jalisco, México:
Resumen- Fue publicado 01 de enero del 2017 Castellano et al.(2017) desarrollado con las colectas que se tenía en la Universidad del ciencias biológicas y Agropecuarias de la Universidad de Guadalajara, su principal objetivo fue detectar cuales eran las particularidades genéticas de estas variedades en México.
Metodología- Se evaluaron 30 poblaciones de Phaseolus vulagaris con su respectivo análisis genético basandose en (Inverse Sequence Tagged Repeat), similitud utilizando coeficiente de Jaccard y se pudo determinar su estructura por medio del modelo Bayesiano probabilistico.
La siguiente figura explica un poco la metodología que emplearon para poder llegar al objetivo.
Figura 10. Metodología del articulo
Fuente: (Castellano et al.2017)
Resultados- Según los datos obtenidos se puedo evidenciar un agrupamiento de 8 grupos con una clara división (Ver figura 11). Donde se pueden determinar una ubicación para cada uno con sus respectivas similitudes con el coeficiente de Jaccard donde la máxima fue 0.66 XVI y XVII, según Castellano et al.2017 define que son las más parecidas y el más bajo fue de 0.17 están II y XXX son las menos parecidas genéticamente.
La siguiente figura se determina una división de poblaciones según sus características genéticas teniendo Poblaciones de color azul son cultivadas, color rojo son intermedias y verdes son silvestres.
Figura 11. Resultados del articulo
Fuente: (Castellano et al.2017, pg 6)
Bibliografía
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- Sostenibilidad semana. (2019, abril 12). Colombia tendrá fríjol y maíz más resistente a altas temperaturas. Colombia tendrá fríjol y maíz más resistente a altas temperaturas. https://sostenibilidad.semana.com/medio-ambiente/articulo/colombia-tendra-frijol-y-maiz-mas-resistente-a-altas-temperaturas/43795
- Castellanos O. A., Lepiz-Ildefonso, R., Castellanos-Enríquez, G. E., Rodríguez-Sahagún, A., & Torres-Morán, M. I. (2017). Relaciones genéticas basadas en marcadores ISTR entre formas silvestres, cultivadas e intermedias de frijol de guía colectado en Jalisco, México. Acta Botanica Mexicana, 118, 53. https://doi.org/10.21829/abm118.2017.1200
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