Un organismo modello: la Drosophila melanogaster

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Beatrice Pizzi
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1 PON B1 La Scienza fa rumore: ISS... osmosi, sistema Un organismo modello: la Drosophila melanogaster Presidio «Michelangelo» - Bari

2 Perché proprio la Drosophila? È un piccolo insetto (2mm), facile da maneggiare. Si alleva facilmente in laboratorio con una piccola spesa. Ha un ciclo vitale breve (10-12 giorni) e si possono ottenere numerosi individui. Sono disponibili numerosi ceppi mutanti presso i laboratori di ricerca. È semplice eseguire incroci genetici.

3 Mezzi e strumenti Etere etilico (sostanza anestetica) Eterizzatore (strumento per addormentare le Drosophile) Barattoli di plastica (per la crescita e l allevamento) Stuzzicadenti Cartoncini bianchi Cotone idrofilo Terreno di crescita (polenta, agar, glucosio, lievito, antimuffa) Lampade Lenti d ingrandimento Stereomicroscopi

4 Cosa si può fare Catturare le Drosophile Osservare e descrivere gli individui Distinguere i due sessi Osservare il ciclo vitale Verificare sperimentalmente le leggi di Mendel

5 Per osservare la Drosophila bisogna addormentarla Con l etere etilico e l eterizzatore Con il ghiaccio Con l anidride carbonica

Descrivere la Drosophila È un insetto, comunemente detto moscerino della frutta o dell aceto. Appartiene all ordine dei Ditteri. Ha il corpo diviso in testa torace e addome.

6 Descrivere la Drosophila È un insetto, comunemente detto moscerino della frutta o dell aceto. Appartiene all ordine dei Ditteri. Ha il corpo diviso in testa torace e addome. Sul capo ha occhi composti di colore rosso scuro, un paio di corte antenne, un apparato boccale succhiatore (la proboscide) Sul tronco ha un paio di ali e tre paia di zampe, formate da 5 segmenti. L addome è segmentato e porta i bilancieri, organi che servono all insetto come elementi di stabilità e direzione. Ceppo Oregon-R selvatico

7 Si può osservarla mentre mangia fa i suoi bisogni depone un uovo

8 Come? Distinguere i sessi Separare in contenitori diversi gli individui Osservare la comparsa delle larve Femmina Maschio

Possibile apertura : la determinazione del sesso Il sesso di un individuo dipende dalla coppia dei cromosomi sessuali: nel maschio è XY, nella femmina è XX.

9 Possibile apertura : la determinazione del sesso Il sesso di un individuo dipende dalla coppia dei cromosomi sessuali: nel maschio è XY, nella femmina è XX. I gameti femminili presentano un cromosoma X, quelli maschili il cromosoma X o quello Y. Quale sarà la probabilità che, dopo la fecondazione, si abbiano moscerini maschi o moscerini femmine? La drosophila melanogaster ha 8 cromosomi

Verificare il rapporto sessi Incrociare maschi selvatici con femmine selvatiche + x + In un barattolo mettere, dopo averli addormentati e separati,

10 Verificare il rapporto sessi Incrociare maschi selvatici con femmine selvatiche + x + In un barattolo mettere, dopo averli addormentati e separati, un ugual numero di maschi e di femmine. Dopo 15 giorni contare i nati. Registrare i risultati e calcolare la percentuale dei maschi e delle femmine

11 I risultati ottenuti sono accettabili? Campione: 516 individui di due classi (maschio e femmina) Per valutare i risultati si effettua il saggio del Χ 2, che permette di stabilire se la deviazione che è stata ottenuta, rispetto ai valori teorici, è casuale. Χ 2 = Σ (d 2 /e) Maschi femmine Osservati Attesi (e) Deviazione 7 7 d d 2 /e 0,19 0,19

Saggio del χ² (chi quadrato) Consiste nell applicare la seguente formula e poi leggere il risultato sulla carta del chi quadrato: χ² e d 2 dove Σ = sommatoria, cioè somma di tutti i valori ottenuti;

12 Saggio del χ² (chi quadrato) Consiste nell applicare la seguente formula e poi leggere il risultato sulla carta del chi quadrato: χ² e d 2 dove Σ = sommatoria, cioè somma di tutti i valori ottenuti; d = deviazione, cioè differenza tra i valori ottenuti e quelli attesi; e = valori attesi. Nella carta del chi quadrato, inoltre bisogna considerare la lettera N (= gradi di libertà) che è uguale al numero delle classi meno uno. Per numero delle classi s intende il numero dei casi possibili.

13 Come si usa la carta del χ² Dopo aver fatto il calcolo si legge sulla carta del χ² la probabilità nel seguente modo: si trova sull asse delle ascisse il valore del χ²; da questo punto s innalza una perpendicolare fino ad incontrare la linea N corrispondente ai gradi di libertà (nell esempio fatto N = 1), quindi si traccia una perpendicolare all asse delle ordinate e si legge il valore della probabilità.

14 Interpretazione della probabilità letta sulla carta Se P > 0.05 cioè > 1/20 i valori sono accettabili e si può dire che il fenomeno è casuale. Se 0,01 < P < 0,05 il fenomeno è incerto. Se P < 0,01 il fenomeno non è casuale e quindi le deviazioni ottenute non dipendono solo dal caso, ma c è qualche altro fattore che ha disturbato il fenomeno.

15 Osservare il ciclo vitale Metamorfosi completa. Uovo Larva I stadio Larva II stadio Larva III stadio Pupa

Verifica sperimentale delle leggi di Mendel Si utilizzano

con il simbolo + Yellow, white(colore del corpo giallo,

Apterous (assenza di ali) indicato con il simbolo ap Maschio

17 Verifica sperimentale delle leggi di Mendel Si utilizzano alcuni ceppi di Drosophila melanogaster: Selvatico, indicato con il simbolo + Yellow, white(colore del corpo giallo, colore dell occhio bianco), indicato con il simbolo y, w Apterous (assenza di ali) indicato con il simbolo ap Maschio e femmina selvatici Maschio e femmina apterous Maschio e femmina yellow wite

18 Si avvia la F1 Si studia la trasmissione di alcuni caratteri ereditari mutanti, presenti nella Drosophila melanogaster. Si possono usare i ceppi mutanti yw (corpo giallo e occhi bianchi) e apterous. Possibili domande: 1) I caratteri y, w, ap sono dominanti o recessivi? 2) I loro geni si trovano sui cromosomi sessuali o sugli autosomi? 3) I geni si trovano sullo stesso cromosoma o su cromosomi diversi?

19 Le Drosophilae vergini Perché i risultati siano validi è necessario isolare femmine vergini. Tali femmine si riconoscono perché nelle prime 7 8 ore di vita hanno un colore molto chiaro e nella parte sinistra dell addome presentano una macchiolina scura (meconio).

Incrocio 1A + x yw Incrocio 1B yw x + Incrocio 1C + x ap Incrocio 1D ap x + Si compilano delle tabelle di

20 Come rispondere? Si fanno incroci tra moscerini selvatici e mutanti e poi tra i figli della prima generazione. Incrocio 1A + x yw Incrocio 1B yw x + Incrocio 1C + x ap Incrocio 1D ap x + Si compilano delle tabelle di previsione relative a ciascun incrocio. Si contano i nuovi individui, registrando i dati in tabelle di raccolta dati complessivi. Si verifica l attendibilità dei risultati ottenuti con il calcolo del X 2.

21 Si fanno gli incroci e si fanno previsioni (utilizzando apposite schede) nel caso in cui i geni si trovino su un autosoma o sul cromosoma X.

22 Si raccolgono i dati in tabelle Si valutano i risultati con il calcolo del χ²

23 Si avvia la F2 Si incrociano tra loro i moscerini della prima generazione filiale (F1), ottenuti dagli incroci 1A ed 1B per ottenere la seconda generazione filiale (F2). Incrocio 2A yw x + Incrocio 2B + x + Si procede allo stesso modo.

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