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Drosophila cinza / amarelo

Drosophila cinza / amarelo


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Eu estou estudando biologia sozinho através da ensino à distância. Há algum tempo estou tentando resolver o seguinte problema e espero que você possa me ajudar. Como se trata de um "dever de casa", gostaria de mais dicas do que soluções.


Drosophila tem um gene "corpo amarelo", $ y $, no cromossomo X. O outro alelo dominante é "corpo cinza", $ y ^ + $. Ao cruzar corpos cinzentos femininos com corpos cinzentos masculinos, obtemos 50% de mulheres cinza, 22% de homens cinza e 28% de homens amarelos.

Qual é o genótipo dos pais?


Meu trabalho até agora:

O genótipo deve ser $ Xy ^ + X? $ para a mulher e $ Xy ^ + Y $ para o homem. Existem dois casos a considerar: $? = y ^ + $ ou $? = y $. No primeiro temos $ frac {3} {8} $ mulheres cinzentas e $ frac {1} {8} $ mulheres amarelas e $ frac {2} {8} $ machos cinza e amarelo cada; isso parece correto, exceto para as fêmeas amarelas. No último, temos o dobro de fêmeas amarelas.

Talvez o genótipo XXyy (fêmeas amarelas) seja letal, mas isso não ajuda a determinar os genótipos dos pais.

Se $? = y $ então cruze de $ Xy ^ + mathbf {Xy} ; x ; mathbf {Xy ^ +} Y $ não eliminaria as fêmeas amarelas.

Não conheço outros efeitos a serem levados em consideração, então estou preso.

$ $

Se você gostaria de sugerir recursos (sites, livros didáticos $ ldots $) relativos a este assunto ou em biologia neste nível em geral, eu apreciaria muito.

Obrigada.


Edit: Eu gostaria de adicionar uma imagem para qualquer pessoa com um problema semelhante.


Já a Drosophila tem o mesmo sistema de cromossomos sexuais dos seres humanos, (homens XY e mulheres XX). É claro que a determinação do sexo é importante - nenhuma mulher tem corpos amarelos. Esta é a observação chave.

Entre os homens, você tem cerca de 50% / 50% de fenótipo Y / y. Este parece ser um traço clássico relacionado ao cromossomo sexual. Isso ajuda? Posso ir mais longe, mas isso deve levar você lá.


Genes letais: significado e tipos | Genética

Foi observado que todos os genes ou fatores genéticos não são úteis ao organismo. Existem alguns fatores genéticos ou genes, quando presentes em qualquer organismo causam sua morte durante a fase inicial de desenvolvimento. Eles podem até causar a morte do indivíduo em condição de homozigoto dominante ou homozigoto recessivo.

Um geneticista francês L. Cuenot (1905) relatou a herança da cor do corpo do camundongo. Ele descobriu que a cor do corpo & # 8220amarelo & # 8221 era dominante sobre a cor & # 8220 castanho & # 8221 normal e era governada por um único gene & # 8220Y & # 8221. Foi observado que camundongos amarelos nunca poderiam ser obtidos em condição homozigótica.

Quando os camundongos revestidos de amarelo foram cruzados com outros camundongos revestidos de amarelo, a segregação para a cor do corpo amarelo e marrom foi obtida na proporção de 2: 1. Os indivíduos pardos eram puros e homozigotos enquanto os amarelos eram heterozigotos. Esses resultados podem ser explicados na suposição de que o alelo dominante para a cor amarela do corpo é letal na condição homozigótica.

(Herança da cor amarela revestida em camundongos. Os camundongos com coloração amarela são sempre heterozigotos.)

E. Baur (1907) observou o gene letal em Snapdragon (Antirrhinum) e descobriu que ele é caracterizado por folhas variegadas. A variedade & # 8220golden & # 8221 na autofecundação dá origem a 2 tipos de descendentes, dourados e verdes na proporção de 2: 1 em vez de 3: 1. Os dourados são heterozigotos e os verdes se reproduzem verdadeiros sendo homozigotos recessivos.

Tipos de genes letais:

Os genes Lethel podem ser classificados nos seguintes grupos:

1. Recessivo letal:

A maioria dos genes letais são letais recessivos. É expressa apenas quando eles estão em condição homozigótica. A sobrevivência de heterozigotos não é afetada, por exemplo, a cor da pelagem em camundongos. De acordo com Cuenot, Castle and Little, o alelo dominante Y é letal recessivo e causa a morte de embriões YY homozigotos em um estágio inicial de desenvolvimento.

2. Letal dominante:

Existem alguns genes letais que reduzem a viabilidade, mesmo em heterozigotos, são chamados de letais dominantes. por exemplo, gene de epiloia em seres humanos. Isso causa defeitos mentais, crescimento anormal da pele e tumores em heterozigotos, portanto, morrem antes de atingir a idade adulta. Os letais dominantes podem ser produzidos em todas as gerações por meio de mutação.

3. Letal condicional:

Os genes letais requerem uma condição definida ou específica para que sua ação letal seja considerada letal condicional. Muitos mutantes de cevada, milho, Neurospora, Drosophila e muitos outros organismos são denominados mutações sensíveis à temperatura. Cada um deles precisa de uma temperatura definida, geralmente alta, para expressar sua ação letal.

Um mutante de clorofila da cevada permite o desenvolvimento normal da clorofila a uma temperatura de 19 ° C ou superior, mas desenvolve albina ou plântulas brancas anormais em temperaturas abaixo de 8 ° C. A temperatura não é apenas responsável por desencadear letais condicionais. Alguns letais condicionais requerem luz, nutrição, etc.

O efeito de equilíbrio entre dois letais diferentes em estoque permanente auto é chamado de sistema letal equilibrado - Muller (1918). Os genes letais ligados na fase de repulsão da ligação são considerados letais equilibrados. Eles são mantidos na fase de repulsão devido à forte ligação. O cruzamento é muito baixo. Na fase de repulsão, o alelo recessivo de um gene e o alelo dominante do outro gene estão presentes no mesmo cromossomo.

O acasalamento entre indivíduos heterozigotos para esses letais equilibrados produzirá 4 tipos de zigotos. 1/4 será homozigoto para o letal recessivo e não sobreviverá. Outro 1/4 dos zigotos será homozigoto para o outro letal recessivo e morrerá.

A única progênie que sobreviverá serão os heterozigotos para os 2 letais recessivos. Portanto, um sistema letal equilibrado mantém os genes intimamente ligados aos genes letais em um estado de heterozigose permanente. Letais equilibrados são vistos em camundongos, Oenothra, Drosophila etc.

(Um sistema letal equilibrado com 2 genes letais recessivos (l1 e eu2 ) Apenas 2 dos 4 heterozigotos sobrevivem (11eu2/EU1eu2)

Alguns genes tornam os gametas incapazes de fertilização. Esses genes são chamados de letais gaméticos. Algumas vezes, o termo & # 8216Meiotic drive & # 8217 é usado para descrever letais gaméticos. O impulso meiótico pode ser chamado de mecanismo que leva à produção de um número desigual de gametas funcionais por um heterozigoto.

Foi encontrado em certos machos de Drosophila pseudoobscura, produzir apenas metade da quantidade de espermatozoides em comparação com os machos normais. Quando esses machos são acasalados com fêmeas normais, a maior parte da progênie são fêmeas. Isso demonstra que os espermatozoides produzidos por esses machos contêm apenas o cromossomo & # 8216X & # 8217 e seus espermatozoides com o cromossomo & # 8216Y & # 8217 não são funcionais.

Pode ser esclarecido da seguinte forma:

Com base no efeito de sobrevivência, os genes podem ser agrupados em 5 classes:


Ligação da genética: características, exemplos, tipos e significância

Quando dois ou mais caracteres dos pais são transmitidos aos filhos de algumas gerações, como F1, F2, F3 etc. sem qualquer recombinação, eles são chamados de personagens vinculados e o fenômeno é denominado de vinculação.

Este é um desvio do princípio de Mendel de variedade independente.

A lei de Mendel de classificação independente é aplicável aos genes que estão situados em cromossomos separados. Quando genes para caracteres diferentes estão localizados no mesmo cromossomo, eles estão ligados uns aos outros e diz-se que estão ligados.

Eles são herdados juntos pela prole e não serão classificados de forma independente. Assim, a tendência de dois ou mais genes do mesmo cromossomo permanecerem juntos no processo de herança é chamada de ligação. Bateson e Punnet (1906), enquanto trabalhavam com ervilha-de-cheiro (Lathyrus odoratus), observaram que a cor da flor e a forma do pólen tendem a permanecer juntas e não se agrupam independentemente, de acordo com a lei de Mendel & # 8217 de classificação independente.

Quando duas variedades diferentes de ervilha-de-cheiro - uma com flores vermelhas e grão de pólen redondo e outra com flor azul e grão de pólen longo foram cruzadas, o F1 as plantas tinham flores azuis com pólen longo (caracteres longos azuis eram respectivamente dominantes sobre caracteres vermelhos e redondos). Quando estes híbridos azuis longos (heterozigotos) foram cruzados com indivíduos duplos recessivos vermelhos e redondos (homozigotos) (teste cruzado), eles falharam em produzir a proporção esperada de 1: 1: 1: 1 em F2 geração. Na verdade, eles produziram quatro combinações na proporção de 7: 1: 1: 7 (7 azuis longos: 1 redondo azul: 1 vermelho longo: 7 redondos vermelhos) (Fig. 5.6).

O resultado do teste cruzado acima indica claramente que as combinações parentais (azul, longo e vermelho, redondo) são sete vezes mais numerosas do que as combinações não parentais. Bateson e Punnet sugeriram que os genes (como B e L) vindos do mesmo pai (BBLL × bbll) tendem a entrar no mesmo gameta e ser herdados juntos (acoplamento). Da mesma forma, os genes (B e 1) provenientes de dois pais diferentes (como BBLL x bbll), tendem a entrar em gametas diferentes e a ser herdados separadamente e independentemente (repulsão).

Visão de Morgan sobre a ligação:

Morgan (1910), enquanto trabalhava em Drosophila afirmou que o acoplamento e a repulsão são dois aspectos da ligação. Ele definiu ligação como a tendência dos genes, presentes no mesmo cromossomo, de permanecer em sua combinação original e entrar juntos no mesmo gameta. '

Os genes localizados no mesmo cromossomo e sendo herdados juntos são conhecidos como genes ligados, e os caracteres controlados por eles são conhecidos como caracteres ligados. Sua frequência de recombinação é sempre inferior a 50%. Todos os genes localizados em um único cromossomo formam um grupo de ligação. O número total de grupos de ligação em um organismo corresponde ao número de pares de cromossomos. Por exemplo, existem 23 grupos de ligação no homem, 7 na ervilha-de-cheiro e 4 na Drosophila melanogaster.

Características da Teoria da Ligação:

Morgan e Castle formularam & # 8216The Chromosome Theory of Linkage & # 8217.

Possui as seguintes características salientes:

1. Os genes que mostram ligação estão situados no mesmo cromossomo.

2. Os genes são arranjados de forma linear no cromossomo, isto é, a ligação dos genes é linear.

3. A distância entre os genes ligados é inversamente proporcional à força da ligação. Os genes que estão localizados próximos mostram forte ligação, enquanto aqueles, que são amplamente separados, têm mais chance de se separarem por cruzamento (ligação fraca).

4. Os genes vinculados permanecem em sua combinação original durante o curso da herança.

5. Os genes ligados mostram dois tipos de arranjos no cromossomo. Se os alelos dominantes de dois ou mais pares de genes ligados estão presentes em um cromossomo e seus alelos recessivos de todos eles no outro homólogo (AB / ab), esse arranjo é conhecido como arranjo cis. No entanto, se o alelo dominante de um par e o alelo recessivo do segundo par estão presentes em um cromossomo e os alelos recessivos e dominantes no outro cromossomo de um par homólogo (Ab / aB), esse arranjo é chamado de arranjo trans (Fig. 5.7) .

Exemplos de ligação:

O milho é um bom exemplo de ligação. Hutchinson cruzou uma variedade de milho com sementes coloridas e cheias (CCSS) com uma variedade com sementes incolores e encolhidas (ccss). O gene C para cor é dominante sobre seu alelo c incolor e o gene S para semente inteira é dominante sobre seus alelos encolhidos. Todos os F1 as plantas produziram sementes coloridas e cheias. Mas em um teste cruzado, quando tal F1 as fêmeas (heterozigotas) são polinizadas cruzadamente com o pólen de uma planta com sementes incolores e encolhidas (duplamente recessivas), quatro tipos de sementes são produzidos (Fig. 5.8).

A partir do resultado acima referido, é claro que as combinações parentais são mais numerosas (96,4%) do que a nova combinação (3,6%). Isso indica claramente que os personagens parentais estão ligados entre si. Seus genes estão localizados no mesmo cromossomo e apenas em 3,6% dos indivíduos esses genes são separados por cruzamento. Este é um exemplo de ligação incompleta.

Morgan (1911) cruzou uma Drosophila de tipo selvagem comum com corpo cinza e asas longas (BB VV) com outra Drosophila (tipo mutante) com corpo preto e asas vestigiais (bbvv). Todos os híbridos em F1 geração são com corpos cinzentos e asas longas (BbVv), ou seja, fenotipicamente como o tipo selvagem de pais. Se agora um macho de F, a geração (Bb Vv) é cruzada de volta com uma fêmea dupla recessiva (cruzamento de teste) com corpo preto e asas vestigiais (bbvv), apenas combinações parentais são formadas em F2 geração sem o aparecimento de quaisquer novas combinações. Os resultados indicam que o caráter do corpo cinza é herdado junto com as asas longas.

Isso implica que esses genes estão ligados entre si. Da mesma forma, o caráter do corpo negro está associado à asa vestigial. Uma vez que apenas combinações parentais de caráter aparecem na prole de F2 geração e nenhuma combinação nova ou não parental aparece, isso mostra a ligação completa. A ligação completa é observada em machos de Drosophila.

Tipos de ligação:

Dependendo da presença ou ausência de novas combinações ou combinações não parentais, a ligação pode ser de dois tipos:

Se dois ou mais caracteres são herdados juntos e aparecem consistentemente em duas ou mais gerações em suas combinações originais ou parentais, isso é chamado de ligação completa. Esses genes não produzem combinações não parentais.

Os genes que mostram ligação completa estão localizados no mesmo cromossomo. Genes para corpo cinza e asas longas em machos de Drosophila mostram ligação completa.

(ii) Ligação incompleta:

A ligação incompleta é exibida por aqueles genes que produzem alguma porcentagem de combinações não parentais. Esses genes estão localizados distantemente no cromossomo. É devido à quebra acidental ou ocasional de segmentos cromossômicos durante o cruzamento.

Significado da ligação:

(i) A ligação desempenha um papel importante na determinação da natureza do escopo dos programas de hibridização e seleção.

(ii) A ligação reduz a chance de recombinação de genes e, portanto, ajuda a manter as características parentais juntas. Assim, ajuda o organismo a manter seu caráter parental, racial e outros. Por esta razão, os criadores de plantas e animais têm dificuldade em combinar vários caracteres.


Monitoramento e gestão

As moscas machos e fêmeas podem ser capturadas em armadilhas com substâncias fermentadas ou fermentadas. As armadilhas para monitorar o SWD podem ser facilmente feitas de copos plásticos ou outros recipientes. Vídeos sobre como armadilhas de construção foram produzidos pela NC State University e pela Oregon State University. Os testes de design de armadilhas e misturas de iscas estão em andamento, mas as armadilhas caseiras baratas são as mais comumente usadas. Inicialmente, as armadilhas de monitoramento eram iscadas com vinagre de maçã, mas foi demonstrado que as iscas de fermento e açúcar e outras iscas e iscas pegam as moscas antes do vinagre. Fermento e iscas de açúcar são feitas combinando 2 colheres de sopa de fermento e 4 colheres de sopa de açúcar e 32 onças de água para fazer uma pasta. Cartões pegajosos amarelos não aumentam necessariamente as capturas de armadilhas e podem dificultar a identificação do SWD. As armadilhas devem ser verificadas pelo menos uma vez por semana.

Armadilha SWD com isca de fermento e pasta de açúcar. Foto: Hannah Burrack [/ caption]

Os tratamentos para prevenir a infestação de SWD são recomendados para produtores comerciais, pois não há tolerância para SWD nas frutas comercializadas. O Consórcio de Frutas Pequenas da Região Sul produz Guias IPM atualizados anualmente que contêm recomendações apropriadas para a região. Consulte o pessoal de extensão local para recomendações atuais para sua área.


Alimentação e Agricultura

Na natureza, as moscas da fruta se alimentam de fermento, bactérias e matéria vegetal de frutas maduras ou em decomposição. No laboratório, Drosófila o meio geralmente consiste em uma base de fubá / fermento / ágar suplementado com vários carboidratos e conservantes (consulte http://flystocks.bio.indiana.edu/Fly_Work/media-recipes/media-recipes.htm para obter as variantes da receita). A firmeza do alimento pode ser ajustada com quantidades variáveis ​​de ágar, dependendo da saúde da cepa e do nível de atividade larval. Os ingredientes são tipicamente misturados com água, fervidos, despejados quentes em frascos ou garrafas e, em seguida, deixados esfriar para criar um tampão sólido de comida no fundo do recipiente. Alguns alimentos instantâneos disponíveis no mercado (com base em flocos de batata) são simplesmente misturados com água diretamente no frasco de cultura. As moscas adultas são transferidas para o recipiente (que é tampado com um tampão de algodão ou espuma), onde depositam os ovos na superfície dos alimentos. Quando os ovos eclodem e se transformam em larvas, as larvas se enterram no alimento e progridem através dos estágios de instar até estarem prontas para sofrer metamorfose. Como larvas de terceiro ínstar “errantes”, elas rastejam para fora da comida e se transformam em pupas ao longo da lateral do recipiente. Atualmente não existem métodos eficientes para congelar e recuperar moscas adultas ou larvas, então a abordagem típica para manter as linhas de moscas é a transferência contínua de moscas adultas para meios novos. Recomenda-se que as moscas sejam transferidas para um novo alimento com frequência (uma vez a cada 2-3 semanas) para evitar a contaminação bacteriana / mofada e o acúmulo de ácaros, no entanto, esse tempo é comumente estendido para cepas que não estão sendo ativamente usadas, mantendo-as a 18 °.


Informação sobre o autor

Afiliações

Departamento de Biologia Molecular, Celular e de Desenvolvimento, Universidade da Califórnia, Los Angeles, Califórnia 90095, EUA

Jiwon Shim, Tina Mukherjee e amp Utpal Banerjee

Instituto de Biologia Molecular, Universidade da Califórnia, Los Angeles, Califórnia 90095, EUA

Departamento de Química Biológica, Universidade da Califórnia, Los Angeles, Califórnia 90095, EUA

Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research, University of California, Los Angeles, California 90095, EUA


Informações de Apoio

S1 Data. Valores numéricos para figuras.

As guias fornecem os valores numéricos para as Figs 2, 3 e 4 e os arquivos de suporte S2, S4, S5, S6 e S7 Figs.

S2 Data. Contigs metagenômicos.

Contigs metagenômicos brutos derivados de Trinity [50], Trinity com dados normalizados e Oases [51] com dados normalizados são fornecidos no formato fasta. A maioria dos contigs provavelmente derivam de Drosófila e microbiota associada. Os contigs não são curados e provavelmente incluem conjuntos quiméricos. Como tal, não são adequados para apresentação ao Genbank e devem ser tratados com cuidado.

S3 Data. Alinhamentos de vírus.

Os alinhamentos de sequência de proteínas usados ​​para gerar as árvores apresentadas nas Figs 1 e S3 são fornecidos em formato nexo, juntamente com os comandos MrBayes usados ​​para realizar as análises.

S4 Data. Arquivos de árvore de vírus.

Árvores de máxima credibilidade de clado com suporte posterior bayesiano são fornecidas no formato BEAST nexus, adequado para exibição com FigTree.

S5 Data. Leituras derivadas de vírus em conjuntos de dados de RNA disponíveis publicamente.

O arquivo de texto separado por tabulação contém contagens de pequenos RNA derivados de vírus e leituras de RNA-seq de 9.656 conjuntos de dados de "execução" de sequenciamento disponíveis publicamente (baixados do European Nucleotide Archive em 9 de maio de 2015). Até 2 milhões de leituras (somente leitura direta, se emparelhadas) foram mapeadas para cada conjunto de dados. Conjuntos de dados sem leituras mapeáveis ​​foram excluídos.

S6 Data. Sequências semelhantes a vírus identificadas pela montagem de novo de leituras públicas.

Contigs semelhantes a vírus montados de novo a partir de disponíveis publicamente D. melanogaster Conjuntos de dados RNAseq (que não podem ser submetidos ao Genbank), incluindo Brandeis Virus, Berkeley Virus, uma sequência semelhante a Totivirus e várias sequências semelhantes a reovirus.

S7 Data. Alinhamentos de população e arquivos BEAST.

Alinhamentos e modelos BEAST como BEAST xml para as Figs 6 e S13.

S8 Data. Árvores de credibilidade máxima do clado.

Resumos posteriores da saída do BEAST para as Figs 6 e S7 (posteriores inferidos em conjunto em duas execuções independentes).

S9 Data. Análise e saída FUBAR.

Arquivos em lote e saída do comando FUBAR (HyPhy). Os alinhamentos foram aqueles fornecidos nos dados S7, e as árvores foram aquelas fornecidas nos dados S8.

S1 Fig. Fontes de leituras mapeáveis.

A proporção de RNAseq e pequeno (17-29nt) lê esse mapa para caracterizar D. melanogaster elementos transponíveis, Drosófila miRNAs, o restante do D. melanogaster genoma, Wolbachia e outras bactérias, os quatro vírus “clássicos” (DAV, DCV, DMelSV e Nora Virus), os novos vírus nomeados, outros vírus candidatos a BLAST e vírus candidatos a siRNA. As contagens excluem leituras não mapeadas e leituras mapeadas para Drosófila sequências ribossomais. EIKST refere-se aos pools metagenômicos ou suas misturas, "BGI" e "EG" indicam que o sequenciamento foi realizado pelo Beijing Genomics Institute ou Edinburgh Genomics (respectivamente), "HD" indica o uso de adaptadores de ligação de "Alta Definição" para sequenciamento de RNA pequeno , “RM” e “RZ” indicam o uso de depleção de rRNA por RiboMinus ou Ribo-Zero, e “DSN” indica normalização de nuclease de fita dupla. Os dados brutos de contagens são fornecidos na Tabela S1.

S2 Fig. Quantificação de vírus em pools metagenômicos por qRT-PCR.

Quantificação de RNA para DCV, DAV, Vírus Nora, DMelSV, Vírus Thika, Vírus Motts Mill, Vírus Torrey Pines, Vírus Newfield, Vírus Twyford, Vírus La Jolla e Vírus Craigie's Hill presentes em cada um dos cinco pools metagenômicos E, I, K, S e T, quantificados por qRT-PCR em relação ao Drosófila gene da proteína ribossomal RpL32. Observe que o DCV e o Twyford Virus foram detectados em um único pool. Barras de erro representam intervalos de credibilidade de 80% para médias, com base em duas ou três réplicas por amostra e assumindo as eficiências inferidas da série de diluição (Texto S2). A presença / ausência de vírus concorda bem com pequenos dados de RNA (S1 Fig), mas a quantificação de qRT-PCR pode não ser confiável, dada a alta diversidade de sequência nesses pools de vírus. Os dados brutos do CT são fornecidos nos dados S1.

S3 Fig. Árvores filogenéticas com suporte e números de acesso.

Árvores de máxima credibilidade de clado com raiz de ponto médio, mostrando a relação inferida entre o novo e o anteriormente conhecido Drosófila–Vírus associados (vermelho), vírus previamente publicados de outros táxons (preto) e sequências do Transcriptome Shotgun Assemblies (azul). O suporte posterior bayesiano é mostrado para nós de segunda ordem acima e onde o espaço permite, e a escala é dada em substituições de aminoácidos por local. Os identificadores de ácido nucleico ou proteína do Genbank são fornecidos após cada sequência. (A) Vírus Craigie's Hill e Nodavírus (B) Vírus Kilifi, Vírus Thika, DCV e Dicistrovírus (C) Vírus Bloomfield, Vírus Torrey Pines e Reovírus (D) Vírus Newfield, DAV e Permutotetravírus (E) Vírus Galbut e TSA sequências (F) Vírus La Jolla, Vírus Twyford e Iflavírus intimamente relacionado (G) Vírus Motts Mill, Sobemovírus e Polerovírus (H) Vírus Charvil e Flavivírus (I) Vírus Dansoman e vírus relacionados ao Vírus da Paralisia Crônica das Abelhas (J) Vírus Chaq e sequências TSA (K) Vírus Brandeis e Negevírus relacionados (L) Vírus Berkeley, DCV e uma seleção de sequências de Picornavirales (M) Partitivírus (N) Bunyavírus (O) Vírus Kallithea e Nudivírus (Observe que D. innubila Nudivirus [56] é excluído porque os locais relevantes não estão disponíveis). Os alinhamentos são fornecidos no S3 Data e as árvores de credibilidade máxima do clado são fornecidas no S4 Data.

S4 Fig. Repetibilidade de pequenas distribuições de tamanho de RNA e composição de base.

Os gráficos de barra mostram a distribuição de tamanho de pequenos RNAs (17–29 nt) para vírus selecionados (colunas) separados nas 14 bibliotecas de sequenciamento diferentes (linhas). Barras plotadas acima do x-eixo representa o mapeamento de leituras para a fita positiva e os abaixo representam o mapeamento de leituras para a fita negativa. As barras são coloridas de acordo com a proporção de leituras com cada base 5′ (A-green, C-blue, G-yellow, U-red). O número aproximado de leituras para cada vírus em cada pool é mostrado inserido, e apenas os vírus que tiveram & gt100 pequenas leituras de RNA nesse pool são mostrados. Os pares de linhas mostram réplicas técnicas e são marcados por pool metagenômico (E, I, K, S, T) ou mistura de pool. Para pools mistos (fundo azul), as leituras nas linhas inferiores foram sequenciadas pela Edinburgh Genomics após uma etapa de oxidação (para reduzir a representação de miRNA) e as linhas superiores por BGI sem uma etapa de oxidação. Para pools não misturados (fundo branco), as leituras nas linhas inferiores foram sequenciadas usando um protocolo de ligação de “Alta Definição” (ambos sem oxidação). Observe que o número relativo de leituras mais longas (23-27 nt) vistas em DCV, Nora Virus, Kilifi Virus e Thika Virus parece ser reduzido na presença de uma etapa de oxidação, assim como o número de leituras de miRNA de Kallithea. Os dados de contagem bruta para esta figura são fornecidos em S1 Data.

S5 Fig. Composição de base de RNA pequeno por posição.

Os gráficos de "logotipo de sequência" da Parte A mostram composição de base enviesada ao longo do comprimento de pequenos RNAs derivados de vírus, onde os tamanhos relativos das letras indicam a frequência de base entre as leituras naquela posição, e a altura total representa o conteúdo da informação (que quantifica o enviesamento de frequências iguais). Para cada vírus, apenas o comprimento de leitura mais comum é mostrado e as leituras são combinadas em todas as bibliotecas de sequenciamento. Observe que a maioria dos vírus mostra uma pequena tendência para A e U (representada como T) na base 5 ′, enquanto o vírus Twyford é tendenciosa para U nas posições 5 ′ e 3 ′. As leituras de 22 nt do vírus Kallithea DNA são dominadas pelo miRNA ATAGTTGTAGTGGCATTAATTG. Os gráficos de "logotipo de sequência" da Parte B mostram composição de base enviesada entre incompatibilidades de viRNA-genoma em viRNAs de 22 nt e 23 nt do vírus Twyford (KP714075), indicando que muitos dos resíduos 3′U são não modelados. Os dados de contagem bruta para esta figura são fornecidos em S1 Data.

S6 Fig. Tamanho pequeno de RNA e composição de base para vírus candidatos a siRNA.

Os gráficos de barra mostram a distribuição de tamanho de pequenos RNAs (17-29 nt) para aqueles loci candidatos a siRNA não nomeados que têm & gt80 pequenas leituras de RNA. Inset é o número total de pequenas leituras de RNA somadas em todas as bibliotecas. Barras plotadas acima do x-eixo representa o mapeamento de leituras para a fita positiva e as barras abaixo do x-eixo representa o mapeamento de leituras para a fita negativa. As barras são coloridas de acordo com a proporção de leituras com cada base 5′ (A-green, C-blue, G-yellow, U-red). Todos atingem o pico em 21 nt e mostram a composição de base 5 'esperada (um leve viés contra G), exceto para siRNA Candidato 14 (KP757950) que mostra o pico rico em U de 22-23 nt 5 ′ visto no vírus Twyford (KP714075) . Os dados de contagem são fornecidos em S1 Data.

S7 Fig. Pequena produção relativa de RNA.

Para quantificar as diferenças na taxa na qual pequenos RNAs são gerados a partir de vírus diferentes, calculamos a produção relativa de viRNA para cada um dos 16 vírus diferentes nos pools de sequenciamento metagenômico ST e EIK. As barras mostram a razão entre o número relativo de mapeamento de RNAs pequenos de 21-23 nt para cada vírus (normalizado pelo número de leituras do abundante Drosófila miRNA miR-34-5p), e o número de leituras de RNA-seq de vírus (em relação às leituras de RNAseq não virais, excluindo leituras de rRNA). As razões foram então normalizadas para a taxa mais baixa (vírus Kilifi na amostra EIK) para dar taxas relativas, de modo que 104 vezes mais viRNAs são derivados de DMelSV do que do vírus Kilifi. Onde os vírus estavam presentes em ambos os pools EIK e ST, a correlação entre os dois conjuntos de dados é alta (coeficiente de correlação de classificação & gt0,99), sugerindo que esta variação é repetível. Os dados normalizados são fornecidos em S1 Data.

S8 Fig. Distribuição de vírus em conjuntos de dados de RNA disponíveis publicamente.

A grade mostra a proporção de leituras de cada um dos 3.144 RNAseq disponíveis publicamente e pequenos conjuntos de dados de RNA de Drosófila e Drosófila cultura de células (eixo vertical) que mapeiam para vírus (eixo horizontal). Apenas conjuntos de dados que têm pelo menos um vírus presente em ≥100 leituras virais por milhão de leituras totais foram incluídos, e apenas vírus presentes em pelo menos um conjunto de dados em ≥100 leituras virais por milhão de leituras totais foram incluídos. Observe que diferentes partes dos vírus segmentados geralmente co-ocorrem dentro de conjuntos de dados, o que nos permitiu associar provisoriamente sequências candidatas a siRNA com sequências candidatas a BLAST (por exemplo, Nodavírus e vírus Bloomfield). Os vírus de DAV para Drosophila melanogaster Birnavírus foram relatados anteriormente, os outros são recentemente descritos aqui. As contagens são fornecidas nos dados S5.

S9 Fig. Distribuição de vírus amplamente utilizado Drosófila culturas de células.

Um único conjunto de dados RNAseq exemplar foi selecionado para cada um dos 26 amplamente utilizados Drosófila linhas de cultura de células e todas as leituras diretas foram mapeadas para vírus. Vinte e quatro dos conjuntos de dados foram retirados do sequenciamento de cultura de células ModEncode [82], e dois que não estavam disponíveis (OSS e Kc167) foram retirados dos conjuntos de dados SRR070269 e SRR500470. A escala de cores ilustra a fração de leituras de origem viral (leituras de vírus por milhão de leituras totais) e os vírus são classificados em ordem crescente de fração de leitura viral (de ML-DmD32 com & lt1% de leituras virais a ML-DmBG1-c1 com aproximadamente 50% das leituras virais). Observe que a população de vírus provavelmente difere entre diferentes subculturas e esses valores devem ser considerados apenas ilustrativos. As contagens são fornecidas nos dados S5.

S10 Fig. Prevalência de vírus por população.

Os gráficos mostram vírus e Wolbachia prevalência em D. melanogaster e D. simulanos para cada um dos 17 locais em que as moscas foram coletadas. Os valores são estimativas de máxima verossimilhança com 2 intervalos de log de verossimilhança e são plotados em uma escala de log. Onde nenhuma barra ou intervalo de confiança é fornecido, nenhuma mosca dessa espécie foi amostrada. Detalhes de localização e prevalência de população são fornecidos na Tabela S4.

S11 Fig. Taxas de infecção múltipla e coinfecção.

Painéis (A) e (B) mostram a porcentagem de D. melanogaster e D. simulanos carregando pelo menos um dos vírus pesquisados. Barras são estimativas de máxima verossimilhança com 2 intervalos de log de verossimilhança. Barras coloridas representam portadores de vírus DAV, DCV, Nora, DMelSV, Twyford, La Jolla, Kallithea, Dansoman, Torrey Pines, Craigie's Hill, Thika, Newfield, Bloomfield ou Motts Mill (mas excluindo os vírus candidatos a siRNA de alta prevalência) as barras cinza mostram o grande aumento na prevalência geral se os vírus candidatos a siRNA (vírus Galbut e vírus Chaq) forem incluídos. Barras ausentes indicam que a espécie hospedeira estava ausente do local de coleta (para detalhes de coleta e prevalência, consulte a Tabela S4). Os painéis (C) e (E) mostram a proporção de vírus livres e multiplamente infectados D. melanogaster quando o vírus Galbut e o vírus Chaq são excluídos (C) ou incluídos (E), enquanto (D) e (F) mostram os gráficos equivalentes para D. simulanos. Os painéis (C-F) são calculados usando apenas ensaios de mosca única (não em massa) e são médias entre as populações.

S12 Fig. Correlação entre Wolbachia e prevalência de vírus.

Cada gráfico mostra a correlação entre o vírus nomeado e Wolbachia na prevalência, nas populações amostradas. Inseridos estão os coeficientes de correlação de classificação e uma regressão linear simples (vírus

Wolbachia) para ilustração. A análise não leva em consideração qualquer autocorrelação espacial na prevalência e não corrige testes múltiplos. Os pontos são coloridos por localização (ver S10 e S11 Figs para cores) e plotados com 2 intervalos de log de verossimilhança. “Significância” nominal em p & lt 0,05 é mostrado com asteriscos. Os valores são fornecidos na Tabela S4.

S13 Fig. Propriedades evolutivas de Drosófila vírus.

Cada painel mostra estimativas de parâmetros de evolução viral para os onze vírus de RNA para os quais dados de sequência suficientes estavam disponíveis. Os painéis são (A) taxa de mutação, (B) data para o ancestral comum mais recente, (C) a amplitude de movimento entre as regiões geográficas (definidas como continentes e laboratório), (D) a taxa de comutação entre D. melanogaster e D. simulanos, e (E) as taxas relativas de sinônimos (dS) e não sinônimo (dN) substituição (dN-dS & gt 0 implica seleção positiva). For panels A–D points are the median of the posterior sample and 95% credibility intervals, panel E shows the median and range across codons. For all viruses except DAV and Nora Virus, a strong prior was placed on mutation rate (Panel A, grey box), and mutation rates and MRCA dates were inferred separately for each alignment block. The underlying BEAST XML files (including alignments and model specifications) are provided, along with the resulting mcc tree files and summaries of posterior distributions, in S7 Data and S8 Data. The underlying FUBAR batch files and per-site parameter estimates are provided in S9 Data.

S14 Fig. dN/dS in DAV and Nora Virus.

Point estimates of dN/dS are shown for each codon in open reading frames of DAV and Nora Virus (ratios of the posterior estimates, not the posterior estimates of the ratios). Bar colours illustrate posterior support that the site is constrained (blue for strong support that dN & lt dS) or positively selected (red for strong support that dN > dS) Positions coloured grey have little support for either positive selection or constraint. The dashed horizontal line indicates neutrality (dN = dS), so that bars higher than this are candidate sites for positive selection. The solid horizontal line shows the mean of the dN/dS estimates for that open reading frame. dN/dS estimates greater than 3 have been truncated to 3 for clarity. FUBAR batch files and parameter estimates are provided in S9 Data.

S1 Table. Sources of all metagenomic reads.

Counts of raw metagenomic reads mapping to Drosófila, bacteria, and viruses.

S2 Table. Detailed description of new viruses.

Detailed descriptions of BLAST-candidate virus fragments and named siRNA-candidate viruses.

S3 Table. Potential binding sites for Kallithea Virus miRNA.

Potential miRNA binding sites in D. melanogaster 3′ UTRs predicted by miRanda, and Gene Ontology enrichment analyses for genes with a miRanda score >150.

S4 Table. Survey collection details, locations, and virus prevalence.

Collection data (sample sizes, city, country, latitude and longitude, date) and virus prevalence for each species at each location (maximum likelihood estimate with 2 log-likelihood confidence intervals, all rounded to two significant figures).

S1 Text. Evidence for a micro-RNA in Kallithea Virus.

Output from the software package mirDeep [76] showing the proposed pre-miRNA hairpin, read numbers, and predicted folding pattern and energy. Reads are summed across all small-RNA libraries.

S2 Text. PCR and qPCR primers and conditions.


Gene Linkage & Chromosome Maps

Thomas Hunt Morgan studied fruit flies and found that in some crosses, expected outcomes weren't happening. Further experiments confirmed that alleles located on the same chromosome are inherited together.

*Mendel's dihybrid cross AaBb x AaBb would not have yielded a 9:3:3:1 ratio if he had chosen alleles located on the same chromosomes.

A common cross used to demonstrate linkage groups is the cross of a heterozygote wild type vestigial wings/ black body with a recessive mutant.

The cross would look like this

vg+ vg bl+ bl x vg vg bl bl

It may be easier at this point to use the older notation for letters, where the cross would look like AaBb x aabb

There are two possible arrangements for the heterozygote (AaBb) in the above cross.

If the dominant alleles are on different chromosomes (Ab) then it is called TRANS
If the dominant alleles AB are on the same chromosome, it is called a CIS arrangement

Cross produces: 50% wild type / 50 % mutant

If no crossing over has occurred, the outcome will always be 1:1, however this is not what Thomas Hunt Morgan observed.

Esperado Observado
Tipo selvagem 50 33
Mutante 50 33
Vestigial Wings, Wild 0 17
Wild, Black Body 0 17

Question: How would you explain these results?

Answer: The two offspring that did not look like either parent are called recombinants. They are a result of CROSS-OVER which occurred during meiosis, the alleles switch position.

Using this methodology, the chromosomes of the fruit fly were mapped. Each MAP UNIT represents how far apart the alleles are on the chromosome, the number is based on how often crossing over occurs.

Chromosome 2 on Drosophila Melanogaster (fruit fly)

Questões Práticas

1. A dumpy winged (dd) fruit fly with long aristae (AA) is crossed with a long winged (Dd) short aristae (aa). Show the cross and the phenotypic proportions.

2. A fruit fly with short legs (ll) and vestigial wings (ww) is crossed with one that is heterozygous for both traits. Assuming the dominant alleles are on separate chromosomes, show the cross and the expected phenotypic proportions.

3. In fruit flies, red eyes is a dominant allele located on the X chromosome. The recessive condition results in white eyes. The tan body trait is also X-linked and is dominant to yellow bodies. A female who is heterozygous both traits with the dominant alleles located on the same chromosome is crossed with a white eyed, yellow bodied male. Show the cross and the phenotypic proportions (Don't forget these traits are X-linked!)

In pea plants, flower color and pollen shape are located on the same chromosome. A plant with purple flowers and long pollen (AaBb) is crossed with one that is recessive for both traits (aabb).

The results are as follows:


a) Are the chromosomes of the AaBb parent in the cis or trans position? Sketch a punnett square showing the expected offspring.


Atividades

The following is a concise list of the genetics vocabulary and Drosófila notation used in this activity.

gene A unit of hereditary information consisting of DNA.

alelo One of the alternative forms of a gene.

fenótipo The traits of an organism that are expressed.

genótipo The genetic makeup of an organism.

homozigoto Having two identical alleles for a particular trait.

heterozigoto Having two different alleles for a particular trait.

dominant allele In a heterozygous condition, the allele that is expressed.

recessive allele In a heterozygous condition, the allele that is not expressed.

tipo selvagem An individual having the normal phenotype that is, the phenotype generally found in a natural population of organisms.

mutante An individual having a phenotype that differs from the normal phenotype.

  • Wild type is designated with a “+” for any allele.
  • Mutations are designated by a letter or letters related to the phenotype of the mutation.
  • Recessively inherited mutations are written in lowercase letters.
  • Dominantly inherited mutations are capitalized.
  • X-linked mutations are written as superscripts to X chromosomes (e.g., X w ). The Y chromosomes are also listed for males.
  • A written genotype lists the two alleles separated by a slash (e.g., +/vg).
  • genetic inheritance
  • biologia do desenvolvimento
  • human health problems (e.g., alcoholism)

  1. Have students open the student pages on their computers, or hand out hard copies.
  2. Project the image of the two wild-type flies (image “A”).
    • Have students read the text and answer the questions about the wild-type flies.
    • Lead a discussion about what they observed, then introduce the idea of fenótipo.
    • Congratulate any students who realized the flies are male and female. Tell them that the fly with the darker pigmentation at the tip of its abdomen is the male.
  3. Project image “B,” a wild-type fly paired with a vestigial mutant. (Don’t tell them the name of the mutant fly until they have made their observations.)
    • Have students compare the two flies and fill out the description columns in their table.
    • Tell students that the phenotype of this fly is “vestigial” because of its stubby wings, and let them record that.
  4. Repeat #3 with each of the remaining sets of flies.

NOTA: the final mutant fly, white eyes, is an easy phenotype to see, but the inheritance pattern (X-linked) is best used with advanced students. For an introductory lesson, you may wish to skip this fly.

  • Remind students that, with a dominant mutation, an individual can have two possible genotypes.
  • If you include the white-eyed fly, students will need to be introduced to the concept of sex-linked characteristics, and they must consider the genotype of both male and female flies.

For nearly 100 years, the fruit fly Drosophila melanogaster has played a pivotal role in genetics and molecular biology research. In this activity, we have selected fly mutants with easily seen variations and used them as a springboard to help students learn about phenotype, genotype, and genetic inheritance patterns.

Male and female wild-type flies
The male and female differ somewhat in appearance. One difference that can be easily seen in the photomicrographs is that the male has darker pigmentation at the tip of its abdomen. (Other differences are that the tip of the male’s abdomen is rounded while the female’s is pointed, and males have “sex combs,” areas of dark bristles on their front legs that females don’t have. But it’s difficult to see these differences in the images.)

Phenotype and genotype
Fenótipo, the physical trait, is determined by the genótipo, or genetic makeup of the organism. Single-gene traits are determined by two alleles, one of which is inherited from the mother and the other from the father. A phenotype is a description, whereas the genotype is, in this case, a pair of alleles where each allele may be the same (homozygous, e.g., +/+, vg / vg), or different (heterozygous, e.g., +/vg Cy/+).

Inheritance patterns
When two copies of the same allele are required to express a particular phenotype, we say that the inheritance pattern for that trait is recessivo. For example, the vestigial phenotype is recessively inherited. The genotype of a vestigial fly must be vg / vg. Other recessive mutants in this activity are eyeless and ebony. An example of a human trait that is likely inherited in a recessive fashion is that for widow’s peak (a person’s hairline coming to a point at the top of the forehead). When only one allele is required to express a trait, as is the case with the curly-winged mutation, its inheritance pattern is dominante. The genotype of a curly-winged fly could be Cy/+ or Cy/Cy. An example of a dominantly inherited trait in humans is that for achondroplasia, a form of dwarfism.

Genotype of a wild-type fly
When we observe a fly that is wild type in appearance, and we’re considering its genotype, we don’t really know if it’s homozygous or heterozygous for a recessive mutation. It may carry one allele that is wild type, for example, for body color, and one that is recessive, for example, the ebony allele. Because ebony is inherited recessively, we know that the wild-type fly must have at least one allele that is wild type for body color. We could discover its genotype by doing a genetic cross with a recessive homozygote, in this example, an ebony fly. This idea is covered in the activity Genetic Crosses.

X-linked mutations
The white-eyed mutation was the first fly mutation discovered. É um Ligado ao X, ou sex-linked, mutation. As in humans, flies that carry two X chromosomes are female, and flies that carry one X and one Y are male. In fruit flies, the Y chromosome is structurally different from the X chromosome, and it doesn’t carry genes that are complementary to those on the X, so any gene that is on the X in a male will be expressed, while the regular rules of dominant and recessive inheritance apply to female flies because they carry two X chromosomes. A white-eyed male must have the white mutation on its single X chromosome. In a female fly, the white mutation is inherited recessively, so two copies of the white mutation are necessary to produce a white-eyed female.

Supported by a Science Education Partnership Award (SEPA) from the National Center for Research Resources, National Institutes of Health, e as David and Lucile Packard Foundation.


Christine E. Gray, Ph.D.

Christine E. Gray, Ph.D., is a molecular geneticist with an interest in mechanisms of gene regulation and development. Much of her research involved the identification and initial characterization of a CTCF-like protein in both Aedes aegypti (the primary vector of both yellow fever and dengue fever) and Anopheles gambiae (the principal vector of malaria). CTCF is a well-known insulator binding protein in vertebrates, and its mosquito homologue may provide a useful means to increase the efficiency of the process used to make transgenic mosquitoes.

Transgenic mosquitoes are made for two key reasons: to learn more about key mosquito genes involved in the natural transmission of pathogens and to potentially create mosquito strains that are unable to transmit pathogens such as viruses, filarial worms and protozoans.

At St. Mary’s, Gray is working with an undergraduate MARC student to assess confirmed CTCF binding sites from Anopheles gambiae for insulator function in a cell culture assay. In a separate project, she is working with several undergraduates on a project to investigate the mechanism for a phenomenon known as cytoplasmic incompatibility (CI) in fruit flies (Drosophila). CI results when specific bacteria (Wolbachia) infect the tissues of insects. These bacteria are then passed very efficiently from mother to offspring, while uninfected females who mate with infected males are essentially sterile.

Gray hopes that greater understanding of this natural phenomenon might enable others to utilize Wolbachia as part of a strategy to reduce the ability of insect vectors of disease to transmit pathogens.

In 2015, she was recognized by the St. Mary’s University Alumni Association by receiving the Distinguished Faculty Award.


Assista o vídeo: Drosophila Gastrulation (Outubro 2022).