Drosophila Melanogaster

Drosophila melanogaster

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Mouche du vinaigre
 Vue dorsale de Drosophila melanogaster
Vue dorsale de Drosophila melanogaster
Classification classique
Règne Animalia
Embranchement Arthropoda
Sous-embr. Hexapoda
Classe Insecta
Sous-classe Pterygota
Infra-classe Neoptera
Ordre Diptera
Sous-ordre Brachycera
Infra-ordre Muscomorpha
Famille Drosophilidae
Sous-famille Drosophilinae
Genre Drosophila
Nom binominal
Drosophila melanogaster
Meigen, 1830

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Drosophila melanogaster, nom tiré du grec signifiant "amateur de rosée au ventre noir". Elle est encore appelée mouche du vinaigre.

C'est un insecte diptère (donc à une seule paire d'ailes). C'est l'espèce de drosophile qui est en général utilisée dans des expériences en génétique ; elle appartient aux plus importants organismes modèles. Dans la littérature biologique contemporaine, elle est souvent désignée tout simplement sous le nom de son genre, Drosophila (qui contient pourtant de nombreuses autres espèces).

Sommaire

Aspect physique

D. melanogaster mâle (à gauche) et femelle
Drosophila melanogaster
Œuf de D. melanogaster

Ces mouches sont de couleur brun jaunâtre, avec des anneaux transversaux noirs au travers de l'abdomen. Elles ont des yeux rouges vif. Elles présentent un dimorphisme sexuel : les femelles mesurent environ 3 à 4 millimètres de long ; les mâles sont un peu plus petits et la partie arrière de leur corps est plus foncée. Les antennes elles sont courtes et possèdent une extrémité plumeuse. De plus, cette mouche possède des ailes de taille réduite et chifonnée. Pour un néophyte qui essayerait de décrire la différence entre les sexes sous un microscope, le caractère distinctif le plus marquant est probablement l'amas de poils enourant l'anus et les parties génitales du mâle. Sur le site web Flybase (voir lien plus bas), l'on trouve des images concrètes à ce propos.

Cycle de vie

Le cycle de vie de Drosophila melanogaster dure environ deux semaines à 25 °C; le cycle prend deux fois plus de temps à 18 °C. Les femelles pondent environ 400 œufs (embryons) dans des fruits en putréfaction ou dans d'autres matériaux organiques. Les œufs ont une longueur d'environ 0,5 millimètres. La larve sort de l'oeuf après 24 h et croît durant cinq jours en muant deux fois, 24 et 48 h après l'éclosion. Au cours de leur croissance, elles se nourrissent des micro-organismes qui décomposent le fruit, ainsi que des sucres du fruit lui-même. Ensuite, les larves s'encapsulent dans la pupe et subissent une métamorphose qui dure cinq jours, suite à laquelle l'adulte émerge.

Les femelles s'accouplent environ 12 heures après être sorties de leur pupe. Elles stockent le sperme des mâles auxquels elles se sont accouplées pour pouvoir l'utiliser ultérieurement. Pour cette raison, les généticiens doivent capturer les mouches femelles avant leur premier rapport sexuel, c'est-à-dire une femelle vierge, et s'assurer qu'elles ne s'accouplent qu'avec le mâle précis requis par l'expérience. Selon le "red book" (livre rouge) de Michael Ashburner, les femelles inséminées peuvent être "re-virginisées" par incubation prolongée à -10 °C, ce qui tue le sperme.

Un cobaye exceptionnel en génétique

vue latérale

Drosophila melanogaster est l'un des organismes modèles les plus étudiés en recherche biologique, en particulier en génétique et en biologie du développement. Il y a plusieurs raisons pour cela :

  • Elles sont petites et faciles à élever en laboratoire
  • Leur cycle de génération est court (environ 2 semaines) et a une grande productivité (les femelles peuvent pondre jusqu'à 500 œufs en 10 jours)
  • Les larves matures ont des chromosomes géants dans les glandes salivaires.
  • Elles n'ont que 4 paires de chromosomes : 3 autosomiques, et 1 sexuel.
  • Les mâles n'effectuent pas de recombinaison, ce qui facilite les études génétiques.
  • Des techniques de transformation génétique sont disponibles depuis 1987.
  • Leur génome, qui est compact, a été séquencé en 1998.


Le génome des Drosophila

Chromosomes métaphasiques de Drosophila melanogaster observés au microscope optique après coloration au Giemsa. a est un mâle et b est une femelle.

Le génome des Drosophila contient 4 paires de chromosomes : une paire X/Y, et trois autosomes appelés 2, 3, et 4. Le quatrième chromosome est si minuscule qu'on l'omet souvent. Le génome contient environ 165 millions de bases et environ 13 000 gènes. Le génome a fini d'être séquencé en 2000 et mis en carte.

Similarité par rapport aux humains

D'un point de vue génétique, les êtres humains et les drosophiles sont similaires. Environ 61 % des gènes de maladies connues ont une correspondance reconnaissable avec le code génétique des drosophiles, et 50 % des protéines de cette mouche ont des analogues chez les mammifères. Drosophila est utilisée comme modèle génétique pour diverses maladies humaines dont la maladie de Parkinson et celle de Huntington.

vue antérieure

Déterminisme du sexe chez la drosophile

Le chromosome Y ne définit pas le sexe mâle chez la mouche comme chez l'être humain. C'est le rapport entre le nombre de gènes autosomaux déterminant le caractère mâle et le nombre de gènes femelles portés sur le ou les chromosomes X qui importe. Ainsi une mouche XY peut phénotypiquement être une femelle si la balance entre le nombre de gènes déterminant mâle et femelle penche en faveur du déterminisme femelle.

Déterminisme génétique du sexe

Nomenclature génétique

Le nom des gènes nommés d'après des allèles récessifs commence par une minuscule, celui des allèles dominants par une majuscule. Les gènes qui doivent leur nom à un dérivé de protéine commencent par une minuscule. Les gènes sont typiquement écrits en italiques. La convention d'écriture des génotypes est :

X/Y; 2nd/2nd; 3rd/3rd.2

Dans la communauté de la biologie moléculaire, les génticiens, travaillant sur des Drosophila sont connus pour leur système de nommage quelque peu fantaisiste des mutations découvertes. Comparés aux noms plus stricts (mais aussi plus pratiques : exemple "cdc4", "cdk4", etc.) chez les généticiens de la levure Saccharomyces cerevisiae, les drosophilistes donnent faveur à des noms tels que "cheap date" ("piètre rendez-vous") (une mutation aboutissant à une sensibilité accrue à l'intoxication à l'éthanol ou "snafu" (une mutation aboutissant à des anomalies anatomiques grotesques).

Développement et embryogénèse

Voir l'article principal : Embryogénèse des Drosophila

oogénèse de Drosophila melanogaster

Génétique du comportement et neuroscience

La vision chez les Drosophila

Paire d'images en stéréovision (relief) tels que les reçoivent un œil de mouche

Un œil composé de drosophile contient 800 unités de vision ou ommatidia, ce qui en fait l'un des plus développés parmi les insectes. Chaque ommatidium contient 8 cellules photoréceptrices (R1-8), des cellules de support, des cellules de pigment, et une cornée. Les drosophiles standard ont des cellules de pigment rougeâtre, qui servent à absorber l'excès de lumière bleue ce qui empêche l'éblouissement de la mouche par la lumière ambiante.

Fichier:Fly phototransduction1.jpg
Un schéma des intervenants de la transduction de signal dns un simple microvillus d'une cellule de photorécepteur de Drosophila.

Le vol des Drosophila

Les ailes d'une mouche peuvent battre jusqu'à 250 fois par seconde. Les mouches volent par des séquences directes de mouvement alternant avec de rapides rotations appelées saccades. Au cours de ces rotations, une mouche peut effectuer une rotation de 90 degrés en moins de 50 millisecondes.


Liens externes (en anglais)

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