Mosca do vinagre

***Drosophila melanogaster*** é unha especie de díptero (mosca) da familia Drosophilidae. A especie recibe o nome en xeral de **mosca da froita** ou **mosca do vinagre**, que tamén reciben outras especies de *Drosophila*. Desde que Charles W. Woodworth propuxo o uso desta mosca como organismo modelo para realizar estudos científicos, *D. melanogaster* é amplamente utilizada na investigación biolóxica en estudos de xenética, fisioloxía, patoxénese microbiana e evolución. É un animal moi axeitado para este mester porque é fácil de coidar, ten só catro pares de cromosomas, reprodúcese rapidamente, e pon moitos ovos. O xenoma desta mosca foi totalmente secuenciado e moitos dos seus xenes teñen homólogos no xenoma humano. *D. melanogaster* é unha praga común nas casas, en restaurantes e outros lugares onde se serve comida.

As moscas que pertencen á familia Tephritidae tamén se poden chamar "moscas da froita", e orixinan pragas na froita de importancia económica (por exemplo, a especie *Ceratitis capitata*), e non hai que confundilas coas drosófilas.

## Aspecto físico 
miniatura|esquerda|Femia (esquerda) e machos (dereita) de *D. melanogaster*.

As moscas da froita de tipo silvestre ou salvaxe son amarelo-castañas, teñen ollos vermellos ladrillo e aneis negros transversais no abdome. Presentan dimorfismo sexual: as femias miden 2,5&nbsp;mm de longo e os machos son algo menores coa parte posterior máis escura. Os machos distínguense doadamente das femias polas súas diferenzas de cor, cunha mancha negra distintiva no abdome, menos evidente en moscas novas (ver figura), e polos peites sexuais (que son unha ringleira de pelos escuros no tarso da primeira pata). Ademais, os machos teñen un grupo de pelos espiñentos (para agarrar) que rodean as súas partes xenitais utilizadas para agarrarse ás femias durante o apareamento.

## Ciclo de vida e reprodución 
miniatura|esquerda|Ovos de *D. melanogaster*.

A duración da vida de *D. melanogaster* é duns 30 días a 29&nbsp;°C, pero rexistráronse duracións de ata 3 meses.

O período de desenvolvemento de *D. melanogaster* varía coa temperatura, como ocorre con moitas especies ectotérmicas. Os tempos de desenvolvemento máis curtos (de ovo a adulto), de 7 días, teñen lugar a 28&nbsp;°C. Os tempos de desenvolvemento increméntanse a temperaturas máis altas (11 días a 30&nbsp;°C) debido ao estrés pola calor. En condicións ideais, o tempo de desenvolvemento a 25&nbsp;°C é de 8,5 días, mentres que a 18&nbsp;°C tarda 19 días e as moscas que emerxen dos ovos son máis pequenas. As femias poñen uns 400 ovos (embrións), uns cinco de cada vez, en froita podre ou outros materiais axeitados como cogomelos en descomposición e fluxos de zume elaborado. Os ovos, que miden uns 0,5&nbsp;mm, eclosionan en de 12 a 15 horas (a 25&nbsp;°C). As femias presentan uns grupos de neuronas específicos que afectan ao comportamento de copulación e a elección de parella. Un deses grupos situado no cordón nervioso abdominal permite que a femia deteña os movementos do seu corpo para poder copular. A activación destas neuronas induce que a femia cese de moverse e que se oriente cara ao macho para permitirlle que a monte. Se o grupo neuronal é inactivado, a femia permanece en movemento e non copula. Este grupo neuronal pode ser activado por varios sinais químicos, como as feromonas do macho. Os machos realizan unha secuencia de cinco patróns de comportamento para cortexaren as femias. Primeiro, os machos oriéntanse mentres producen un son ou "canción" de cortexo estendendo horizontalmente as ás e facéndoas vibrar. Pouco despois, o macho sitúase na parte posterior do abdome da femia nunha postura baixa para dar golpiños e lamber os xenitais da femia. Finalmente, o macho dobra o seu abdome e intenta a copulación. As femias poden rexeitar aos machos apartándose deles, pateándoos e extrudindo o seu ovipositor. A copulación dura de 15 a 20 minutos, durante os cales os machos transfiren á femia uns cantos centos de espermatozoides moi longos (de 1,76&nbsp;mm) no fluído seminal. As femias almacenan o esperma nun receptáculo tubular e en dúas espermatecas con forma de fungo, onde os espermas de moitos apareamentos compiten por realizar a fertilización. Crese que hai unha precedencia ou prioridade do último macho, pola cal o último macho en aparearse coas femias procrea aproximadamente o 80% da descendencia da femia. Esta precedencia ocorre polos mecanismos chamados desprazamento e incapacitación. O desprazamento atribúese ao manexo do esperma pola femia a medida que se producen os diversos apareamentos e é máis significativo durante os primeiros 1 ou 2 días despois da copulación. O desprazamento desde o receptáculo seminal é máis significativo que o desprazamento desde a espermateca.

Ademais, os machos con experiencias sexuais previas modifican a súa danza de cortexo cando intentan aparearse con novas femias, e os machos experimentados dedican menos tempo a cortexar, e, polo tanto, teñen menores latencias de apareamento, o que significa que poden reproducirse máis rapidamente. Esta diminución da latencia de apareamento orixina unha maior eficacia de apareamento para os machos experimentados en relación cos machos virxes. Esta modificación tamén parece ter vantaxes evolutivas obvias, xa que o incremento da eficacia do apareamento é moi importante na selección natural.

## Historia do seu uso en análises xenéticas 
miniatura|esquerda|Cultivos de laboratorio de drosófilas.

*Drosophila melanogaster* foi un dos primeiros organismos utilizados para a análise xenética, e hoxe é un dos máis utilizados e mellor coñecidos xeneticamente entre os eucariotas. Todos os organismos utilizan sistemas xenéticos comúns; polo tanto, procesos xerais como a transcrición e a replicación do ADN na mosca da froita axudan a comprender estes procesos noutros eucariotas, incluíndo os humanos.

Considérase que Charles W. Woodworth foi o primeiro en criar as *Drosophila* en suficientes cantidades como para suxerir a W. E. Castle que poderían utilizarse para a investigación xenética durante o seu período na Universidade Harvard.

Thomas Hunt Morgan empezou a utilizar as moscas da froita de forma xeneralizada en estudos experimentais da herdanza na Universidade de Columbia en 1910. O seu laboratorio empezou a coñecerse como o Cuarto das Moscas, situado nun último piso. Este cuarto estaba ocupado por oito mesas, nas que estaban os estudantes facendo os seus experimentos. No Cuarto das Moscas realizáronse algúns dos experimentos máis importantes da historia da bioloxía. Morgan e os seus estudantes finalmente esclareceron moitos principios básicos da herdanza, como a herdanza ligada ao sexo, a epistase, o alelismo múltiple, o ligamento xenético e o mapado de xenes.

### Marcadores xenéticos 
Os marcadores xenéticos utilízanse comunmente na investigación en *Drosophila*, por exemplo en cromosomas balanceadores ou insercións de elementos P, e a maioría dos fenotipos son doadamente identificables a simple vista ou co microscopio. Na lista de exemplos de marcadores comúns de máis abaixo, o símbolo do alelo (en inglés) vai seguido polo nome dos xenes afectados e a descrición do seu fenotipo. *(Nota: Os alelos recesivos escríbense en minúscula, mentres que os alelos dominantes van en maiúscula.)*
* Cy1: Curly; As ás cúrvanse separándose do corpo, e o voo pode quedar algo alterado.
* e1: ebony; Corpo e ás negras (os heterocigotos son visiblemente máis escuros que o tipo salvaxe).
* Sb1: Stubble; Os pelos son máis curtos e máis grosos có tipo salvaxe.
* w1: white; Ollos sen pigmentación visual de cor branca.
* y1: yellow; Pigmentación do corpo e ás amarela. Este é o análogo nas moscas do albinismo.

Os xenes de *Drosophila* denomínanse tradicionalmente polo fenotipo que causan cando están mutados. Por exemplo, a ausencia dun determinado xene en *Drosophila* orixinará un embrión mutante que non desenvolve o corazón. Os científicos chamáronlle *tinman* (*home de folla de lata*, polo personaxe do Mago de Oz, que non tiña corazón). Este sistema de nomenclatura comprende un maior número de nomes de xenes que noutros organismos.

## Xenoma 
[[Ficheiro:Drosophila-chromosome-diagram.jpg|miniatura|dereita|400px|Cromosomas de *D. melanogaster* a escala segundo o seu tamaño en megapares de bases orientados como nas bases de datos do National Center for Biotechnology Information. As distancias en centimorgan son aproximadas e estimadas desde as localizacións dos loci mapados seleccionados.]]

O xenoma de *D. melanogaster* (secuenciado en 2000, e conservado na base de datos FlyBase e contén aproximadamente 15.682 xenes segundo a edición 73 de Ensembl. Máis do 60% deste xenoma parece ser ADN que non codifica proteínas funcionais implicado no control da expresión xenética. A determinación do sexo en *Drosophila* ten lugar pola proporción X:A entre os cromosomas X e os autosomas, e non pola presenza dun cromosoma Y como na determinación do sexo en humanos. Aínda que o cromosoma Y de drosófila é enteiramente heterocromático, contén polo menos 16 xenes, moitos dos cales crese que teñen funcións relacionadas co macho.

### Semellanza cos humanos 
Un 75% dos xenes humanos coñecidos relacionados con doenzas teñen un xene correspondente no xenoma da mosca da froita, e o 50% das secuencias das proteínas desta mosca teñen homólogos nos mamíferos. Pódese utilizar a base de datos Homophila para procurar homólogos na mosca de xenes humanos causantes de enfermidades e viceversa. *Drosophila* utilízase como modelo xenético para varias enfermidades humanas como en trastornos neurodexenerativos como as enfermidades de Parkinson, Huntington, ataxia espiñocerebelosa e enfermidade de Alzheimer. Tamén se utiliza esta mosca para estudar os mecanismos que subxacen no envellecemento e estrés oxidativo, inmunidade, diabetes, e cancro, e o abuso de drogas.

## Desenvolvemento 
A embrioxénese de *Drosophila* foi exhaustivamente estudada, xa que polo seu pequeno tamaño, curto tempo de xeración, e numerosa descendencia fai que sexa ideal para estudos xenéticos e embriolóxicos. Tamén ten a característica única entre os organismos modelo de que a segmentación do ovo ocorre nun sincitio.
[esquerda|miniatura|[Ovoxénese de *Drosophila melanogaster*. Na imaxe células foliculares que cobren o ovocito, e células coidadoras (*nurse cells*).]]
Durante a ovoxénese, unhas pontes citoplasmáticas chamadas "canles de anel" conectan o ovocito en formación a células coidadoras. Os nutrientes e as moléculas que controlan o desenvolvemento móvense desde ditas células ao interior do ovocito. Na figura da esquerda, o ovocito en formación está cuberto de células foliculares de sustentación.

Despois da fertilización do ovocito o embrión temperán (ou embrión sincicial) sofre unha rápida replicación do ADN e prodúcense 13 divisións nucleares ata que se acumulan aproximadamente de 5000 a 6000 núcleos no citoplasma común indiviso do embrión. Ao final da 8ª división a maioría dos núcleos migraron á superficie, rodeando o saco de xema (deixando atrás só uns poucos núcleos, os cales se converterán en núcleos da xema). Despois da 10ª división fórmanse as células polares no extremo posterior do embrión, segregando a liña xerminal do sincitio. Finalmente, despois da 13ª división as membranas celulares invaxínanse lentamente, dividindo o sincitio en células somáticas individualizadas. Unha vez que se completa este proceso comeza a gastrulación.

A división nuclear no embrión temperán de *Drosophila* ocorre tan rapidamente que non hai verdadeiros puntos de comprobación, polo que poden ocorrer erros na división do ADN. Para solucionar este problema, os núcleos nos que se cometeu algún erro sepáranse dos seus centrosomas e caen ao centro do embrión (o saco da xema), o cal non formará parte da mosca.

A rede de xenes (transcricional e de interacción de proteínas) que dirixe o desenvolvemento temperán do embrión da mosca da froita é unha das mellor coñecidas actualmente, especialmente os patróns ao longo dos eixes anteroposterior (AP) e dorsoventral (DV).

A presenza ou ausencia das proteínas funcionais Sex-lethal afectan á transcrición doutra proteína chamada Doublesex. En ausencia de Sex-lethal, Doublesex carecerá do seu 4º exón e será traducida ata incluír o 6º exón (DSX-M[acho]), mentres que en presenza de Sex-lethal o mencionado 4º exón será incluído; este exón codifica un codón de parada e producirá unha versión truncada da proteína (DSX-F[emia]). DSX-F causa a transcrición das proteínas Yolk 1 e 2 nas células somáticas, as cales son bombeadas ao interior do ovocito.

## Inmunidade 
A diferenza dos mamíferos, a drosófila só ten inmunidade innata e carece de resposta inmunitaria adaptativa. O sistema inmunitario de *D. melanogaster* pode realizar dúas respostas: humoral e mediada por células. A primeira é unha resposta sistémica mediada por medio do xene Toll e a vía imd, que son sistemas paralelos para detectar microbios. A vía Toll en drosófila é homóloga ás vías de tipo Toll dos mamíferos. A proteína Spatzle é un ligando da vía Toll das moscas, que se produce en resposta a bacterias grampositivas, parasitos, e infeccións fúnxicas. Despois da infección, a proteína precursora pro-Spatzle é clivada pola protease SPE (encima procesador de Spatzle) e orixina a Spatzle activa, a cal despois se une ao receptor Toll localizado na superficie celular (no corpo graxo e hemocitos) e dimerízase para activar as vías de sinalización NF-κB de *augas abaixo*. Por outra parte, a vía imd desencadéase pola presenza de bacterias Gram-negativaa por medio de receptores de superficie (PGRP-LR) e solubles (LC). *D. melanogaster* ten un "corpo graxo" que se cre que é o homólogo do fígado humano, e é o principal órgano secretor e produce péptidos antimicrobianos. Estes péptidos segréganse á hemolinfa e únense ás bacterias infecciosas, matándoas ao formarlles poros na súa parede celular. Ademais do corpo graxo, os hemocitos, que son as células sanguíneas de drosófila, son os homólogos dos monocitos/macrófagos de mamíferos, e teñen un papel significativo nas respostas inmunes. En resposta aos desafíos inmunitarios, os hemocitos poden segregar citocinas, por exemplo Spatzle, para activar vías de sinalización *augas abaixo* no corpo graxo. Porén, o mecanismo aínda non está aclarado.

## Xenética do comportamento e neurociencia 
En 1971, Ron Konopka e Seymour Benzer publicou o artigo "Clock mutants of *Drosophila melanogaster*", no cal describía as primeiras mutacións coñecidas que afectaban ao comportamento dun animal. As moscas de tipo salvaxe mostraban un ritmo de actividade cunha frecuencia de aproximadamente 24 horas. Atoparon que os mutantes con ritmos máis rápidos e máis lentos e tamén as moscas cos seus ritmos alterados que se moven e descansan en arranques repentinos aleatorios. O traballo realizado nos seguintes 30 anos mostra que estas mutacións (e outras) afectan a un grupo de xenes e aos seus produtos que participan nun reloxo biolóxico ou bioquímico. Este reloxo encóntrase nunha ampla gama de células de mosca, pero as células que levan este reloxo que controlan a actividade son varias ducias de neuronas do cerebro central da mosca.

Desde entón, Benzer e outros illaron os xenes implicados na visión, olfacto, audición, aprendizaxe/memoria, cortexo, dor e outros procesos, como a lonxevidade.

Os primeiros mutantes da memoria e aprendizaxe (*dunce*, *rutabaga* etc.) foron illados por William Quinn mentres estaba no laboratorio de Benzer, e codificaban compoñentes dunha vía de sinalización celular na que interviña o AMP cíclico, a proteína quinase A e un factor de transcrición chamado CREB. Estas moléculas están tamén implicadas na plasticidade sináptica no molusco *Aplysia* e en mamíferos.

As moscas macho interpretan unha "canción" para as femias durante o cortexo usando as súas ás para xerar o son, e algunhas características xenéticas do comportamento sexual xa foron caracterizadas. En particular, o xene fruitless ten varias formas de splicing, e as moscas macho que expresan formas de splicing que serían propias das femias teñen un comportamento similar ao das femias e viceversa. As canles TRP nompC, nanchung, e inactive exprésanse en neuronas do órgano de Johnston sensitivo e participan na transdución do son.

Ademais, *Drosophila* foi utilizada en investigacións neurofarmacolóxicas, como estudos sobre o consumo de cocaína e alcohol.

## Visión 
miniatura|300px|Imaxes en 3D do ollo da mosca.

O ollo composto da mosca da froita contén 760 ollos unitarios ou omatidios, e son uns dos máis avanzados entre os insectos. Cada omatidio contén 8 células fotorreceptoras (R1-8), células de apoio, células pigmentarias, e unha córnea. As moscas de tipo salvaxe teñen células pigmentarias avermelladas, que serven para absorber o exceso de luz azul para que a mosca non quede cegada pola luz ambiental.

Cada célula fotorreceptora consta de dúas seccións principais, o corpo celular e o rabdómero. O corpo celular contén o núcleo celular e o rabdómero, de 100 μm de longo, está feito de membranas amoreadas que semellan un cepillo de dentes chamadas microvilosidades. Cada microvilosidade mide 1 ou 2 μm de longo e ~60 nm de diámetro. A membrana do rabdómero está ateigada de moléculas de rodopsina, uns 100 millóns, que é a proteína visual que absorbe a luz. O resto das proteínas visuais están tamén apertadamente empaquetadas no espazo das microvilosidades, deixando moi pouco espazo para o citoplasma.

Os fotorreceptores de *Drosophila* expresan varias isoformas da rodopsina. As células fotorreceptoras R1-R6 expresan a rodopsina 1 (Rh1), que absorbe a luz azul (de 480&nbsp;nm). As células R7 e R8 poden expresar ou ben unha combinación de Rh3 e Rh4, que absorben a luz ultravioleta (de 345&nbsp;nm e 375&nbsp;nm), ou ben de Rh5 e Rh6, que absorben a luz azul (de 437&nbsp;nm) e verde (de 508&nbsp;nm), respectivamente. Cada molécula de rodopsina consta dunha proteína opsina unida covalentemente a un cromóforo carotenoide chamado 11-cis-3-hidroxirretinal.

Igual ca na visión dos vertebrados, a transdución visual en invertebrados ten lugar por medio dunha vía acoplada á proteína G. Porén, en vertebrados a proteína G empregada é a transducina, mentres que en invertebrados é a Gq (dgq en *Drosophila*). Cando a rodopsina (Rh) absorbe un fotón de luz, o seu cromóforo, o 11-cis-3-hidroxirretinal, é isomerizado a todo-trans-3-hidroxirretinal. A rodopsina sofre un cambio conformacional pasando á súa forma activa, a metarrodopsina. A metarrodopsina activa a Gq, a cal á súa vez activa unha fosfolipase Cβ (PLCβ) chamada NorpA.

PLCβ hidroliza o fosfatidilinositol (4,5)-bisfosfato (PIP2), que é un fosfolípido que se encontra na membrana plasmática, orixinando inositol trisfosfato (IP3) soluble e diacilglicerol (DAG), que permanece na membrana. O DAG (ou un derivado do DAG) causa que se abra un canle iónica selectiva para o calcio chamado TRP (potencial receptor transitorio) e o calcio e o sodio flúen ao interior da célula. O IP3 crese que se une ao receptores do IP3 nas cisternas subrabdoméricas, que son unha extensión do retículo endoplasmático, e causan a liberación de calcio, pero este proceso non parece ser esencial para unha visión normal.

O TRP, a InaC, e a PLC forman un complexo de sinalización ao unirse a unha proteína armazón chamada InaD. A InaD contén cinco dominios de unión (dominios PDZ), que se unen especificamente ao C-terminal das proteínas diana. A alteración deste complexo por mutacións nos dominios PDZ ou nas proteínas diana reduce a eficiencia da sinalización. Por exemplo, a alteración da interacción entre a InaC, a proteína quinase C, e a InaD orixina un atraso na inactivación da resposta á luz.

A diferenza da metarrodopsina de vertebrados, a metarrodopsina de invertebrados pode converterse de novo en rodopsina ao absorber un fotón de luz laranxa (de 580&nbsp;nm).

Aproximadamente 2/3 do cerebro de *Drosophila* están dedicados ao procesamento visual. Aínda que a resolución espacial da súa visión é significativamente peor cá humana, a súa resolución temporal é aproximadamente dez veces mellor.

## Voo 
As ás dunha mosca poden bater ata 220 veces por segundo. As moscas voan seguindo secuencias de movemento en liña recta intercaladas con rápidos xiros. Durante estes xiros unha mosca pode rotar 90 graos en menos de 50 milisegundos.

Pensábase antes que as características do voo de drosófila estaban dominadas pola viscosidade do aire, en vez de pola inercia do corpo da mosca. Esta idea foi posta en dúbida polas investigacións realizadas no laboratorio de Michael Dickinson, que indicaban que as moscas realizaban xiros, nos que a mosca acelera, frea mentres xira, e acelera outra vez ao final do xiro, o que suxire que a inercia é a forza dominante, igual que no caso dos animais voadores grandes. Porén, os traballos seguintes indicaron que aínda que os efectos viscosos sobre o corpo do insecto durante o voo poden ser desprezables, as forzas aerodinámicas nas ás son as que en realidade fan que os xiros da mosca da froita sexan diminuídos pola viscosidade do aire.

## Como praga 
*Drosophila* é xeralmente considerada unha praga ou polo menos unha molestia debido á súa tendencia a infestar casas e establecementos nos que hai froitas; as moscas poden concentrarse en casas, restaurantes, almacéns e outros lugares. A eliminación dunha infestación pode ser difícil, xa que as larvas poden seguir eclosionando nas froitas almacenadas mesmo se a poboación adulta foi xa eliminada.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Bibliografía 
* 
* 
* 
* 
* 

### Ligazóns externas 
* Introdución simple e rápida a *Drosophila melanogaster*
* FlyBase — Base de datos de xenes e xenoma de Drosophila 
* páxina do NCBI sobre *Drosophila melanogaster*
* The WWW Virtual Library: *Drosophila*
* The Berkeley *Drosophila* Genome Project
* FlyMove 
* Annual Drosophila Research Conference
* A mosca interactiva — Unha guía dos xenes de *Drosophila* e os seus papeis no desenvolvemento
* Nomenclatura de *Drosophila* — os nomes dos xenes
* Desenvolvemento de Drosophila
* Medida do comportamento de cortexo de Drosophila melanogaster
* Mantemento dun laboratorio de Drosophila: Procedementos xerais
* Transcript In Situ Hybridization of Whole-Mount Embryos for Phenotype Analysis of RNAi-Treated Drosophila
* Injection of dsRNA into Drosophila Embryos for RNA Interference (RNAi)
* Vista do xenoma da mosca da froita en Ensembl