Experiências de genética com Drosophila melanogaster Projeto ESQM/ITQB - 12º ano

Coelho, Martim nº21 ; Dores, Duarte nº6; Nisticó, Joana nº10; Sá, Filipa nº7

No âmbito da disciplina de Biologia da escola Escola Secundária da Quinta do Marquês, com o objetivo de consolidar a matéria dada relativamente a genética em Drosophila melanogaster, tivemos a oportunidade de, em colaboração com o ITQB NOVA e com a investigadora Fátima Cairrão (especializada em Biologia Molecular e do Desenvolvimento), realizar um pequeno estágio que visa pôr em prática a matéria adquirida face a este tema. O ITQB é um centro de investigação da Universidade Nova de Lisboa, localizado em Oeiras, e tem como foco a investigação científica e a formação avançada de química, ciências da vida e tecnologias associadas ao benefício da saúde humana e ambiental. 

A Drosophila melanogaster apresenta um ciclo de vida bastante curto e que dura, em média, 15 dias. Para que o ciclo esteja em condições favoráveis para se realizar, a temperatura deve ser 25ºC, sendo este um dos principais fatores que afeta o sucesso de cada ciclo. O tempo médio de vida das moscas varia entre 26 e 33 dias e apresentam algumas vantagens no avanço dos estudos de genética face a outros animais, como reduzidas dimensões, facilidade de distinção entre os dois sexos, ciclo de vida curto, elevada taxa de fecundidade, descendência numerosa, entre outros. As fêmeas depositam cerca de 100 ovos por dia, iniciando assim o ciclo de vida (figura 1): 

Fig.1 - Ciclo de vida da Drosophila melanogaster

1. A mosca passa por uma fase de ovo (embriogénese - cerca de 24 horas) e eclode, então, a primeira larva; 

2. Passado um dia, muda de cutícula e transforma-se numa larva de 2º fase; 

3. Após mais um dia, a larva muda novamente de cutícula e transforma-se numa 3º larva; 

4. Nos 3 dias consecutivos, a mosca segrega um cutícula espessa e forma uma espécie de casulo denominado pupa; 

5. Durante esta fase (cerca de 5 dias), ocorre metamorfose durante a qual se desenvolvem as estruturas do indivíduo adulto; 

6. Após a fase de pupa, eclode o indivíduo adulto, atingindo a maturidade sexual ao fim de 12 horas. 

O cariótipo da Drosophila melanogaster é constituído por 4 pares de cromossomas homólogos (2n=8): 3 autossomas e 1 heterossoma. 

A variabilidade genética diz respeito à diversidade de alelos (formas alternativas de um mesmo gene) presentes nas moscas. Os alelos podem ser dominantes ou recessivos, sendo os primeiros representados por letras maiúsculas, enquanto os segundos são representados por letras minúsculas. As características em estudo podem ainda ser consideradas de tipo selvagem ou mutantes, apresentando mutações: olhos vermelhos (selvagens): w+/wt (wild type); olhos brancos (mutantes): w; asas retas (selvagens): cy+; asas enroladas (mutantes): cy (curly type). Nesta experiência iremos realizar cruzamentos entre moscas fêmeas selvagens em ambas as características, e machos mutantes, apresentando olhos brancos e asas enroladas. 

Thomas Morgan dedicou-se ao estudo da transmissão de características na Drosophila melanogaster, realizando vários cruzamentos entre moscas com características diferentes e, a partir dos resultados experimentais obtidos, Morgan concluiu que o gene que determina a cor dos olhos da Drosophila melanogaster está localizado no cromossoma sexual  X, comprovando a teoria cromossómica da hereditariedade de que os genes ocupam posições específicas nos cromossomas e que estes se segregar de forma independente. 

Para a realização desta atividade experimental, podem ser realizados dois procedimentos diferentes no que diz respeito à forma de adormecer as moscas: gelo ou gás. 

Procedimento 1: 

1. Transferir as moscas fêmeas selvagens que estão num tubo de vidro com meio de cultura para Drosophilas melanogaster para um tubo de vidro sem meio de cultura, com a ajuda de em funil; 

2. Colocar o tubo de vidro com as moscas em gelo e adormece-las (4 a 5 minutos); 

3. Retirar o tubo do gelo, colocar as moscas numa lupa e, com o auxílio de um pincel, separar dez moscas fêmeas e colocá-las num tubo de vidro com meio de cultura; repetir este passo mais duas vezes, até termos 3 tubos de vidro com 10 Drosophilas melanogaster cada; 

5. Repetir o mesmo procedimento para os machos mutantes, e juntar 10 machos a cada tubo já com 10 fêmeas cada; 

6. Identificar cada tubo devidamente (número do grupo, data e cruzamento realizado); 

7. Esperar cerca de 15 dias e observar e registar o número de indivíduos da geração F1. 

Procedimento 2: 

1. Num tubo com várias Drosophilas melanogaster (machos mutantes e fêmeas selvagens), injeta-se um gás para adormecê-las (efeito dura cerca de 10 minutos e é instantâneo); 

2. Colocar as moscas adormecidas numa lupa e, com a ajuda de um pincel, separar os machos das fêmeas, atendendo às características que os distinguem (riscas dorsais mais afastadas nas fêmeas do que nos machos);  

3. Colocar 10 machos mutantes e 10 fêmeas selvagens num tubo de vidro sem meio de cultura; repetir este procedimento mais duas vezes, de modo a obtermos 3 tubos, cada um com 10 machos mutantes e 10 fêmeas selvagens; 

4. Repetir os passos 6 e 7 do procedimento anterior. 

Ao realizarmos esta experiência, encontramos algumas limitações que podem interferir com os resultados desejados e dificultar o procedimento, como deixar as moscas voar ou caírem, entre outros. 

A apreciação do grupo passa por aspetos bastantes positivos, vendo relevância destas atividades para compreendermos melhor a matéria estudada, podendo até ser um aspeto influenciador e decisivo para seguimento ou não de carreira profissional nesta área.