تويت
ذبابه خل
Drosophila melanogaster - Drosophila melanogaster
ذبابة الخل
ذبابة الخل Drosophila melanogaster حشرة صغيرة الحجم تنتمي إلى فصيلة Drosophilidae ورتبة الحشرات ثنائية الجناح Diptera، تستعمل في البحوث الوراثية منذ ما ينوف على قرن. وقد كان توماس هنت مورغن Thomas Hunt Morgan أول من استخدمها في هذه البحوث في مطلع القرن العشرين في جامعة كولومبيا الأمريكية، ولا تزال تستخدم حتى اليوم على نطاق واسع جداً.
تشاهد الحشرة قرب الثمار الناضجة والفاسدة بأعداد كبيرة. وتتغذى الحشرات الكاملة ويرقاتها على الخمائر yeasts والبكتريا (الجراثيم) الموجودة على الثمار المتعفنة.
تتوقف فترة حياة الحشرة على الشروط البيئية. ويمكن أن يكون متوسط عمرها نحو 26 يوماً للأنثى و33 يوماً للذكر في المختبر، وينقص هذا العمر إلى نحو 12 يوماً في حالات اكتظاظ الحشرات. وتؤثر درجات الحرارة على معدلات التطور، ففي درجة حرارة الغرفة 25 ْم تكون الفترة بين البيضة والحشرة البالغة 10 أيام وتزداد إلى 12 يوماً تحت درجة حرارة 20 ْم، ويمكن أن تصل إلى 90 يوماً تحت درجة حرارة 15 ْم. ويمر تطور الحشرة في أربع مراحل هي البيضة ثم ثلاثة أطوار من اليرقة Larva إلى العذراء Pupa وأخيراً الحشرة البالغة (الشكل -1).
تمتلك نوى خلايا ذبابة الخل أربعة أشفاع من الصبغيات، ثلاث منها جسمية autosomes وواحد من الصبغيات الجنسية (Sex Chromosomes XX في الأنثى وXY في الذكر). وقد استخدمت الحشرة على نطاق واسع في دراسة الطفرات الوراثية mutations، ووصف مورغن 61 طفرة في كتابه «وراثة الدروزوفيلا» The Genetics of Drosophila عام 1925، وازداد هذا العدد كثيراً بعد ذلك. وإن استخدام هذا العالم للحشرة في أبحاثه مكّنته منذ عام 1909، من وضع أسس اكتشاف الارتباط بالجنس sex linkage. كما استخدمت بعد ذلك في تحديد الخرائط الوراثية للصبغيات chromosome maps. وقد اكتمل تحديد المواقع الوراثية وبالتالي تحديد جينوم الحشرة بدقة بالغة عام 2000. وتُستخدم حشرات طافرة ذات عيوب في مواقع من آلاف المورثات لدراسة المواضيع المتعلقة بوراثة الحشرة وتطورها وسلوكها، وأمور أخرى.
الصبغيات العملاقة
تنتشر الصبغيات العملاقة giant (البوليتينية polytene) في الغدد اللعابية salivary glands ليرقات عدد من أنواع الحشرات ثنائية الأجنحة ومنها الدروزوفيلا. وقد اكتشفت أول مرة عام 1881، وبدأ التعرف على أهميتها في الدراسات الوراثية بدءاً من عام 1933.
يميل صبغييا كل شفع إلى التقارب الشديد ضمن النواة، وهذا التقارب كبير للغاية في الغدد اللعابية ليرقات ذبابة الخل بحيث يكاد يبدو الزوجان الصبغيان ملتحمين معاً، وتكون هذه الصبغيات أطول بنحو 100 مرة عما هي عليه في الخلايا الجسمية somatic cells الأخرى.
يبتدئ تكون الصبغيات المذكورة بشكلٍ عادي إلا أن عدداً من تضاعفات الدنا DNA يتكرر دون حدوث أي انقسام للخلية، فينتج عن ذلك تضخم الصبغيات بشكل واضح (الشكل -2)، ويمكن أن يتكرر التضاعف المذكور 10 مرات أو أكثر، مما يؤدي إلى احتواء الخلية الواحدة على كمية من الدنا تفوق محتوى الخلايا الأخرى بـ 1024 مرة أو أكثر، ويمكن بالتالي التعرف عليها بسهولة باستخدام تكبير صغير (450 مرة) من المجهر العادي.
يلاحظ على كل من الصبغيات العملاقة مناطق (أشرطة bands) قاتمة وأخرى فاتحة (الشكل -3)، وتوجد المورثات في هذه الأشرطة. ويعتقد أن هذه الصبغيات تساعد على تحقيق نمو أسرع لليرقة وعلى تكوين الغلاف المحيط بالعذارى. وبسبب هذه الظاهرة فإن خلايا الغدد اللعابية تحتوي على عدة نسخ من كل مورثة بدلاً من قرينين (ألليلين alleles)، كما هي الحال في الخلايا العادية.
أسباب استخدام ذبابة الخل
1- الحشرات صغيرة الحجم، إذ يبلغ طول الحشرة البالغة نحو ثلاث ميليمترات. ويمكن بالتالي تربية أعداد كبيرة منها في المختبرات وتخديرها ومعاملتها بسهولة وبتكاليف قليلة. ومن السهل التمييز بين الجنسين، والحصول على حشرات عذارى أو ملقحة منها.
2- تتميز ذبابة الخل بدورة حياة قصيرة، ويمكن إنتاج جيل جديد بالغ منها كل أسبوعين تقريباً.
3- خصوبة هذه الحشرات مرتفعة، ويمكن أن تضع الأنثى عدة مئات من البيوض المخصبة خلال حياتها القصيرة، مما يُوفر أعدادا كثيرة من النسل تمكِّن من إجراء تحاليل إحصائية دقيقة على نتائج البحوث المنفذة.
4- تُظهر صبغيات الغدد اللعابية في يرقات الحشرة تفصيلات تشريحية أكثر مما تظهره الصبغيات الأخرى.
5- تتصف مرحلة الأَدَمة الأُريمية blastoderm بكون آلاف النوى فيها غير محددة بخلايا، وعلى هذا يمكن إدخال جزيئات من الحمض الريبي النووي المنقوص الأكسجين (الدنا DNA) ضمنها فتستطيع أن تجد طريقها إلى جميع النوى.
6- يشمل جينوم ذبابة الخل نحو 165 مليون قاعدة مرتبة ضمن الدنا ويحتوي على نحو 14 ألف مورثة، ويمكن إرجاع الطفرات الوراثية فيها إلى مورثات محددة. وسيفتح اكتمال مشروع جينوم هذه الذبابة الطريق نحو دراسات هامة في مجالات أمراض عدة ولاسيما أن نحو 60% من مورثاتها موجودة أيضاً في الإنسان. وعلى سبيل المثال، فإن فريقاً من الباحثين من مجلس الأبحاث الطبية البريطاني يستعمل ذبابة الخل في دراسة الأسباب الجزيئية للسرطان.
7- استخدمت ذبابة الخل في أبحاث كثيرة، منها ما هدف إلى التعرف على كيفية الارتباط بين المورثات والبروتينات، ولدراسة انتقال الصفات الوراثية من جيلٍ إلى آخر، وتستخدم حديثاً في دراسات التنامي البيولوجي biological development.
أسامة عارف العوا
Drosophila melanogaster - Drosophila melanogaster
ذبابة الخل
ذبابة الخل Drosophila melanogaster حشرة صغيرة الحجم تنتمي إلى فصيلة Drosophilidae ورتبة الحشرات ثنائية الجناح Diptera، تستعمل في البحوث الوراثية منذ ما ينوف على قرن. وقد كان توماس هنت مورغن Thomas Hunt Morgan أول من استخدمها في هذه البحوث في مطلع القرن العشرين في جامعة كولومبيا الأمريكية، ولا تزال تستخدم حتى اليوم على نطاق واسع جداً.
تشاهد الحشرة قرب الثمار الناضجة والفاسدة بأعداد كبيرة. وتتغذى الحشرات الكاملة ويرقاتها على الخمائر yeasts والبكتريا (الجراثيم) الموجودة على الثمار المتعفنة.
تتوقف فترة حياة الحشرة على الشروط البيئية. ويمكن أن يكون متوسط عمرها نحو 26 يوماً للأنثى و33 يوماً للذكر في المختبر، وينقص هذا العمر إلى نحو 12 يوماً في حالات اكتظاظ الحشرات. وتؤثر درجات الحرارة على معدلات التطور، ففي درجة حرارة الغرفة 25 ْم تكون الفترة بين البيضة والحشرة البالغة 10 أيام وتزداد إلى 12 يوماً تحت درجة حرارة 20 ْم، ويمكن أن تصل إلى 90 يوماً تحت درجة حرارة 15 ْم. ويمر تطور الحشرة في أربع مراحل هي البيضة ثم ثلاثة أطوار من اليرقة Larva إلى العذراء Pupa وأخيراً الحشرة البالغة (الشكل -1).
 |
| الشكل (1) مراحل تطور ذبابة الخل |
الصبغيات العملاقة
تنتشر الصبغيات العملاقة giant (البوليتينية polytene) في الغدد اللعابية salivary glands ليرقات عدد من أنواع الحشرات ثنائية الأجنحة ومنها الدروزوفيلا. وقد اكتشفت أول مرة عام 1881، وبدأ التعرف على أهميتها في الدراسات الوراثية بدءاً من عام 1933.
 |
| الشكل (2) تضاعفات الدنا لتكوين الصبغيات العملاقة |
 |
| الشكل (3) أجزاء من الصبغيات العملاقة |
يلاحظ على كل من الصبغيات العملاقة مناطق (أشرطة bands) قاتمة وأخرى فاتحة (الشكل -3)، وتوجد المورثات في هذه الأشرطة. ويعتقد أن هذه الصبغيات تساعد على تحقيق نمو أسرع لليرقة وعلى تكوين الغلاف المحيط بالعذارى. وبسبب هذه الظاهرة فإن خلايا الغدد اللعابية تحتوي على عدة نسخ من كل مورثة بدلاً من قرينين (ألليلين alleles)، كما هي الحال في الخلايا العادية.
أسباب استخدام ذبابة الخل
1- الحشرات صغيرة الحجم، إذ يبلغ طول الحشرة البالغة نحو ثلاث ميليمترات. ويمكن بالتالي تربية أعداد كبيرة منها في المختبرات وتخديرها ومعاملتها بسهولة وبتكاليف قليلة. ومن السهل التمييز بين الجنسين، والحصول على حشرات عذارى أو ملقحة منها.
2- تتميز ذبابة الخل بدورة حياة قصيرة، ويمكن إنتاج جيل جديد بالغ منها كل أسبوعين تقريباً.
3- خصوبة هذه الحشرات مرتفعة، ويمكن أن تضع الأنثى عدة مئات من البيوض المخصبة خلال حياتها القصيرة، مما يُوفر أعدادا كثيرة من النسل تمكِّن من إجراء تحاليل إحصائية دقيقة على نتائج البحوث المنفذة.
4- تُظهر صبغيات الغدد اللعابية في يرقات الحشرة تفصيلات تشريحية أكثر مما تظهره الصبغيات الأخرى.
5- تتصف مرحلة الأَدَمة الأُريمية blastoderm بكون آلاف النوى فيها غير محددة بخلايا، وعلى هذا يمكن إدخال جزيئات من الحمض الريبي النووي المنقوص الأكسجين (الدنا DNA) ضمنها فتستطيع أن تجد طريقها إلى جميع النوى.
6- يشمل جينوم ذبابة الخل نحو 165 مليون قاعدة مرتبة ضمن الدنا ويحتوي على نحو 14 ألف مورثة، ويمكن إرجاع الطفرات الوراثية فيها إلى مورثات محددة. وسيفتح اكتمال مشروع جينوم هذه الذبابة الطريق نحو دراسات هامة في مجالات أمراض عدة ولاسيما أن نحو 60% من مورثاتها موجودة أيضاً في الإنسان. وعلى سبيل المثال، فإن فريقاً من الباحثين من مجلس الأبحاث الطبية البريطاني يستعمل ذبابة الخل في دراسة الأسباب الجزيئية للسرطان.
7- استخدمت ذبابة الخل في أبحاث كثيرة، منها ما هدف إلى التعرف على كيفية الارتباط بين المورثات والبروتينات، ولدراسة انتقال الصفات الوراثية من جيلٍ إلى آخر، وتستخدم حديثاً في دراسات التنامي البيولوجي biological development.
أسامة عارف العوا