Drosophila Melanogaster: de fruitvlieg

De fruitvlieg (Drosophila Melanogaster) is een klein vliegje die als stam de geleedpotigen heeft, als klasse de insecten en bij de orde tweevleugelige hoort. Er zijn veel meer andere soorten fruitvliegen maar Drosophila Melanogaster is het bekendste vanwege het gebruik van de vlieg voor laboratoriumexperimenten.

Algemene gegevens

De naam van de vlieg is gemakkelijk te verklaren. Omdat de vlieg voornamelijk leeft van levende gistcellen die voornamelijk in rottend fruit te vinden zijn, wordt deze vlieg ‘fruitvlieg’ genoemd. De vlieg is drie tot vier millimeter groot en de huid is geelbruin. In veertien dagen tijd heeft de fruitvlieg zich ontwikkeld van een ei tot made, van made tot pop en als laatst van pop tot een volwassen vlieg. Voordat de volwassen vlieg uit de pop kruipt hebben er drie larvenstadia en één popstadium opgetreden. De generatietijd van een fruitvlieg is ongeveer 14 dagen in het laboratorium. Iedere vrouwelijke fruitvlieg kan honderden nakomelingen voortbrengen.

Waarom is de fruitvlieg geschikt voor onderzoek?

Ten eerst hebben fruitvliegjes in totaal maar 8 chromosomen (4 chromosoom-paren). Ten tweede bevatten de speekselklieren van de fruitvlieg speciale en ongewoon dikke chromosomen. Dit wordt veroorzaakt door dat de DNA-strengen van een chromosoom zich na verdubbeling niet van elkaar losmaken. In plaats hiervan blijven de DNA-strengen parallel naast elkaar liggen. Nadat de chromosomen zijn gekleurd zijn ze met een lichtmicroscoop goed te zien. Deze eigenschap maakt de fruitvlieg een erg geschikt proefdier voor genetisch onderzoek. Vooral in de tijd dat er nog geen moleculaire onderzoekstechnieken waren werden fruitvliegjes veel gebruikt. De speekselklierchromosomen vertonen na kleuring en bewerking een bandstructuur. De bandenstructuur van de actieve regionen van het chromosoom is anders gekleurd dan de bandenstructuur met de rustende regionen. Dankzij deze twee eigenschappen is het erg gemakkelijk om het erfelijke materiaal van de fruitvlieg te bestuderen.

Afbeelding 1. De chromosomen van een vrouwtjes fruitvlieg (XX) en mannetjes fruitvlieg (XY) / Bron: Dixi, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)

Genetica van de fruitvlieg

Een vrouwtjesfruitvlieg heeft het genotype XX. Als je naar het fenotype van een vrouwtjes fruitvlieg kijkt zie je dat het achterlijf langwerpig en spits is. Het vrouwtje heeft zes smalle, donkere banden op het achterlijf. De gehele punt van het achterlijf van het vrouwtje is donkergekleurd. Een mannetjesfruitvlieg bezit het genotype XY. Als je naar het fenotype van het mannetje kijkt, zie je dat het mannetje een stuk kleiner is dan het vrouwtje. Het achterlijf van het mannetje bezit twee banden en een zwarte punt, terwijl het vrouwtje zes banden heeft welke zijn verdeeld over het hele achterlijf. Daarnaast is het mannetjes achterlijf afgerond, terwijl het vrouwtje een langwerpig en spits achterlijf heeft. Hierdoor zijn de mannetjes en vrouwtjes goed van elkaar te onderscheiden waardoor ze goed te gebruiken zijn voor de studie naar genetica.

Mutaties van de fruitvlieg

Er zeel heel veel verschillende mutanten van de fruitvlieg gekweekt. Waarschijnlijk wel duizenden. Hierbij is een stukje DNA veranderd, waardoor het DNA een andere code bevat. Het kan dus zijn dat er geen of veranderde eiwitten aangemaakt worden in de fruitvlieg. Deze verandering zorgt voor andere eigenschappen bij de gemuteerde fruitvlieg. In sommige gevallen zijn deze veranderingen zichtbaar zoals bij de volgende typen:

Vestigal fruitvlieg: vestigal heeft vleugelstompjes, maar heeft wel gewoon rode ogen zoals de wildtype vlieg.

Ebony fruitvlieg: deze mutant heeft gewone vleugels maar heeft een donkere huid in plaats van een geelbruine huid, die de wildtype bezit.

White-eye fruitvlieg: de white-eye fruitvlieg ziet er precies hetzelfde uit als de wildtype maar heeft alleen witte ogen in plaats van de wildtype rode ogen.

Wildtype fruitvlieg: deze fruitvlieg heeft geen mutaties. Deze vlieg heeft een geelbruine huid en rode ogen.

Het belang van fruitvliegonderzoek

Het belang van de fruitvlieg onderzoek is dat de moleculaire biologie en genetica naar een heel nieuw level zijn gebracht. Het aantal onderzoeken dat tegenwoordig met fruitvliegen wordt gedaan is afgenomen maar het blijft een belangrijk laboratoriumproefdiertje.