Kruising twee: Ebony x White eye
advertisement
Genetica van fruitvliegjes Naam: Eva Jakobs en Kiki van den Bercken Klas: VW4A Dagen practicum: 9/01/’15 t/m 10/02/’15 ~1~ Inhoudsopgave - - - H1 Inleiding §1.1 Morfologie §1.2 Levenscyclus §1.3 Genotype en kruisingen §1.4 Fruitvliegje als proefdier H2 Probleemstelling H3 Hypothese H4 Materiaal en Methode H5 Resultaten §5.1 Kruising 1 §5.2 Kruising 2 H6 Conclusie en discussie H7 Literatuur ~2~ 3 3 3 4 4 4 4 5 6 6 7 7 9 H1 Inleiding §1.1 Morfologie Het verschil tussen een mannetjes fruitvliegje (Drosophila melanogaster) en een vrouwtje is groot. Een mannetje is namelijk kleiner dan een vrouwtje, dit kun je hier rechts in het plaatje zien. Nog een groter verschil is het achterlijf, bij het vrouwtje is deze helemaal gestreept. Bij het mannetje zijn deze strepen vergroeid waardoor het uiteinde van hun achterlijf Figuur 1: Links zie je een mannetjes vlieg en rechts een vrouwtje. helemaal zwart is. Beide hebben rode ogen, een grijs/bruine lichaamskleur en normale vleugels. Als de vlieg er inderdaad zo uitziet is het wildtype. Dit kan ook anders zijn, zo heb je de white eye, ebony en vestigial. Bij white eye heeft het vliegje geen rode, maar witte ogen. Bij ebony is het lijfje donkerder vergeleken met een wildtype. En bij vestigial z ijn de vleugels afwijkend, een soort stompjes. Dit kan ontstaan doordat je kruisingen maakt van vliegjes met verschillende eigenschappen. Deze Figuur 2: Je ziet hier vier verschillende soorten van het fruitvliegje en hun nakomelingen worden verschillen. mutanten genoemd, dit betekent dat het DNA is veranderd, en dit kan gebeuren door mutatie. Mutatie is dus het veranderen van het DNA, dit kan door de natuur gebeuren en kan heel snel gaan door kruisingen of heel lang duren door natuurlijke selectie. Echter kan de mens ook voor verandering in het DNA zorgen, ook doormiddel van kruisingen of door dingen te veranderen in het DNA, maar dat is nog een vrij nieuwe techniek. §1.2 Levenscyclus Een fruitvliegje doorloopt 4 stadia om van een eitje een volwassen vlieg te worden. Als eerste legt een volwassen vrouw een bevrucht eitje in organisch materiaal. Deze kan alleen bevrucht zijn als het mannetje en het vrouwtje hebben gepaard, en het mannetje dus indruk heeft gemaakt op het vrouwtje door te dansen en met zijn vleugels te schudden. Het mannetje zal dan een paar honder spermacellen aan het vrouwtje geven en telkens als ze een eitje wil leggen zal ze deze eerst bevruchten met een zaadcel. Het eitje zal naar ongeveer 24 uur uitkomen en een larve zijn. Een larve doet niets Figuur 3: De levenscyclus van een fruitvliegje. anders dan eten, en veel dit zal hij 4 dagen lang doen. Dit om veel energie te krijgen wat hij in de volgende stadia kan gebruiken, dit is namelijk het verpoppen. De larve zal dan een droge plek zoeken en zijn vleugels en 6 ~3~ pootjes gaan ontwikkelen. Als de larve dan klaar is met het ontwikkelen wat ook weer ongeveer 4 dagen zal duren, zal hij zich gaan ontpoppen en is het een vliegje, deze zal naar ongeveer 12uur volwassen zijn. Als het een vrouwtje is kan die zich dus weer opnieuw gaan voortplanten. Ze kan ongeveer 5 eitjes per keer leggen en in totaal zal ze er zo’n 400 tot 800 leggen. Dit betekent dat er dus snel een plaag kan worden geboren. De ontwikkeling van een vliegje wordt sterk beïnvloed door de temperatuur en de hoeveelheid vliegjes bij elkaar. Bij 29C is de ontwikkeling het snelste en de levensduur van een fruitvliegje ongeveer 30dagen. Is het warmer of kouder zal de ontwikkeling langer duren. §1.3 Genotype en kruisingen De lichaamskleur grijs/bruin is een dominant allel, dus het allel voor ebony (lichaamskleur zwart) is recessief. Dit wil zeggen dat grijs/bruin altijd tot uiting komt behalve als het gen twee allelen voor ebony bevat. Normale vleugels is dominant over dat van afwijkende vleugels. Het gen voor rode of witte ogen ligt op het X-chromosomaal dit houdt in dat bij een mannetje maar een allel bepaalt of hij rode of witte ogen heeft. Het allel voor rode ogen is hierbij wel dominant over dat van witte ogen. Als je een kruising hebt tussen een vrouwtje met witte ogen en een mannetje met een donker lichaam zullen de vrouwtjes nakomelingen wildetypes zijn en de vrouwtjes white eye. En als je een kruising hebt tussen een mannetje met witte ogen en een vrouwtje met donker lichaam zullen de vrouwtjes nakomelingen weer wildtypes zijn, maar de mannetjes van deze kruising zullen ook wildtypes zijn. §1.4 Fruitvliegje als proefdier De Drosophila melanogaster is een goed fruitvliegje om als proefdier te gebruiken voor erfelijkheid. Ze hebben namelijk een korte levenscyclus, maar een snelle voorplantingscyclus, daardoor heb je in een korte tijd veel vliegjes gekregen. Je kunt dus in een korte tijd veel kruisingen uitvoeren, en deze vliegjes hebben hier geen harde legboor voor nodig, maar een gewoon normaal stuk fruit waar ze in kunnen boren voor eten. H2 Probleemstelling Wat zijn de dominante en recessieve eigenschappen in het fenotype en genotype van een fruitvliegje en zijn deze X-chromosomaal? H3 Hypothese Kruising 1: Ebony (man.) x White eye (vrouw.) Uit de F1 ontstaan mannelijke vliegjes met witte ogen en een lichte of een donkere huid, de vrouwtjes hebben rode ogen een lichte of donkere huid. Als je deze vliegjes verder gaat kruisen ontstaan er vliegjes met rode of witte ogen en een lichte of donkere huid. Kruising 2: White eye (man.) x Ebony (vrouw.) Uit de F1 ontstaan vrouwtjes vliegen met rode of witte ogen en een lichte of donkere huid, de mannetjes vliegen zullen rode of witte ogen hebben en een lichte of donkere huid. Als je ~4~ deze vliegjes verder gaat kruisen ontstaan er vrouwelijke vliegjes met rode of witte ogen en met een lichte en donkere huid. Bij de mannelijke vliegjes ontstaan vliegjes met rode of witte ogen en met lichte of donkere huid. H4 Methode en materiaal Benodigde materialen: Cultuurbuizen met voedingsbodem Loepje en penseel Wit vel papier Kruisings etiketten Glazen potje en trechter met ethanol Ebony fruitvliegjes, mannelijk en vrouwelijk en White eye fruitvliegjes, ook mannelijk en vrouwelijk. Methode: Per duo worden twee kruisingen ingezet. Kruising één: ♀ White eye x ♂ Ebony Kruising twee: ♀ Ebony x ♂ White eye 1. Stop vijf ebony mannetjes/vrouwtjes in een cultuurbuisje, doe dit ook bij de white eye vliegjes. Of je mannetjes of vrouwtjes van een soort moet gebruiken ligt aan je kruising. Op dit cultuurbuisje plak je een kruisingsetiket. De buisjes worden nu in de broedstoof bij een temperatuur van ongeveer 27C weggezet. 2. Een week later bekijk je het cultuurbuisje goed en de vliegen die je er eerder in hebt gezet moeten nu worden verwijderd. Narcotiseer de vliegen door ze in de trechter met ethanol te doen. Nu de ‘parents’ eruit zijn gehaald worden ze weer in de broedstoof weggezet. 3. Weer een week later. Narcotiseer alle vliegen zodat ze buiten bewust zijn raken en daarna kun je de vliegen analyseren en tellen. Je gaat letten op oogkleur, huidkleur en of ze vrouwelijk of mannelijk zijn. Nu kun je ze dan ook gaan tellen. Vervolgens neem je vijf vrouwelijke en vijf mannelijke nakomelingen en deze zet je vervolgens in een nieuw cultuurbuisje met voedingsbodem. Deze gaat dan weer in de broedstoof. 4. Weer een week later herhaal je stap 2. 5. Weer een week later worden de vliegen weer genarcotiseerd, ze worden lang in het potje gehouden waardoor ze overlijden. Vervolgens op oogkleur, kleur van het lijfje en mannelijk of vrouwelijk gesorteerd en geteld. ~5~ H5 Resultaten §5.1 Kruising 1 Tabel 1: Kruising 1 in de F1 white vrouwtje ♀ met ebony mannetje ♂. P F1 Naam Totaal Gemiddeld Perc. % Rood Licht 592 34,8 49,8 White (vrouwtje ♀) Vrouwtje ♀ Wit Rood Wit Licht Donker Donker 1 16 0 0,06 0,94 0 0,1 1,4 0 Ebony (mannetje ♂) Mannetje ♂ Wit Rood Wit Licht Donker Donker 505 3 9 29,7 0,2 0,5 42,5 0,3 0,8 Rood Licht 63 3,7 5,3 Tabel 2: Kruising 1 in de F2 wild type vrouwtje♀ met white eye mannetje ♂. P F2 Naam Totaal Gemiddeld Perc. % Nakomeling F1(wild type vrouwtje ♀) Vrouwtje ♀ Rood Wit Rood Wit Licht Licht Donker Donker 349 279 102 64 18,4 14,7 5,4 3,4 23,5 18,8 8,9 4,3 Nakomeling F1(white eye mannetje ♂) Mannetje ♂ Rood Wit Rood Wit Licht Licht Donker Donker 278 235 103 74 14,7 12,4 5,4 3,9 18,7 15,8 6,9 5,0 W = rode oogkleur w = witte oogkleur E = lichte huid e = donkere huid Vergelijking 1: Kruisingsschema kruising 1 XwXwEE XwE P: Geslachtscellen: F1: w X E F2: XWE XWe XwE Xwe XwE XWXwEE XWXwEe XwXwEE XwXwEe X XWYee XWe of Ye XWe XWXwEe Xwe XWXwEe XWXwee XwXwEe XwXwee ~6~ Ye XwYEe YE XWYEE XWYEe XwYEE XwYEe Ye XWYEe XWYee XwYEe XwYee §5.2 Kruiskruising 2 Tabel 3: Kruising 2 in de F1 ebony vrouwtje ♀ met white mannetje♂. P F1 naam Rood Licht Totaal 748 Gemiddeld 41,6 Perc. % 53,6 Ebony (vrouwtje ♀) Vrouwtje ♀ Wit Rood Wit Rood White (mannetje ♂) Mannetje ♂ Wit Rood Wit Licht 1 0,05 0,1 Licht 633 35,2 45,4 Licht 10 0,6 0,7 Donker 3 0,17 0,2 Donker 0 0 0 Donker 0 0 0 Donker 0 0 0 Tabel 4: Kruising 2 in de F2 wild type vrouwtje♀met wild type mannetje ♂. P F2 Naam Nakomeling F1(wild type vrouwtje ♀) Vrouwtje ♀ Rood Wit Rood Wit Totaal Gemiddeld Perc. % Licht 664 31,6 80,2 Licht 12 0,57 1,4 Donker 150 7,14 18,1 Nakomeling F1(wild type mannetje ♂) Mannetje ♂ Rood Wit Rood Wit Donker 2 0,1 0,3 Licht 313 14,9 43,3 Licht 291 13,9 40,2 Donker 67 3,2 9,3 Donker 52 2,5 7,2 Vergelijking 2: Kruisingsschema kruising 2 P: Geslachtscellen: F1: W X e F2: XWE XWe XwE Xwe XWXWee XWe X XwYEE XwE of YE XwE XWXwEe YE XWYEe XWE XWXWEE XWXWEe XWXwEE XWXwEe XWe XWXWEe XWXWee XWXwEe XWXwee YE XWYEE XWYEe XwYEE XwYEe Ye XWYEe XWYee XwYEe XwYee H7 Conclusie en discussie Het practicum is bij ons vrij goed verlopen en we hebben het practicum succesvol kunnen afsluiten. Toch waren er wel wat dingen die we beter hadden kunnen doen en we anders hadden kunnen aanpakken als we dit practicum opnieuw zouden moeten doen. Toen we voor de eerste keer moesten gaan tellen, stap 3 van de werkwijze, hadden we de vliegen genarcotiseerd, alleen niet lang genoeg. De vliegen begonnen daardoor alweer te bewegen ~7~ voordat we ze goed konden tellen, wat het heel ingewikkeld maakte. Gelukkig konden de vliegen nog niet vliegen dus was het wel mogelijk om ze te tellen. Een tweede punt dat beter had gekund was dat het cultuurbuisje op de grond was gevallen. Gelukkig zaten hier geen vliegen meer in en heeft dit geen meetfouten opgeleverd. Kruising 1: Ebony (man.) x White eye (vrouw.) Uit de F1 ontstaan mannelijke vliegjes met witte ogen en een lichte of een donkere huid, de vrouwtjes hebben rode ogen een lichte of donkere huid. Als je deze vliegjes gaat verder kruisen ontstaan er vliegjes met rode of witte ogen en een lichte of donkere huid. Kruising 2: White eye (man.) x Ebony (vrouw.) Uit de F1 ontstaan vrouwtjes vliegen met rode of witte ogen en een lichte of donkere huid, de mannetjes vliegen zullen rode of witte ogen hebben en een lichte of donkere huid. Als je deze vliegjes verder gaat kruisen ontstaan er vrouwelijke vliegjes met rode of witte ogen en met een lichte en donkere huid. Bij de mannelijke vliegjes ontstaan vliegjes met rode of witte ogen en met lichte of donkere huid. De hypothese klopte niet helemaal met wat er uit de resultaten is gekomen. Dit komt omdat voor ons nog niet bekend was welke genen dominant waren en welke recessief en dat we nog niet wisten dat het gen voor de oogkleur X-chromosomaal is. We wisten ook nog niet welke genotypes de ouders zouden hebben. Met de resultaten en de informatie die we hebben gevonden konden we voor ons practicum kruisingschema’s maken. Door middel van deze kruisingschema’s konden we terug redeneren wat dan de genen van de ouders moeten zijn geweest. Hieruit hebben we kunnen constateren dat het vrouwtje van kruising 1 dit genotype moet hebben gehad: XwXwEE en het mannetje moet dit hebben gehad: XWYee. Bij kruising 2 heeft het vrouwtje dit genotype moeten hebben gehad: XWXWee en het mannetje dit genotype: XwYEE. In tabel één, twee, drie en vier kun je de resultaten van ons practicum zien. Het ‘totaal’ geeft aan hoeveel vliegjes van deze ‘soort’ er waren ontstaan van twee klassen samen. Hieronder zie je ‘gemiddeld.’ In deze tabel kun je zien hoeveel elke leerling gemiddeld aan vliegjes had. En de laatste rij ‘percentages’. Hierin zie je in procenten tegenover elkaar hoeveel vliegjes van ‘één soort’ zijn gekruist. Deze laatste rij is het belangrijkst, want hierin kun je het beste zien wat de resultaten inhouden en is het mogelijk om deze resultaten te vergelijken met andere resultaten. Onder de tabellen zie je nog een aantal kruisschema’s, in deze kruisschema’s kun je zien wat er praktisch uit het practicum is gekomen. De kruisschema’s en de tabellen kloppen bij elkaar. In tabel 1 zie je bij ‘vrouwtje, wit oogkleur en lichte huid’ een percentage staan van 0,1 procent. Dit zet je al aan het denken omdat dit heel erg weinig is. De kans dat dit klopt is daarom ook al minder waarschijnlijk want als dit een mogelijke uitkomst zou zijn geweest zouden er meerdere nakomelingen met deze eigenschap zijn ontstaan. Als je dan naar het kruisingschema kijkt zie je dan ook dat deze nakomeling er helemaal niet hoort te zijn. Dit kan meerder mogelijkheden hebben: Er kan een fout zijn gemaakt met het controleren en het tellen van de F1. Er zou in plaats van een white eye vrouwtje een mannetje zijn in gestopt of in plaats van een ebony mannetje een vrouwtje. Er is iets misgegaan in de genen van de vlieg, heeft een mutatie opgetreden. De percentages onder de 1% zijn dus hoogst waarschijnlijk fouten. ~8~ H8 Literatuur 1. http://www.collegenet.nl/studiemateriaal/frames_verslagen.php?verslag_id=9136&site 2. http://www.exploratorium.edu/imagingstation/activities/classroom/wild_mutant/ca_wild_mutant.php 3. http://www.fruitvliegjes.net/levenscyclus-fruitvlieg/ 4. Practicum blad genitica ~9~
