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1. DROSOPHILA COMO ORGANISMO-MODELO DO DESENVOLVIMENTO

A Drosophila é um dos gêneros mais significativos da família Drosophilidae (Diptera, Insecta), e a espécie Drosophila melanogaster (mosca-da-fruta) é considerada um organismo-modelo em diversas áreas de estudo. O sequenciamento do genoma de D. melanogaster1 marcou quase um século de estudos com um dos organismos mais intensamente estudados na biologia. O resultado desses estudos é o fato de o desenvolvimento embrionário de D. melanogaster ter sido o mais importante modelo experimental para a compreensão da biologia do desenvolvimento. Entre as vantagens da Drosophila melanogaster está seu rápido ciclo de vida, de cerca de 9 dias, sua fácil manipulação, a disponibilidade de estoques vivos com mutações em diversos genes e o fato dela ser capaz de produzir, em 15 anos, mais de 300 gerações.

O início do desenvolvimento embrionário de diversos organismos é caracterizado pela formação de padrões espaço-temporais que evoluem no decorrer do tempo, levando a um alto grau de complexidade. A formação e a evolução desses padrões são possíveis graças às interações entre diversos genes que se expressam em regiões e períodos de tempo bem determinados. Por outro lado, sendo organismos ovíparos, o desenvolvimento embrionário dos insetos ocorre completamente desconectado do organismo materno. Por isso, é necessário prover também um estoque de energia para que o embrião possa crescer, além de uma maquinaria enzimática para disponibilizar esses nutrientes durante a fase embrionária.

O desenvolvimento embrionário dos eucariontes envolve uma multiplicidade de processos de regulação gênica, que, de forma geral, diferem daquela que ocorre nos procariontes, essencialmente por sua maior complexidade. A descoberta de que o mesmo eixo corporal de dois diferentes grupos de eucariontes, de mamíferos e de moscas pode ser explicado pelo mesmo conjunto de genes teve o impacto de uma grande revolução na biologia. A determinação dos eixos anteroposterior e dorso-ventral do embrião são essenciais às fases iniciais do desenvolvimento embrionário de todos os organismos com simetria bilateral.

A área da biologia evolutiva do desenvolvimento, também chamada de Evo-Devo, é uma disciplina que surgiu da integração entre três grandes áreas da biologia: a biologia do desenvolvimento – que estuda como os organismos se desenvolvem desde a fecundação até o nascimento (ou do nascimento até a idade adulta)–; a genética – que estuda genes e moléculas–; e a evolução – que se refere a como as espécies evoluem ao longo de milhares de anos, desde a sua origem a partir de um ancestral comum. O entendimento sobre as relações entre a informação genética e os eventos embriológicos é uma das mais antigas e fundamentais questões da biologia: como pode uma única célula dar origem a um ser multicelular extremamente complexo?

Uma parte das respostas começou a ser obtida com estratégias experimentais, que permitiram a identificação de genes essenciais para o desenvolvimento embrionário a partir do conjunto total de genes de um organismo. Tais estratégias foram desenvolvidas em pesquisas iniciadas no final ...

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