UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRONOMICE

ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ BUCUREŞTI

FACULTATEA DE AGRICULTURĂ

SPECIALIZAREA de BIOLOGIE

REFERAT

Student: Chirila Corina

Determinismul genetic al comportamentului sexual la Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster(musculita de otet) este specia cea mai folosita pentru diverse cercetari genetice deoarece la aceasta specie, ca si la mamifere, indivizii cu heterozomi XY sunt masculi in timp ce indivizii cu heterozomi XX sunt female, acest tip de diferentiere sexuala purtand chiar numele speciei mai sus mentionate. Se stie ca spre deosebire mamifere unde starea initiala este starea de femela si masculinizarea este initiata de o gena de pe cromosomul Y, in absenta acestei gene feminizarea mergand de la sine, la Drosophilla melanogaster starea initiala este starea de mascul iar feminizarea depinde de niste gene de pe X si niste gene autozomale, genele de cromozomul X trebuind sa fie intr-un numar mai mare decat cele autozomale pentru a se produce feminizarea. La aceste insecte modul in care se produce diferentierea sexuala este legat de raportul dintre numarul de cromozomi X si numarul de autozomi. La Drosophila melanogaster primul impuls al diferentierii sexuale il da gena Sxl dupa care urmeaza actiunea genelor tra si tra2 urmate de gena doublesex(dsx)

Masculii de Drosophila sunt mai mici si mai inchisi la culoare decat femeleleLa Drosophila creierul este si el dimorfic sexual, la masculi existand anumite structuri neuronale responsabile cu comportamentul copulator masculin(neuroni responsabili cu recunoasterea femelei ca partener sexual si cu comportmantul de curtare a acesteia, neuroni care inerveaza muschii implicati in actul copulator cum ar fi muschiul lui Lawrence, etc).Creierele masculilor si ale femelelor difera prin numarul de neuroni, forma acestora, orientarea terminatiilor nervoase si modul in care se realizeaza sinapsele.

Comportamentul sexual al masculilor de Drosophila consta in recunoasterea femelei ca potential partener, ritualul de curtare initiat de mascul care cuprinde „cantecul nuptial”, comportamentul de urmare a femelei si actul imperecherii. Masculul vede femela, simte feromonii, zboara in jurul ei intr-un anumit mod, miscand aripile in asa fel incat produce niste sunete specifice(„cantec nuptial”), urmeaza femela mirosind feromonii si se imperecheaza cu aceasta. Dupa imperechere femela respinge masculul.

Se stie ca comportamentul sexual animal este un comportament innascut cu un puternic determinism genetic.

Se pare ca la musculita de otet procesul de formare structurilor responsabile cu comportamentul sexual este controlat de doua gene: fruitless(fru) si doublesex(dsx).

Gena fruitless(fru) nu este situata pe cromozomul Y si in consecinta este prezenta si la masculi si la femele dar se exprima diferit deoarece la femele transcriptia decurge altfel decat la mascul si proteina rezultata este diferita.

Nu este inca clar daca gena fru are sau nu un corespondent in lumea mamiferelor(S-ar putea ca corespondetul sa fie faimoasa gena Xq28, descoperita de biologul Dean Hamer in 1993, gena esentiala pentru aparitia comportamentului sexual masculin, mutatiile acesteia ducand la abolirea comportamentului sexual masculin si inlocuirea acestuia cu comportamentul sexual feminin la om si probabil si la alte mamifere) dar aceasta gena a fost descoperita si la multe alte specii de insecte cum ar fi tantarul anofel (Anopheles gambiae) si viespea Nasonia vitripennis, la toate dipterele avand acelasi rol in diferentierea sexuala a sistemului nervos. Faptul ca gena se intalneste la multe specii de insecte dovedeste ca aceasta este foarte veche fiind fixata de evolutie inca de pe vremea cand au aparut primele insecte.La musculita de otet gena fru determina atat masculinizarea sistemului nervos cat si formarea muschiului lui Lawrence(un muschi abdminal care este prezent numai la masculi) La masculii cu mutatii ale genei fru comportamentul sexual masculin este abolit, acesti masculi fiind infertili din aceasta cauza. Masculii cu alele mutante ale genei fru nu mai recunosc femelele ca parteneri sexuali si in consecinta nu le mai curteaza. In timp ce unele mutatii duc la abolirea intregului comportament sexual, altele duc modificarea acestuia, masculul putand de exemplu sa aibă comportamentul de curtare dar fara recunoasterea femelei ca partener sexual. Masculii cu mutatii ale genei fru tind sa se imperecheze cu alti masculi si cateodata formeaza lanturi in care fiecare mascul se imperecheaza cu cel din fata lui.

Gena se comporta diferit la femele si la masculi dar din cauza unor mutatii in zona reglatoare a genei pot apărea si situaţii in care la o femela gena funcţionează intr-o maniera masculina sau invers in aceste situaţii comportamentul sexual fiind si el inversat(femela se comporta ca masculul sau invers).

Gena fruitless are si un rol reglator, controlând sute de alte gene, unele dintre ele fiind implicate si in procesul de formare a sistemului nervos si implicit in comportamentul insectei.

O alta gena implicata in diferentierea sexuala a sistemului nervos la Drosophila este gena doublesex(dsx).Gena dsx controleaza diferentierea sexuala somatica a insectei. Prezenta genei dsx este necesara pentru exprimarea genei fru si formarea neuronilor de tip masculin responsabili cu comportamentul masculin.

La randul ei gena dsx este controlata de genele de pe cromozomul X tra si tra2 care contribuie amandoua la funtionarea intr-un mod feminin a acesteia.La fel ca si fru, dsx functioneaza diferit la masculi si la femele si anumite mutatii ale genei reglatoare tra care controleaza gena dsx pot face ca femela sa se dezolte intr-o directie masculina si sa se comporte ca masculul. Modul in care functioneaza dsx determina sexul creierului insectei. Daca gena functioneaza intr-o maniera feminina insecta se va feminiza chiar daca din punct de vedere cromozomial este mascul asa cum o Drosophila melanogaster cu heterozomi XX se va masculiniza daca gena dsx functioneaza intr-o maniera masculina.In situatiile in care gena doublesex nu functioneaza, la fel ca si in cazul mutatiilor genei fruitless comportamentul sexual masculin este abolit si inlocuit de cel feminin. Acesti masculi nu mai recunosc femela ca partener sexual, nu mai initiaza ritualul de imperechere, nu mai produc sunetele specifice dar in schimb tind sa se imperecheze cu alti masculiSi gena doublesex este o gena foarte veche, fixata de evolutie de la apritia primelor insecte, aceasta gena avand corespondenti aproape in tot regnul animal, doar la speciile hermafrodite neexistand nici-un omolog al acestei gene.

BIBLIOGRAFIE

1. http://www.nature.com/neuro/journal/v13/n4/abs/nn.2515.html 2. http://en.wikipedia.org/wiki/Fruitless_(gene ) 3. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2493994 4. http://arstechnica.com/science/news/2010/03/doublesex-gene-that-puts-sex-on-

the-brain-of-fruitflies.ars 5. http://genesdev.cshlp.org/content/4/1/89.full.pdf 6. http://www.networlddirectory.com/blogs/archives/Science-blog/8361748-Dec-20-

2006.html 7. http://news.stanford.edu/pr/96/961212behavgene.html