Modeļa organisms
Modelorganisms ir suga, kas nav cilvēks un kas tiek pētīta daudzus gadus, uzkrājot par to daudz zināšanu, lai izprastu fundamentālas bioloģiskas parādības. Cerība ir, ka atklājumi, kas izdarīti ar modeļa organismu, ļaus saprast, kā darbojas citi organismi.
Jo īpaši izmēģinājumos ar dzīvniekiem plaši izmanto modeļus, lai izpētītu iespējamos cilvēku slimību cēloņus un ārstēšanas veidus, ja eksperimentēšana ar cilvēkiem būtu neiespējama vai mazāk ētiska.
Šo stratēģiju nodrošina visu dzīvo organismu līdzība. Tie ir līdzīgi tāpēc, ka tie ir radīti no kopīgas cilmes un evolūcijas gaitā ir saglabājušies metabolisma un attīstības ceļi un gēni.
Escherichia coli ir gramnegatīvs prokariotisks organisms.
Drosophila melanogaster, viens no slavenākajiem eksperimentiem ģenētikā.
Modeļorganismi ģenētikā
Drosophila melanogaster
Drosophila melanogaster bija viens no pirmajiem dzīvniekiem, ko izmantoja ģenētikā. Mūsdienās tas ir viens no visplašāk izmantotajiem un ģenētiski vislabāk zināmajiem eikariožu organismiem.
Visi organismi izmanto kopīgas ģenētiskās sistēmas; izpratne par transkripciju un replikāciju augļmušu organismos palīdz izprast šos procesus citos eikariontos, tostarp cilvēkos.
Ar X saistīto pazīmju pētījumi apstiprināja, ka gēni atrodas hromosomās. Saistīto pazīmju pētījumi ļāva izveidot pirmās hromosomu ģenētisko lokusu kartes. Pirmās Drosophila hromosomu kartes izveidoja Alfrēds Sturtevants.
Drosophila melanogaster ir viens no visvairāk pētītajiem organismiem bioloģiskajos pētījumos, īpaši ģenētikā un attīstības bioloģijā. Tās pilnais genoms tika sekvencēts un pirmo reizi publicēts 2000. gadā.
Tā kā par tās attīstību no olšūnas līdz kāpurim un pieaugušajam īpatnim ir zināms ļoti daudz, tā ir galvenais attīstības ģenētikas jeb evo-devo modelis. Hox jeb homeobox gēni, kas kontrolē attīstību metazoās, vispirms tika izstrādāti drozofilās.
Escherischia coli
1946. gadā Džošua Lederbergs un Edvards Tatums pirmo reizi aprakstīja fenomenu, kas pazīstams kā baktēriju konjugācija, izmantojot Escherichia coli kā paraugbaktēriju.
E. coli bija neatņemama daļa no pirmajiem eksperimentiem, lai izprastu fāgu ģenētiku, un pirmie pētnieki, piemēram, Seimūrs Benzers, izmantoja E. coli un fāgu T4, lai izprastu gēnu struktūras topogrāfiju. Pirms Benzera pētījumiem nebija zināms, vai gēns ir lineāra struktūra, vai arī tam ir sazarošanās modelis.
E. coli bija viens no pirmajiem organismiem, kura genoms tika sekvencēts; pilns E. coli K12 genoms tika publicēts Science 1997. gadā.
Ilgtermiņa evolūcijas eksperimenti ar E. coli, kurus 1988. gadā sāka Ričards Lenskis, ir ļāvuši tieši novērot būtiskas evolūcijas pārmaiņas laboratorijā.
Citi modeļorganismi
- Vīrusi
- Fāgs Lamda
- Tabakas mozaīkas vīruss
- Protisti
- Emiliana huxlei: kokolitoforas aļģes, plaši pētītas kā fitoplanktona modeļsugas.
- Chlamydomonas reinhardtii
- Sēnes
- Aspergillus nidulans
- Neurospora crassa
- Augi
- Arabidopsis thalliana
- Zea mays Kukurūza
- Pisum sativum, zirņi
- Dzīvnieki
- Caenorhabditis elegans, nematode
- Tribolium castaneum, miltu vabolīte
- Drosophila melanogaster
- Mus musculus, pele
- Rattus norvegicus, Norvēģijas žurkas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir organisma modelis?
A: Modelorganisms ir suga, kas nav cilvēks un kas tiek pētīta daudzus gadus, lai izprastu fundamentālas bioloģiskas parādības.
J: Kāpēc tiek pētīti modeļorganismi?
A: Modeļorganismus pēta, lai uzkrātu daudz zināšanu par tiem un gūtu ieskatu par to, kā darbojas citi organismi.
J: Kādas ir cerības uz atklājumiem, kas izdarīti ar modeļorganismiem?
A: Cerība ir, ka atklājumi, kas izdarīti ar modeļorganismiem, ļaus saprast, kā darbojas citi organismi.
J: Kā modeļorganismus izmanto izmēģinājumos ar dzīvniekiem?
A.: Modelorganismus plaši izmanto izmēģinājumos ar dzīvniekiem, lai izpētītu iespējamos cilvēku slimību cēloņus un ārstēšanas veidus, ja eksperimentēšana ar cilvēkiem būtu neiespējama vai mazāk ētiska.
J: Kas ļauj izmantot modeļa organismus izmēģinājumos ar dzīvniekiem?
A.: Modelorganismu izmantošana izmēģinājumos ar dzīvniekiem ir iespējama, pateicoties visu dzīvo organismu līdzībai.
J: Kāpēc visi dzīvie organismi ir līdzīgi?
A: Visi dzīvie organismi ir līdzīgi, jo tiem ir kopīga izcelsme un evolūcijas gaitā saglabājušies metabolisma un attīstības ceļi un gēni.
J: Kāds ir ieguvums no metabolisma un attīstības ceļu un gēnu saglabāšanās evolūcijas gaitā?
A: Ieguvums no metabolisma un attīstības ceļu un gēnu saglabāšanās evolūcijas gaitā ir tas, ka tas ļauj atrast līdzības starp dzīvajiem organismiem, kas savukārt ļauj izmantot modeļorganismus izmēģinājumos ar dzīvniekiem.
