Дрозофила – генетика заңдылықтарын эксперименттер арқылы зерттеудің объектісі. Т. Морган және оның оқушылары мен қызметкерлері алғашқы болып экспериментальді зерттеулер үшін дрозофиланы қолданды. Содан бері, ол генетиканың классикалық объектісі болып қалды.
Жеміс шыбыны дрозофила (Drosophila melanogaster) өзінің ерекше қасиеттері - қысқа өсіп-жетілу мерзімі, жоғары өсімталдығы, көп мутантты линияларының (170-тен артық) және хромосомалар санының аз (2n = 8) болуына байланысты генетикалық зерттеулер мен оқытуда таптырмайтын объект болып қалды.
Шыбындармен жұмыс істеу үшін келесі материалдар мен жабдықтар болуы қажет:
1 Биіктігі 10 см және диаметрі 4 см шыны стақандар немесе түбі жайпақ пробиркалар (стақандарды алған қолайлы).
2 Тығындар дайындайтын мақталар.
3 25° температуралы термостаттар, оларда шыбындары бар стақандар болады.
4 Бинокулярлы немесе қолдық лупалар (4 – 20 есе үлкейтеді).
5 Күңгірт (ақшыл) шынылар немесе шыбындармен іс-әрекеттер жасау үшін көлемі 5 x 10 см ақ тығыз қағаздар.
6 Өлтіру ыдысы (эфиризаторлар). Эфиризатор ретінде тығыны дәкемен оралған мақта жабылған шыны стақандарды алады, оған шыбындарды ұйықтататын эфир тамызады.
7 Күкірт эфирі бар тамызғы.
8 Өлген шыбындарға арналған суы бар ыдыс.
9 Техникалық таразы, қоректік ортаның компоненттерін қайнатқанда оларды өлшеуге арналған мензуркалар.
10 Қоректік ортана қайнатуға арналған алюминий кастрюлі.
11 Шыныға арналған қарандаш.
12 Көздік пинцеттер.
13 Жіңішке жұмсақ жаққыштар.
14 Қолданылған стақандарды кептіру мен дезинфекциялауға арналған кептіру шкафтары.
15 Қоректік ортаны қайнатуға арналған компоненттер.
3.1 Дрозофиланың биологиялық және морфологиялық ерекшеліктері Сабақтың мақсаты: Дрозофиланың биологиялық және морфологиялық ерекшеліктерімен танысу, лупамен қарап дрозофиланың аналық және аталық жабайы түрлерінің суреттерін салу, шыбындарға арналған қоректік ортаны дайындау және рецептісімен танысу, виргильді аналықтарды таңдап алу, оларды жынысы жетілгендермен салыстыру және сипаттау, шыбындардың мутантты линияларымен танысу, олардың генетикалық номенклатураларын білу.
Материалдар мен жабдықтар. Жабайы және мутантты шыбындардың стақанда өсірілген линиялары, (екі студентке әрбір өсіндінің бір стақанынан), бинокулярлы немесе қолдық лупалар, морилка, наркозға арналған эфир, жіңішке көздің пинцеттері, кисточкалар, ақшыл шыны.
Әдістемелік нұсқаулар. Дрозофиланы лабораториялық жағдайда өсіру аса қиын емес. Оларды қоректік ортада дөңес иемесе мөлдір (100 мл) стақандарда өсіреді. Стақандардағы шыбындарды 24 - 25° температурада сақтайды (төмен температурада дрозофиланың өсу циклі бұзылады, жоғарыда – шыбындардың ұрпақ беруі бұзылады).
Стақандарға құйылатын қоректік орта сұйық (шыбындар батып кетуі мүмкін) немесе қою (мұндай орта жұлдызқұрттардың қалыпты дамуына кедергі келтіреді) болмауы керек. Дрозофиланың өсу циклі орташа 10 тәулікке жуық. Бір айда үш ұрпақ алуға болады, бір жылда – 40 ұрпақ. Сақа шыбынның тіршілігінің ұзақтығы 3 - 4 апта (арнаулы тәжірибелерде шыбындар 154 күнге дейін өмір сүрді).
Аналықтар ұрықтанғаннан кейін жұмыртқалар салады, олардан бір тәуліктен кейін жұлдызқұрттар шығады. 4-5 күннен кейін жұлдызқұрттар қоректік ортадан стақан қабырғаларына шығады, қозғалмай қалып куколкаға айналады. Куколка стадиясы 4 - 5 тәулікке созылады. Куколкадан қыздық (виргильді) шыбындар ұшып шығады. Олардың денелері мөлдір пигментсіз және қанаттары жайылмаған болып келеді. 8 - 9 сағаттан кейін шыбындар жыныстық жетіліп ұрықтануға қабілетті болады. Тәжірибелер қою үшін жыныстық жетілуіне дейін, яғни алғашқы 8 сағаттың ішінде жеке стақандарға салынған қыздық ұрғашыларды таңдау алу өте маңызды.
Еркек пен ұрғашыларды айыра білу қажет. Ұрғашылары ірілеу, іштері дөңгелек кезектесіп келген қара және ақшыл жолақтардан тұрады. Ұрғашыларда әдетте 5 қара жолақ, еркектерде екі жолақ, ішінің шеті қара цилиндр пішінді болып келеді (17 сурет).
Шыбындарды өсіру үшін қоректік ортаның көптеген рецептрлері шығарылған. Ең қарапайым қолдануға қолайлы рецепті Ленинград университетінің генетика кафедрасы шығарған. Қоректік ортаны қайнату үшін барлық компоненттерді техникалық ластарда өлшеу арқылы алады. Дрозофиланың қоректік ортасының басты компоненттері – қант және ашытқы. Агар-агар ортаға сұйықты консистенция береді.
Агар-агар мөлдір қоспасыз болу керек. Өлшеніп алынған агар-агарды жылы суда ерітіп, араластыра отырып қайнатады. Қайнатылып жатқан ерітіндіге езілген ашытқы қосып, 40 мин қайнатып араластыра отырып, ботқа және қант қосып тағы 15 мин қайнатады. Қоспаның біркелкі және күйіп кетпеуін қадағалайды.
Су буланып кеткенде бастапқы көлемге дейін су қосады. 50° дейін суытылған қоректік ортаны стерильді стақандарға құяды. Қоректік ортаның стақандар немесе пробиркалар қабырғаларына түспеуін қадағалау қажет, өйткені оның жұқа қабығы тез кеуіп салынған жұмыртқалар өліп қалады.
Қоректік ортаны штативке бекітілген воронка көмегімен жүргізеді. Воронка басына Мор қысқышымен резинкалы шланг кигізеді. Стақандарды ¼ дейін қоректік ортамен толтырады, содан кейін стерильді марлі салфеткасымен жауып, бөлме температурасына дейін суытады. Дистилденген суда жаңа ұсақталған престелген аспаздық ашытқысын өсіреді (50 мл су және 3 г ашытқы). Суытылғаннан кейін қоректік ортаның бетін стерильді кисточкамен майлап стерильді мақта пробкасымен жабады (марлемен оранған). Стақандағы ашытқысыз қоректік ортаны 2-3 тәулік сақтайды.
Көлемі 100 мл ¼ бөлігіне дейін қоректік ортамен толтырылған стақанға 2-3 ұрғашы және 2 еркек шыбынды отырғызу керек. Дрозофиланың ұрғашысы жұмыртқадан шыққан кейін 1,5 – 2 тәулікте жұмыртқа сала бастайды. Бір ұрғашы 150 – 200-ден 600 – 700 дейін жұмыртқа сала алады. 2000 жұмыртқа алынған жағдайлар да кездескен. Стерильді жағдайларды ұстамау өңездер, саңырауқұлақтар мен кенелердің пайда болуына әкеледі. Дрозофила жұмыртқасының көлеміндей кене оның негізгі жауы болып табылады. Кенелер және саңырауқұлақтармен күресудің басты жолы ыдыстар мен жабдықтардың таза күйде болуы, ыдыстарды, пробиркаларды және термостатты ұдайы стерилдеу. Мақталы пробкаларды термостатта 1000 температурада немесе автоклавта стерилдейді.
Өңездер пайда болғанда 3-4 рет жуып жаңа қоректік ортасы бар стерильді стақандарға ауыстырады. Антисептика ережелерін қоректік ортаны дайындағанда және құйғанда сақтау керек.
Дрозофиламен жұмыс істеуді оларды эфирмен ұйықтатқаннан кейін жүргізеді. Шыбындармен жұмыс істеудің маңызды бөлігінің бірі оларды стақаннан ұйықтататын морилкаға ауыстыру. Ол үшін стақанның қабырғасын бармақтармен байқап соғып шыбындарды пробканың қарама-қарсы бұрышына ауыстырады, тез ашып оны морилканың тесігіне қойып барлық шыбындарды эфирге батырылған мақта тампоны бар морилкаға ауыстырып пробкамен жабады. Шыбындарды ұйықтатқаннан кейін ақ шыныға немесе тығыз ақ қағазға салып қажетті жұмыстарды жүргізеді. Көп дозада шыбындар 3 - 5 мин кейін эфир тамшысынан тез өледі. Сондықтан, морилка пробкасындағы тампон эфирге көп батырылмауы керек. Шыбынның өлуінің белгісі – қанаттарының жоғары және әр түрлі жаққа жайылуы, аяқтарының созылуы. Толық зерттелген мутантты линиялардың өміршеңділігі жақсы болып келеді, олардың хромосомдағы гендерінің орны нақты анықталған. Кёли мутациясы жағдайында геннің орналасуы дәл анықталмаған. Бастапқы жабайы түр денесінің сары-сұр түсімен, ұзын қанаттарымен және ашық қызыл көзімен сипатталады. Айтылған белгілер доминантты болып табылады.
Мутантты линияларда жабайының әрбір белгісіне түрдің өзгерген белгісі сәйкес келеді. Мысалы, шыбынның эбони линиясы сары-сұр болмай қара болады. Уайт линиясының шыбындары жабайы түрдің ашық қызыл көзіне қарама-қарсы ақ түсті болады. Мұндай альтернативті белгілер мен гендер аллельді деп аталады. Аллельді гендер – бастапқы (жабайы) түрдің бір генінің өзгерген түрі.