Modelový organismus
Modelový organismus je nelidský druh, který je studován po mnoho let a je o něm získáváno mnoho poznatků, aby bylo možné pochopit základní biologické jevy. Doufá se, že objevy učiněné na modelovém organismu umožní nahlédnout do fungování jiných organismů.
Modelové organismy se hojně využívají zejména při testování na zvířatech ke zkoumání možných příčin a způsobů léčby lidských onemocnění v případech, kdy by pokusy na lidech byly nemožné nebo méně etické.
Tuto strategii umožňuje podobnost všech živých organismů. Jsou si podobné díky společnému původu a zachování metabolických a vývojových drah a genů v průběhu evoluce.
Escherichia coli je modelový gramnegativní prokaryotický organismus.
Drosophila melanogaster, jeden z nejznámějších objektů pro experimenty v genetice.
Modelové organismy v genetice
Drosophila melanogaster
Drosophila melanogaster byla jedním z prvních živočichů používaných v genetice. Dnes je jedním z nejpoužívanějších a geneticky nejznámějších eukaryotických organismů.
Všechny organismy používají společné genetické systémy; pochopení transkripce a replikace u ovocných mušek pomáhá porozumět těmto procesům u ostatních eukaryot, včetně člověka.
Studie znaků vázaných na chromozom X potvrdily, že geny se nacházejí na chromozomech. Studie vázaných znaků vedly k prvním mapám genetických lokusů na chromozomech. První mapy chromozomů drozofily vytvořil Alfred Sturtevant.
Drosophila melanogaster je jedním z nejstudovanějších organismů v biologickém výzkumu, zejména v genetice a vývojové biologii. Její kompletní genom byl sekvenován a poprvé publikován v roce 2000.
Protože je o jeho vývoji od vajíčka přes larvu až po dospělce známo mnoho, je klíčovým modelem pro vývojovou genetiku neboli evo-devo. Geny hox neboli homeoboxy, které řídí vývoj u metazoí, byly vypracovány nejprve u drozofily.
Escherischia coli
V roce 1946 Joshua Lederberg a Edward Tatum poprvé popsali jev známý jako bakteriální konjugace na modelové bakterii Escherichia coli.
E. coli byla nedílnou součástí prvních pokusů o pochopení fágové genetiky a první výzkumníci, jako například Seymour Benzer, používali E. coli a fága T4 k pochopení topografie genové struktury. Před Benzerovým výzkumem se nevědělo, zda má gen lineární strukturu, nebo zda se větví.
E. coli byla jedním z prvních organismů, jejichž genom byl sekvenován; kompletní genom E. coli K12 byl publikován v časopise Science v roce 1997.
Dlouhodobé evoluční experimenty s bakterií E. coli, které zahájil Richard Lenski v roce 1988, umožnily přímé pozorování velkých evolučních změn v laboratoři.
Další modelové organismy
- Viry
- Fág Lamda
- Virus tabákové mozaiky
- Protisté
- Emiliana huxlei: kokolithoforová řasa, hojně studovaná jako modelový druh fytoplanktonu.
- Chlamydomonas reinhardtii
- Houby
- Aspergillus nidulans
- Neurospora crassa
- Rostliny
- Arabidopsis thalliana
- Zea mays Kukuřice
- Pisum sativum, Hrách
- Zvířata
- Caenorhabditis elegans, hlístice
- Tribolium castaneum, moučný brouk
- Drosophila melanogaster
- Myš Mus musculus
- Rattus norvegicus, norská krysa
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to modelový organismus?
A: Modelový organismus je nelidský druh, který je po mnoho let studován za účelem pochopení základních biologických jevů.
Otázka: Proč se studují modelové organismy?
Odpověď: Modelové organismy se studují proto, aby se o nich nashromáždilo velké množství poznatků, které umožní pochopit, jak fungují jiné organismy.
Otázka: Jakou naději mají objevy učiněné na modelových organismech?
Odpověď: Naděje spočívá v tom, že objevy učiněné na modelových organismech umožní nahlédnout do fungování jiných organismů.
Otázka: Jak se modelové organismy používají při testování na zvířatech?
Odpověď: Modelové organismy se hojně využívají při testování na zvířatech ke zkoumání možných příčin a způsobů léčby lidských onemocnění v případech, kdy by pokusy na lidech byly nemožné nebo méně etické.
Otázka: Co umožňuje používání modelových organismů při testování na zvířatech?
Odpověď: Používání modelových organismů při testování na zvířatech je možné díky podobnosti všech živých organismů.
Otázka: Proč jsou si všechny živé organismy podobné?
Odpověď: Všechny živé organismy jsou si podobné díky společnému původu a zachování metabolických a vývojových drah a genů v průběhu evoluce.
Otázka: Jaký přínos má zachování metabolických a vývojových drah a genů v průběhu evoluce?
Odpověď: Výhodou zachování metabolických a vývojových drah a genů v průběhu evoluce je, že umožňuje podobnost mezi živými organismy, což následně umožňuje použití modelových organismů při testování na zvířatech.
