Muchy i owce, czyli ewolucja w akcji

Kiedy muchy uzyskały oporność na diazinon?
Muchy i owce,
czyli ewolucja
w akcji
Zbadano DNA much ze zbiorów muzealnych
sprzed ponad 75 lat (długo przed stosowaniem
diazinonu). We wszystkich badanych próbkach
w pozycji 707 genu kodującego enzym
hydrolizujący diazinon znaleziono tylko
guaninę, czyli nukleotyd, który dziś spotyka
się tylko u much wrażliwych na diazinon.
Muchy Lucilia cuprina, kuzynki muchy
domowej, składają jaja na skórze
owiec. Rozwijające się tam larwy
sprzyjają zakażeniom, które mogą
prowadzić nawet do śmierci zwierząt.
Lucilia cuprina jest szkodnikiem w
Australii i Nowej Zelandii, gdzie hodowla
owiec jest ważną gałęzią gospodarki.
Przeciwko tym pasożytom stosuje się środek
owadobójczy - diazinon - który blokuje enzym
kluczowy dla prawidłowego działania układu
nerwowego owadów. Pojawienie się
i rozprzestrzenienie mutacji zapewniającej muchom
oporność na diazinon ilustruje mechanizm działania
jednego z podstawowych mechanizmów ewolucji:
doboru naturalnego.
1965
or
op
w
żli
e
W jaki sposób muchy uzyskały
oporność na diazinon?
Początek stosowania diazinonu
S
N
O
P
O
O
Pomysł i treść: Jarek Bryk [email protected]; ilustracje (oprócz owiec) i konsultacje: Dean Madden
Podstawowe źródła: www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/, artykuły nr 9207114, 16723400, 1678899, 17703238 i 8635885
Muchy wrażliwe na diazinon mają mało efektywną
formę enzymu E3 hydrolizującego ten środek
owadobójczy. U much opornych w DNA kodującym
ten enzym zaszła mutacja: guaninę w pozycji 707
sekwencji genu LcaE7 zastąpiła adenina.
Doprowadziło to do zmiany sekwencji
aminokwasowej białka kodowanego
przez ten gen: glicyna w pozycji 137
enzymu została zastąpiona
asparaginianem (Gly137Asp).
Na skutek tej zmiany enzym
hydrolizujący diazinon stał
się 55-krotnie aktywniejszy,
co zapewniło muchom
oporność.
ne
a
wr
1958
95% populacji jest oporna
hy
uc
m
hy
uc
m
Gen LcaE7
G T G G TG G TT T
C A C C AC C AA A
Gly
N
1970
Pierwsze przypadki oporności
G T G G TG A TT T
C A C C AC T AA A
Enzym E3
Gly137Asp
Asp