模式生物的特点与常见模式生物

模式生物的特点有 :

1) 生理特征能够代表生物界的某一大类群 ;

2) 容易获得并易于在实验室内饲养繁殖 ;

3) 容易进行实验操作 , 特别是遗传学分析 .

常见的模式生物有 :

[ 海胆 ]sea urchin

是最早被使用的模式生物 , 主要用于早期发育生物学 ( 受精 , 早期胚胎发育 ).

1891 年 ,Hans Driesh 在显微镜下把刚刚完成第一次卵裂的海胆胚胎一分为二 , 发现分开后的两个细胞各自形成了一个完整幼虫 , 证明了胚胎具有调整发育的能力 . 为现代发育生物学奠定了第一块观念里程碑 .

[ 黑腹果蝇 ]fruit fly,Drosophila melanogaster

主要用于遗传和发育研究

其特点为 : 繁殖迅速 , 染色体巨大 , 易于进行基因定位

由 14 个体节构成的躯干完全对称 , 一套基因控制了这些体节从上到下的发生过程 , 这套基因普遍存在于从昆虫到人的基因组中 , 是决定机体左右对称布局形成的最基本因素 .

[ 秀丽隐杆线虫 ]nematode,Caenorhaditis elegans

特点 :1) 通身透明 , 长不过 1mm

2) 身体中所有细胞能被逐个盘点并各归其类

幼虫 :556 个体细胞 ,2 个原始生殖细胞

成虫 : 雌雄同体成虫 :959 个体细胞 ,2000 个生殖细胞

雄性成虫 ( 偶见 ):1031 个体细胞 ,1000 个生殖细胞

3) 生命周期短 , 从生到死仅为三天半 , 使得不间断地观察并追踪每个细胞的演变成为可能

4) 把线虫浸泡到含有核酸的溶液中可实现基因导入

[ 酵母 ]

特点 :1) 是单细胞生物 , 可在基本培养基上生长 , 可通过改变物理或化学环境完全控制其生长

2) 在单倍体和二倍体的状态下均可生长 , 并可在实验条件下控制单倍体和二倍体之间的相互转换 , 这对其基因功能的研究十分有利

3) 有将近 31% 编码蛋白质的基因或 ORF 与哺乳动物编码蛋白质的基因有高度的同源性

[ 斑马鱼 ]zebrafish 和 [ 非洲爪蟾 ]south African clawed toad

是目前最常用的两种模式低等脊椎动物

斑马鱼特点 :1) 产卵多 , 繁殖迅速

2) 胚胎通体透明 , 是进行胚胎发育机理和基因组研究的好材料

非洲爪蟾特点 :1) 卵母细胞体积大 , 数量多 , 易于显微操作 , 还可制成具有生物活性的无细胞体系 , 易于生化分析 , 在卵母细胞减数分裂机理研究中有重要作用

[ 小鼠 ]mouse

17 世纪开始用于解剖学和动物实验 , 经长期人工饲养选择培育 , 已育成千余个独立的远交群和近交系 , 是生物医学研究中广泛使用的模式生物 , 是当今世界上研究最详尽的哺乳类实验动物 .1999 年 , 美英几家大型科研机构成立了老鼠基因组测序的合作团体 ,2002 年 8 月公布了老鼠基因组物理图谱的框架 , 完整的老鼠基因组图谱预计于 2005 年完成 .