O estudo de mecanismos celulares, genes, hereditariedade e desenvolvimento dos seres vivos apenas foram possíveis devido à utilização de organismos modelo. Organismos modelo são seres cujo genoma é conhecido e que possuem mecanismos genéticos comuns a um grande grupo de organismos relacionados. Gregor Mendel foi o primeiro a realizar estudos com recurso a este tipo de organismos, utilizando modelos de Pisum sativum.
Características
A escolha destes organismos é feita tendo em conta as suas propriedades biológicas, o seu pequeno tamanho (possibilitando o seu crescimento em laboratório), o seu curto tempo de vida (possibilitando tanto o estudo do organismo em toda a sua vida como o estudo de várias gerações) e a facilidade de cruzamentos sob condições simples de controlo.
Organismos modelo utilizados
Devido há diversidade de complexidade entre os seres vivos dos diferentes reinos, houve a necessidade de estabelecer um leque de organismos modelo para tornar possível o estudo de uma ampla gama de características biológicas. Entre eles estão:
- nos vírus, os bacteriófagos são os escolhidos. Sendo vírus que infetam bactérias, são utilizados com o intuito de estudar a estrutura física e química do DNA, o mecanismo de replicação do DNA e as mutações;
- nos procariotas, utiliza-se a bactéria Escherichia coli. Não tendo membrana nuclear nem compartimentos intracelulares, possui a vantagem de ser um dos poucos seres vivos capaz de produzir todas substâncias necessárias ao seu metabolismo a partir de compostos básicos;
- nos eucariotas vários modelos são utilizados:
- Saccharomyces cerevisiae (levedura), é um organismo unicelular que tem a características de se poder reproduzir de forma assexuada, por divisão de células haploides, ou sexualmente, por fusão de duas células;
- Neurospora (fungo filamentoso), é utilizado pois é um organismo haploides que contém oito esporos em disposição linear que refletem o pareamento dos cromossomas e a síntese de novos filamentos cromossómicos durante a meiose;
- Arabidopsis thaliana (organismo multicelular), que contém um genoma de apenas cinco cromossomas e é ideal para estudar a estrutura do genoma, o desenvolvimento das plantas superiores e comparar o desenvolvimento entre planas e animais;
- Drosophila melanogaster (organismo multicelular), contendo apenas quatro cromossomas, durante o seu desenvolvimento produz segmentos corporais que se assemelham aos dos invertebrados e vertebrados;
- Caenorhabditis elegans (organismo multicelular) é utilizada para estudos de desenvolvimento pois as suas células embrionárias dão origem a células progenitoras que irão formar regiões específicas já conhecidas e;
- Mus musculus (organismo multicelular), foi (e continua a ser) de grande importância no estudo do sistema imunológico uma vez que é muito semelhante ao do organismo humano.
Apesar da diversidade de organismos, todos tendem a apresentar genomas e mecanismos genéticos similares, tornando possível que os estudos em organismos modelos possam ser parcialmente extrapolados para todas as outras espécies.
References:
Griffiths A.J.F., Wessler S.R., Lewontin R.C., Gelbart W.M., Suzuki D.T., Miller J.H. (2004). An Introduction to Genetic Analysis (8ª edição). W. H. Freeman, New York.
