Modellorganismus
Ein Modellorganismus ist eine nicht-menschliche Spezies, die über viele Jahre studiert wird und über die viel Wissen aufgebaut wird, um grundlegende biologische Phänomene zu verstehen. Man hofft, dass die im Modell gemachten Entdeckungen Einblick in die Funktionsweise anderer Organismen geben werden.
Insbesondere werden Modellorganismen in Tierversuchen weithin verwendet, um mögliche Ursachen und Behandlungen für menschliche Krankheiten zu erforschen, wenn ein Experiment am Menschen unmöglich oder weniger ethisch vertretbar wäre.
Diese Strategie wird durch die Ähnlichkeiten aller lebenden Organismen ermöglicht. Sie ähneln sich aufgrund ihrer gemeinsamen Abstammung und der Erhaltung von Stoffwechsel- und Entwicklungswegen und Genen im Laufe der Evolution.
Escherichia coli ist ein gramnegativer prokaryotischer Modellorganismus
Drosophila melanogaster , eine der berühmtesten Versuchspersonen für genetische Experimente
Modellorganismen in der Genetik
Drosophila melanogaster
Drosophila melanogaster war eines der ersten Tiere, die für die Genetik verwendet wurden. Heute ist sie eine der am weitesten verbreiteten und genetisch bekanntesten aller eukaryotischen Organismen.
Alle Organismen verwenden gemeinsame genetische Systeme; das Verständnis der Transkription und Replikation bei Fruchtfliegen hilft, diese Prozesse bei anderen Eukaryonten, einschließlich des Menschen, zu verstehen.
Studien über X-chromosomale Merkmale bestätigten, dass Gene auf Chromosomen gefunden werden. Studien über verbundene Merkmale führten zu den ersten Karten von genetischen Loci auf Chromosomen. Die ersten Karten von Drosophila-Chromosomen wurden von Alfred Sturtevant erstellt.
Drosophila melanogaster ist einer der am meisten untersuchten Organismen in der biologischen Forschung, insbesondere in der Genetik und Entwicklungsbiologie. Ihr vollständiges Genom wurde sequenziert und erstmals im Jahr 2000 veröffentlicht.
Da viel über seine Entwicklung vom Ei über die Larve bis zum Erwachsenen bekannt ist, ist es ein Schlüsselmodell für die Entwicklungsgenetik oder Evo-Devo. Die Hox-Gene oder Homöobox-Gene, die die Entwicklung bei Metazoen steuern, wurden zunächst bei Drosophila herausgearbeitet.
Escherischia coli
1946 beschrieben Joshua Lederberg und Edward Tatum erstmals das als Bakterienkonjugation bekannte Phänomen unter Verwendung von Escherichia coli als Modellbakterium.
E. coli war ein integraler Bestandteil der ersten Experimente zum Verständnis der Phagengenetik, und frühe Forscher, wie Seymour Benzer, verwendeten E. coli und den Phagen T4, um die Topographie der Genstruktur zu verstehen. Vor Benzers Forschung war nicht bekannt, ob das Gen eine lineare Struktur hatte oder ob es ein Verzweigungsmuster hatte.
E. coli war einer der ersten Organismen, dessen Genom sequenziert wurde; das vollständige Genom von E. coli K12 wurde 1997 von Science veröffentlicht.
Die von Richard Lenski 1988 begonnenen Langzeit-Evolutionsexperimente mit E. coli haben die direkte Beobachtung wichtiger evolutionärer Verschiebungen im Labor ermöglicht.
Andere Modellorganismen
- Viren
- Phage Lamda
- Tabak-Mosaik-Virus
- Protisten
- Emiliana huxlei: Coccolithophore Alge, ausführlich als Modell-Phytoplanktonart untersucht
- Chlamydomonas reinhardtii
- Pilze
- Aspergillus nidulans
- Neurospora crassa
- Pflanzen
- Arabidopsis thalliana
- Zea mays Mais
- Pisum sativum, Erbse
- Tiere
- Caenorhabditis elegans, ein Fadenwurm
- Tribolium castaneum, Reismehlkäfer
- Drosophila melanogaster
- Mus musculus, die Maus
- Rattus norvegicus, die norwegische Ratte
Fragen und Antworten
F: Was ist ein Modellorganismus?
A: Ein Modellorganismus ist eine nicht-menschliche Spezies, die über viele Jahre hinweg untersucht wird, um grundlegende biologische Phänomene zu verstehen.
F: Warum werden Modellorganismen untersucht?
A: Modellorganismen werden erforscht, um viel Wissen über sie zu sammeln und Einblicke in die Funktionsweise anderer Organismen zu gewinnen.
F: Was erhofft man sich von den Entdeckungen, die an Modellorganismen gemacht werden?
A: Man hofft, dass die Entdeckungen, die an Modellorganismen gemacht werden, Aufschluss darüber geben, wie andere Organismen funktionieren.
F: Wie werden Modellorganismen in Tierversuchen eingesetzt?
A: Modellorganismen werden häufig in Tierversuchen eingesetzt, um potenzielle Ursachen und Behandlungsmöglichkeiten für menschliche Krankheiten zu erforschen, wenn Experimente am Menschen unmöglich oder weniger ethisch wären.
F: Was ermöglicht die Verwendung von Modellorganismen in Tierversuchen?
A: Der Einsatz von Modellorganismen in Tierversuchen wird durch die Ähnlichkeiten aller lebenden Organismen ermöglicht.
F: Warum sind sich alle lebenden Organismen ähnlich?
A: Alle lebenden Organismen ähneln sich aufgrund ihrer gemeinsamen Abstammung und der Erhaltung von Stoffwechsel- und Entwicklungswegen und Genen im Laufe der Evolution.
F: Was ist der Vorteil der Erhaltung von Stoffwechsel- und Entwicklungswegen und Genen im Laufe der Evolution?
A: Der Vorteil der Erhaltung von Stoffwechsel- und Entwicklungswegen und Genen im Laufe der Evolution besteht darin, dass sie Ähnlichkeiten zwischen lebenden Organismen ermöglichen, was wiederum die Verwendung von Modellorganismen in Tierversuchen erlaubt.
