模式生物的特點有:
1)生理特征能夠代表生物界的某一大類群;
2)容易獲得并易于在實驗室內飼養(yǎng)繁殖;
3)容易進行實驗操作,特別是遺傳學分析.
常見的模式生物有:
[海膽]sea urchin
是最早被使用的模式生物,主要用于早期發(fā)育生物學(受精,早期胚胎發(fā)育).
1891年,Hans Driesh在顯微鏡下把剛剛完成第一次卵裂的海膽胚胎一分為二,發(fā)現分開后的兩個細胞各自形成了一個完整幼蟲,證明了胚胎具有調整發(fā)育的能力.為現代發(fā)育生物學奠定了第一塊觀念里程碑.
[黑腹果蠅]fruit fly,Drosophila melanogaster
主要用于遺傳和發(fā)育研究
其特點為:繁殖迅速,染色體巨大,易于進行基因定位.
由14個體節(jié)構成的軀干完全對稱,一套基因控制了這些體節(jié)從上到下的發(fā)生過程,這套基因普遍存在于從昆蟲到人的基因組中,是決定機體左右對稱布局形成的最基本因素.
[秀麗隱桿線蟲]nematode,Caenorhaditis elegans
特點:1)通身透明,長不過1mm
2)身體中所有細胞能被逐個盤點并各歸其類
幼蟲:556個體細胞,2個原始生殖細胞
成蟲:雌雄同體成蟲:959個體細胞,2000個生殖細胞
雄性成蟲(偶見):1031個體細胞,1000個生殖細胞
3)生命周期短,從生到死僅為三天半,使得不間斷地觀察并追蹤每個細胞的演變成為可能
4)把線蟲浸泡到含有核酸的溶液中可實現基因導入
[酵母]
特點:1)是單細胞生物,可在基本培養(yǎng)基上生長,可通過改變物理或化學環(huán)境完全控制其生長
2)在單倍體和二倍體的狀態(tài)下均可生長,并可在實驗條件下控制單倍體和二倍體之間的相互轉換,這對其基因功能的研究十分有利
3)有將近31%編碼蛋白質的基因或ORF與哺乳動物編碼蛋白質的基因有高度的同源性
[斑馬魚]zebrafish和[非洲爪蟾]south African clawed toad
是目前最常用的兩種模式低等脊椎動物
斑馬魚特點:1)產卵多,繁殖迅速
2)胚胎通體透明,是進行胚胎發(fā)育機理和基因組研究的好材料
非洲爪蟾特點:1)卵母細胞體積大,數量多,易于顯微操作,還可制成具有生物活性的無細胞體系,易于生化分析,在卵母細胞減數分裂機理研究中有重要作用
[小鼠]mouse
17世紀開始用于解剖學和動物實驗,經長期人工飼養(yǎng)選擇培育,已育成千余個獨立的遠交群和近交系,是生物醫(yī)學研究中廣泛使用的模式生物,是當今世界上研究最詳盡的哺乳類實驗動物.1999年,美英幾家大型科研機構成立了老鼠基因組測序的合作團體,2002年8月公布了老鼠基因組物理圖譜的框架,完整的老鼠基因組圖譜預計于2005年完成.