Begrepet fenotype betyr bokstavelig talt "den viste form", og kan defineres som settet med synlige egenskaper ved en organisme som er et resultat av uttrykket av dens gener og dets interaksjon med miljøet som omgir den.
I følge Manher og Kary i 1997 er fenotypen av en organisme ganske enkelt et sett med alle typer egenskaper eller karakterer som den eller et av dens undersystemer besitter. Det refererer til alle typer fysiske, fysiologiske, biokjemiske, økologiske eller til og med atferdsegenskaper.
Fenotypisk variasjon i menneskets øyenfarge (Kilde: LeuschteLampe via Wikimedia Commons)
Denne forfatteren vurderer da at enhver fenotype er et resultat av uttrykk for en undergruppe i genotypen til en organisme som utvikler seg i et bestemt miljø.
Regnet som "genetikkens far", var Gregor Mendel, for mer enn 150 år siden, den første som studerte og beskrev de arvelige egenskapene til organismer, bare uten å tegne de moderne begrepene som brukes i dag.
Det var i det første tiåret av 1900-tallet at Wilhelm Johannsen introduserte de grunnleggende begrepene fenotype og genotype for vitenskapen. Siden da har disse vært gjenstand for mye debatt, siden forskjellige forfattere bruker dem til forskjellige formål, og noen tekster presenterer visse uoverensstemmelser angående bruken.
Fenotypiske egenskaper
Fra noen forfatteres synspunkt er fenotypen det fysiske uttrykket til en karakter hos et individ og er genetisk bestemt. De fleste fenotyper er produsert av samordnet virkning av mer enn ett gen, og det samme genet kan delta i etableringen av mer enn en spesifikk fenotype.
De fenotypiske egenskapene kan tenkes på forskjellige nivåer, siden man kan snakke om en art, en populasjon, et individ, et system i nevnte individ, cellene i hvilke som helst av deres organer og til og med proteiner og organeller. interne celler i en gitt celle.
Hvis vi for eksempel snakker om en fugleart, kan det defineres mange fenotype egenskaper: fjærfarge, sanglyd, etologi (oppførsel), økologi osv., Og disse og andre egenskaper kan skilles ut i enhver populasjon av dette arter.
Dermed er det lett å sikre at et individ av denne hypotetiske fuglearten også vil ha fenotypiske egenskaper som vil gjøre den synlig og kvantifiserbar forskjellig fra andre individer i samme populasjon, både på makro- og mikroskopisk nivå.
Dette gjelder for alle levende organismer: encellede eller flercellede, dyr eller planter, sopp, bakterier og archaea, siden det ikke er to identiske individer, selv om de deler de samme DNA-sekvensene.
Fenotypiske forskjeller
To individer kan ha lignende fenotype egenskaper som ikke er et resultat av ekspresjonen av de samme genene. Selv om to individer kommer fra en organisme hvis reproduksjon er aseksuell ("kloner"), vil disse to imidlertid aldri være fenotypisk identiske.
Dette faktum skyldes det faktum at det er flere mekanismer som regulerer de fenotypiske egenskapene til en organisme som ikke er avhengig av modifiseringen av den genomiske DNA-sekvensen; det vil si at de deltar i reguleringen av uttrykket av gener som vil diktere en viss fenotype.
Disse mekanismene er kjent som epigenetiske mekanismer ("epi" fra det greske prefikset "on" eller "in"); og generelt har de å gjøre med metylering (tilsetning av en metylgruppe (CH3) til cytosinbasen av DNA) eller med modifisering av kromatin (komplekset med proteiner histoner og DNA som utgjør kromosomer).
Genotypen inneholder alle genetiske instruksjoner som er nødvendige for konstruksjon av alle typer vev i et dyr eller en plante, men det er epigenetikk som avgjør hvilke instruksjoner som "leses" og utføres i hvert tilfelle, noe som gir opphav til observerbar fenotype av hver enkelt person.
Epigenetiske mekanismer blir ofte kontrollert av miljøfaktorene som et individ hele tiden blir utsatt for i løpet av livssyklusen. Imidlertid kan disse mekanismene gå fra en generasjon til en annen uavhengig av om den opprinnelige stimulansen er fjernet.
Selv om mange fenotype forskjeller har å gjøre med tilstedeværelsen av en annen underliggende genotype, spiller epigenetikk også en viktig rolle i å regulere ekspresjonen av genene som er inneholdt der.
Forskjeller med genotypen
Fenotypen refererer til ethvert kjennetegn som kommer til uttrykk i en organisme som bor i et bestemt miljø som et resultat av uttrykk for et sett med gener i den. På den annen side har genotypen å gjøre med kompendiet til arvelige gener som en organisme besitter, enten de kommer til uttrykk eller ikke.
Genotypen er en ufravikelig egenskap, siden settet med gener som en organisme arver i utgangspunktet er det samme fra unnfangelse til død. Fenotypen derimot kan og endres kontinuerlig gjennom individers liv. Genotype-stabilitet innebærer således ikke en invariant fenotype.
Til tross for disse forskjellene og til tross for den store miljøpåvirkningen som finnes, er det mulig å utlede en fenotype ved å analysere dens genotype, siden dette i første omgang er den som bestemmer fenotypen. Kort fortalt er genotypen det som bestemmer potensialet for utvikling av fenotypen.
eksempler
Et godt eksempel på påvirkning fra miljømiljøet på etablering av en fenotype er den som forekommer i identiske tvillinger (monozygotisk) som deler alt sitt DNA, for eksempel livmoren, familien og hjemmet; og likevel viser de diametralt motsatte fenotypiske egenskaper i oppførsel, personlighet, sykdommer, IQ og andre.
Bakterier er et annet klassisk eksempel på miljørelatert fenotypisk variasjon, siden de har komplekse mekanismer for å reagere på raskt og kontinuerlig skiftende miljøforhold. Av denne grunn er det mulig å finne stabile underpopulasjoner som presenterer forskjellige fenotyper i samme bakteriepopulasjon.
Planter kan betraktes som de organismer som mest utnytter epigenetiske mekanismer for fenotypekontroll: en plante som vokser i et fuktig og varmt miljø, har forskjellige egenskaper (fenotype) enn de som den samme planten vil vise i et kaldt og tørt miljø, for eksempel.
Et eksempel på fenotype er også formen og fargen på blomster i planter, størrelsen og formen på vingene i insekter, fargen på øynene hos mennesker, fargen på pelsen til hunder, størrelsen og formen til status av mennesker, farge på fisk, etc.
referanser
- Griffiths, A., Wessler, S., Lewontin, R., Gelbart, W., Suzuki, D., & Miller, J. (2005). En introduksjon til genetisk analyse (8. utg.). Freeman, WH & Company.
- Klug, W., Cummings, M., & Spencer, C. (2006). Concepts of Genetics (8. utg.). New Jersey: Pearson Education.
- Mahner, M., & Kary, M. (1997). Hva er genener, genotyper og fenotyper? Og hva med fenomener? J. Theor. Biol., 186, 55-63.
- Pierce, B. (2012). Genetikk: en konseptuell tilnærming. Freeman, WH & Company.
- Rodden, T. (2010). Genetics For Dummies (2. utg.). Indianapolis: Wiley Publishing, Inc.
- Smits, WK, Kuipers, OP, & Veening, J. (2006). Fenotypisk variasjon i bakterier: rollen som tilbakemeldingsregulering. Nature Reviews Microbiology, 4, 259–271.
- Szyf, M., Weaver, I., & Meaney, M. (2007). Mødreomsorg, epigenomet og fenotypiske atferdsforskjeller. Reproduksjonstoksikologi, 24, 9–19.
- Wong, AHC, Gottesman, II, & Petronis, A. (2005). Fenotypiske forskjeller i genetisk identiske organismer: det epigenetiske perspektivet. Human Molecular Genetics, 14 (1), 11–18.