Unterschied zwischen Genotyp und Phänotyp

Die Konzepte von Genotyp und Phänotyp sind grundlegend in Biologie und Genetik. Trotz der engen Verwandtschaft gibt es viele Unterschiede zwischen Genotyp und Phänotyp, da es sich um zwei Begriffe handelt, die sich auf sehr unterschiedliche Merkmale beziehen, die ein Lebewesen charakterisieren. Während der Begriff Genotyp die genetische Konstitution eines Individuums , also die Art seiner Gene, umfasst, ist der Phänotyp die äußere Manifestation dieses Genotyps, die nicht nur eine Folge des Genotyps, sondern anderer Faktoren ist, die normalerweise darin enthalten sind der allgemeine Begriff „Umwelt“. Somit ist der Phänotyp die Menge beobachtbarer Merkmale eines Individuums , entweder mit bloßem Auge oder durch verschiedene Analysemethoden.

Um die Unterschiede zwischen Phänotyp und Genotyp besser zu verstehen, ist es notwendig, jeden Begriff vollständiger zu definieren.

Genotyp-Definition

Der Begriff Genotyp setzt sich aus den griechischen Begriffen genos , was Geburt bedeutet, und Typen , was Merkmal bedeutet, zusammen. Obwohl dies „das Mal“ zu bedeuten scheint, das ein Individuum von seiner „Geburt“ an hat, ist es nicht genau so. Der Teil des Begriffs, der aus dem Griechischen genos stammt , bezieht sich eigentlich auf die Gene, jenen Teil der Zelle, aus dem die vererbbaren Eigenschaften von Lebewesen „geboren“ zu sein scheinen. Der Genotyp ist also die Menge aller besonderen Versionen aller Gene, die ein Individuum seit seiner Geburt hat .

Der Genotyp umfasst das gesamte genetische Material eines Individuums, einschließlich der exprimierten und nicht exprimierten Gene, der rein regulatorischen Teile der DNA-Sequenz und sogar der Teile, deren Zweck noch nicht bekannt ist.

Homozygot und heterozygot: zwei Begriffe, die sich auf den Genotyp beziehen

Mit Ausnahme der Gameten haben alle Zellen diploider Organismen zwei Versionen all ihrer Gene, bekannt als Allele. Eine Population kann mehrere Allele für ein bestimmtes Gen haben, aber das Individuum hat nur zwei. Die bestimmten Allele, die ein Individuum besitzt, können gleich oder unterschiedlich sein, was zu zwei Versionen für jedes Gen führt, homozygot ( gleiche Allele) und heterozygot (unterschiedliche Allele).

Die Begriffe homozygot und heterozygot beziehen sich streng auf den Genotyp, aber nicht unbedingt auf den Phänotyp. Dies liegt daran, dass bei vollständiger Dominanz sowohl der dominante Homozygote als auch der Heterozygote denselben Phänotyp aufweisen .

Definition von Phänotyp

Der Begriff Phänotyp kommt auch von zwei griechischen Begriffen, in diesem Fall Phainein , was „zeigen“ und wiederum „Typen“ bedeutet. Die wörtliche Bedeutung des Wortes Phänotyp ist also „die Zeichen, die gezeigt werden“, was in diesem Fall mit dem eigentlichen Konzept des Begriffs übereinstimmt. In diesem Sinne kann der Phänotyp als die Menge beobachtbarer Merkmale eines Individuums definiert werden. Anfangs bezog es sich ausschließlich auf mit bloßem Auge beobachtbare Verhaltensweisen und Merkmale wie Augenfarbe, Haarfarbe, Größe usw., aber heute wurde es auf viel mehr ausgedehnt. Tatsächlich hängen viele Faktoren, die heute als phänotypische Merkmale gelten, mit Merkmalen zusammen, die nur indirekt beobachtet werden können, wie z. B. die Blutgruppe, die eine Laboruntersuchung erfordert.

Andere phänotypische Merkmale gehen sogar noch weiter und beziehen sich beispielsweise direkt auf die Expression bestimmter Proteine ​​in einer Zelllinie oder auf die Fähigkeit, ein bestimmtes Kohlenhydrat zu metabolisieren oder nicht.

Beziehung zwischen Phänotyp und Genotyp

Der Phänotyp und der Genotyp sind eng miteinander verwandt. Die meisten Eigenschaften, die beispielsweise eine Person charakterisieren, können von Generation zu Generation weitergegeben werden, und diese Informationen werden zusammen mit den Genen weitergegeben. Tatsächlich bestimmt in einigen Fällen der Genotyp den Phänotyp. Dies ist jedoch nicht immer der Fall, da neben der Genetik auch Umweltfaktoren den Phänotyp stark beeinflussen.

Betrachten Sie als Beispiel einen reinrassigen Welpen mit einem tadellosen Stammbaum, der über 20 Generationen von Hundeausstellungschampions zurückverfolgt werden kann. Es ist klar, dass dieses Individuum das gesamte genetische Potenzial (dh den Genotyp) hat, um ein Champion zu werden. Wenn der Welpe jedoch nicht gut ernährt wird (schlechte Ernährung), wird er nicht die ideale Größe erreichen und wahrscheinlich keine gute Knochen- und Muskelstruktur entwickeln oder sein Fell wird nicht schön sein. Wenn die Menschen, die es aufziehen, außerdem nicht dafür sorgen, dass es in einer geeigneten Umgebung, geschützt vor Witterungseinflüssen und in einem seiner Fellart entsprechenden Klima (Umweltfaktoren) ist, kann es sein, dass es nicht einmal das Erwachsenenalter erreicht.

Betrachten wir nun systematisch die Unterschiede zwischen Genotyp und Phänotyp.

Unterschiede zwischen Genotyp und Phänotyp

Beispiele, die den Unterschied zwischen Genotyp und Phänotyp veranschaulichen

Wie bereits erwähnt, umfasst der Genotyp alle Gene eines Individuums, und es ist unrealistisch zu glauben, dass ein Beispiel gegeben werden kann, das den gesamten Genotyp eines Individuums zeigt. Dasselbe lässt sich über den Phänotyp sagen. Stattdessen konzentrieren sich die folgenden Beispiele auf ein oder zwei Gene und ein oder zwei Merkmale gleichzeitig.

Farbe Kaninchenfell

Der Fall der Kaninchenfellfarbe ist ein Beispiel für mehrere Allele für dasselbe Merkmal (siehe Anfangsfoto). Kaninchen haben vier Allele, die sind:

• C ⁺ (Braunes Fell, ist am häufigsten und dominiert alle anderen).
• c ^ch (Chinchilla-Phänotyp: weißes Fell mit schwarzen Spitzen).
• c ^h (Himalaya-Phänotyp: weißer Körper und schwarze Extremitäten).
• c (Albino-Phänotyp).

Der Genotyp eines bestimmten Kaninchens wird durch die Kombination von zwei der vier vorhandenen Allele gebildet, es gibt also 16 verschiedene mögliche Genotypen. Darüber hinaus besteht zwischen einigen Allelen eine Dominanzbeziehung und in anderen Fällen eine unvollständige Dominanz.

Beispielsweise haben alle Genotypen C ⁺ C ⁺ , C ⁺ c ^ch , C ⁺ c ^h und C ⁺ c denselben Phänotyp mit braunem Fell, was den Unterschied zwischen Genotyp und Phänotyp deutlich macht.

die Farbe der Mäuse

Die wilde Farbe des Fells von Mäusen ist braun und wird durch das A-Allel ihres jeweiligen Gens bestimmt. Das rezessive Allel erzeugt schwarze Mäuse. Keine dieser Farben wird jedoch beobachtet, wenn die Maus zwei rezessive Allele für ein zweites Gen (C) hat, das für die Erzeugung der Pigmentierung in der Maus verantwortlich ist. Im letzteren Fall ist die Maus Albino. Dies ist ein Beispiel für Epistase, und das Ergebnis ist, dass es neun verschiedene Genotypen gibt, die die Fellfarbe bestimmen, aber nur 3 Phänotypen:

Blutgruppen

Ein deutliches Beispiel für den Unterschied zwischen Genotyp und Phänotyp sind die Blutgruppen beim Menschen. . In Bezug auf den Genotyp haben wir alle zwei Kopien des Gens, sei es das I ^{A –} , I ^B – und das i -Allel. Zwei von ihnen sind kodominant (I ^A und I ^B ), während die andere rezessiv ist (i).

Nachfolgend sind alle möglichen Genotypen für die Blutgruppe zusammen mit ihrem jeweiligen Phänotyp aufgeführt:

Hier kann einer der Unterschiede zwischen Genotyp und Phänotyp beobachtet werden, und zwar ist der Phänotyp zwar durch einen einfachen Bluttest leicht zu bestimmen (es ist ein beobachtbares Merkmal), aber nur die AB- und 0-Phänotypen weisen auf den Genotyp hin in den beiden anderen Fällen ist es ohne genetische Analyse oder ohne Beobachtung der Nachkommen nicht möglich festzustellen, ob es sich um ein heterozygotes oder homozygotes Individuum handelt.