Różnica między genotypem a fenotypem

Pojęcia genotypu i fenotypu są podstawowe w biologii i genetyce. Pomimo tego, że są blisko spokrewnieni, istnieje wiele różnic między genotypem a fenotypem, ponieważ są to dwa terminy odnoszące się do bardzo różnych cech charakteryzujących żywą istotę. Podczas gdy termin genotyp obejmuje budowę genetyczną jednostki , to znaczy naturę jej genów, fenotyp jest zewnętrzną manifestacją tego genotypu, która jest konsekwencją nie tylko genotypu, ale także innych czynników, które są zwykle zawarte w genotypie. termin rodzajowy „środowisko”. Tak więc fenotyp jest zbiorem obserwowalnych cech osobnika , zarówno gołym okiem, jak i różnymi metodami analizy.

Aby lepiej zrozumieć różnice między fenotypem a genotypem, konieczne jest podanie pełniejszej definicji każdego terminu.

definicja genotypu

Termin genotyp pochodzi od połączenia greckich słów genos , co oznacza narodziny, i typów , co oznacza znamię. Chociaż wydaje się, że oznacza to „znak”, który dana osoba nosi od „urodzenia”, nie jest to dokładnie tak. Część terminu, która pochodzi od greckiego genos , w rzeczywistości odnosi się do genów, tej części komórki, z której wydają się „narodzić” dziedziczne cechy żywych istot. Tak więc genotyp jest zbiorem wszystkich poszczególnych wersji wszystkich genów, które dana osoba posiada od urodzenia .

Genotyp obejmuje cały materiał genetyczny jednostki, w tym zarówno geny, które ulegają ekspresji, jak i te, które nie są, te części sekwencji DNA, które są czysto regulacyjne, a nawet te części, które nie są jeszcze znane, do czego służą.

Homozygota i heterozygota: dwa terminy związane z genotypem

Z wyjątkiem gamet, wszystkie komórki organizmów diploidalnych mają dwie wersje wszystkich swoich genów, zwane allelami. Populacja może mieć wiele alleli dla danego genu, ale osobnik będzie miał tylko dwa. Konkretne allele, które posiada dana osoba, mogą być takie same lub różne, co prowadzi do dwóch wersji każdego genu, homozygotycznej ( te same allele) i heterozygotycznej (różne allele).

Terminy homozygota i heterozygota są ściśle związane z genotypem, ale niekoniecznie z fenotypem. Dzieje się tak, ponieważ w przypadku całkowitej dominacji dominująca homozygota i heterozygota będą miały ten sam fenotyp .

Definicja fenotypu

Termin fenotyp również pochodzi od dwóch greckich terminów, w tym przypadku Phainein , co oznacza pokazywać i znowu typy. Zatem dosłowne znaczenie słowa fenotyp to „pokazane znaki”, co w tym przypadku pokrywa się z prawdziwym pojęciem tego terminu. W tym sensie fenotyp można zdefiniować jako zbiór obserwowalnych cech jednostki. Początkowo odnosiło się ściśle do zachowań i cech widocznych gołym okiem, takich jak kolor oczu, kolor włosów, wzrost itp., ale dziś zostało rozszerzone i obejmuje znacznie więcej. W rzeczywistości wiele czynników, które są obecnie uważane za cechy fenotypowe, jest związanych z cechami, które można zaobserwować tylko pośrednio, takimi jak grupa krwi, która wymaga badań laboratoryjnych.

Inne cechy fenotypowe idą jeszcze dalej, odnosząc się bezpośrednio do ekspresji pewnych białek w linii komórkowej lub na przykład do zdolności lub braku metabolizowania określonego węglowodanu.

Związek między fenotypem a genotypem

Fenotyp i genotyp są ze sobą ściśle powiązane. Na przykład większość cech charakteryzujących osobę może być przekazywana z pokolenia na pokolenie, a informacja ta jest przekazywana wraz z genami. W rzeczywistości w niektórych przypadkach genotyp determinuje fenotyp. Jednak nie zawsze tak jest, ponieważ oprócz genetyki silny wpływ na fenotyp mają również czynniki środowiskowe.

Jako przykład rozważ rasowego szczeniaka o nienagannym rodowodzie, który można prześledzić przez 20 pokoleń zwycięzców wystaw. Oczywiste jest, że ten osobnik ma cały potencjał genetyczny (czyli genotyp), aby zostać mistrzem. Jeśli jednak szczeniak nie jest dobrze karmiony (niewłaściwe odżywianie), nie dorośnie do idealnych rozmiarów i prawdopodobnie nie rozwinie dobrej budowy kości i mięśni lub jego sierść nie będzie piękna. Dodatkowo, jeśli ludzie, którzy go hodują, nie zadbają o to, aby przebywał w odpowiednim środowisku, osłoniętym od żywiołów i w klimacie odpowiednim dla jego rodzaju futra (czynniki środowiskowe), może nawet nie dożyć dorosłości.

Przyjrzyjmy się teraz systematycznie różnicom między genotypem a fenotypem.

Różnice między genotypem a fenotypem

Przykłady ilustrujące różnicę między genotypem a fenotypem

Jak wspomnieliśmy wcześniej, genotyp obejmuje wszystkie geny osobnika i nierealistyczne jest myślenie, że można podać przykład pokazujący cały genotyp osobnika. To samo można powiedzieć o fenotypie. Zamiast tego poniższe przykłady skupiają się na jednym lub dwóch genach i jednej lub dwóch cechach jednocześnie.

kolor futra królika

Przypadek koloru futra królika jest przykładem wielu alleli dla tej samej cechy (patrz początkowe zdjęcie). Króliki mają cztery allele, którymi są:

• C ⁺ (brązowe futro, jest najpowszechniejsze i dominuje nad wszystkimi innymi).
• c ^ch (fenotyp szynszyli: białe futro z czarnymi końcówkami).
• c ^h (fenotyp himalajski: białe ciało i czarne kończyny).
• c (fenotyp albinosów).

Genotyp konkretnego królika jest tworzony przez połączenie dwóch z czterech istniejących alleli, więc istnieje 16 różnych możliwych genotypów. Ponadto istnieje związek dominacji między niektórymi allelami i niepełną dominacją w innych przypadkach.

Na przykład wszystkie genotypy C ⁺ C ⁺ , C ⁺ c ^ch , C ⁺ c ^h i C ⁺ c mają ten sam fenotyp brązowego futra, co wyraźnie ilustruje różnicę między genotypem a fenotypem.

kolor myszy

Dziki kolor sierści myszy jest brązowy i jest określany przez allel A ich odpowiedniego genu. Allel recesywny daje czarne myszy. Jednak żaden z tych kolorów nie zostanie zaobserwowany, jeśli mysz ma dwa recesywne allele drugiego genu (C) odpowiedzialnego za wytwarzanie pigmentacji u myszy. W tym drugim przypadku mysz będzie albinosem. To jest przykład epistazy, w wyniku czego istnieje dziewięć różnych genotypów, które określają kolor sierści, ale tylko 3 fenotypy:

grupy krwi

Wyraźnym przykładem różnicy między genotypem a fenotypem są grupy krwi u ludzi. . Jeśli chodzi o genotyp, wszyscy mamy dwie kopie genu, czy to allel IA, IB, ^czy i ^. Dwa z nich są kodominujące (I ^A i I ^B ), podczas gdy drugi jest recesywny (i).

Poniżej znajdują się wszystkie możliwe genotypy dla danej grupy krwi wraz z odpowiadającym im fenotypem:

Tutaj można zaobserwować jedną z różnic między genotypem a fenotypem i to jest, podczas gdy fenotyp jest łatwy do określenia za pomocą prostego badania krwi (jest to obserwowalna cecha), tylko fenotypy AB i 0 wskazują na genotyp, podczas gdy w w pozostałych dwóch przypadkach nie można określić, czy jest to osobnik heterozygotyczny, czy homozygotyczny bez przeprowadzenia analizy genetycznej lub bez obserwacji potomstwa.