Что такое фенотип и чем он отличается от генотипа: Генотип и фенотип – кратко об отличии и связи

Автор: | 26.01.2019

Содержание

Генотип и фенотип

Любая черта организма, то есть любое его свойство или особенность, по которым он отличается от других экземпляров, называется признаком в генетике и селекции. Примером признака у растений может служить форма венчика (симметричный, асимметричный), окраска венчика цветка (розовый, белый), время созревания плодов у растений (скороспелые, позднеспелые). Помимо этого, признаком является способность или неспособность растения к продуцированию определенного вещества, к примеру, крахмала, масла, фитонцидов, а также стойкость к каким-либо болезням или восприимчивость к ним и т.п.

Определение понятий

Как же определить генотип и фенотип? Ниже приводится понятие о генотипе и фенотипе. Комплекс всех признаков экземпляра растения, включая внешние черты и особенности структуры, функционирования клеток и тканей, называется фенотипом. Данное обозначение можно употреблять и относительно одного из альтернативных (противоположных) признаков.

Генотипом регулируется развитие всех наследственных признаков и свойств организма. Таким образом, генотип – это совокупность всех носителей наследственной информации данной клетки и организма в целом. При скрещивании экземпляров растений наблюдается расщепление как по генотипу, так и по фенотипу.

При становлении генетических принципов о связи между геном и признаком считалось, что в соответствии с каждым признаком имеется специальный наследственный фактор. Но позднее было выяснено, что прямые однозначные связи гена с признаком обычно являются исключением, а не правилом. Ученые доказали, что имеется множество свойств и признаков растений, развитие которых контролируется двумя, тремя либо даже несколькими парами генов. Может быть и наоборот, когда одним геном определяется ряд признаков. Поэтому четкое соотношение генотипа и фенотипа установить сложно. Также воздействие гена может подвергаться изменениям в связи с соседством с другими генами и влиянием факторов внешней среды.

Так, в онтогенезе работают не отдельные гены, а весь геном как цельная исторически сложившаяся система, характеризующаяся сложными связями и взаимоотношениями между генами и окружающей средой. Кроме того, данная система непрерывно изменяется и совершенствуется с течением времени.

Биологическое значение кроссинговера невозможно переоценить. Генетическая рекомбинация дает возможность производить новые, не существовавшие ранее комбинации генов. Это позволяет обеспечить увеличение выживаемости организмов в ходе эволюции.

Похожие статьи:

Генетические алгоритмы — математический аппарат

Генетические алгоритмы предназначены для решения задач оптимизации. Примером подобной задачи может служить обучение нейросети, то есть подбора таких значений весов, при которых достигается минимальная ошибка. При этом в основе генетического алгоритма лежит метод случайного поиска. Основным недостатком случайного поиска является то, что нам неизвестно сколько понадобится времени для решения задачи.

Для того, чтобы избежать таких расходов времени при решении задачи, применяются методы, проявившиеся в биологии. При этом используются методы открытые при изучении эволюции и происхождения видов. Как известно, в процессе эволюции выживают наиболее приспособленные особи. Это приводит к тому, что приспособленность популяции возрастает, позволяя ей лучше выживать в изменяющихся условиях.

Впервые подобный алгоритм был предложен в 1975 году Джоном Холландом (John Holland) в Мичиганском университете. Он получил название «репродуктивный план Холланда» и лег в основу практически всех вариантов генетических алгоритмов. Однако, перед тем как мы его рассмотрим подробнее, необходимо остановится на том, каким образом объекты реального мира могут быть закодированы для использования в генетических алгоритмах.

Представление объектов

Из биологии мы знаем, что любой организм может быть представлен своим , который фактически определяет, чем является объект в реальном мире, и генотипом, который содержит всю информацию об объекте на уровне хромосомного набора. При этом каждый ген, то есть элемент информации генотипа, имеет свое отражение в фенотипе. Таким образом, для решения задач нам необходимо представить каждый признак объекта в форме, подходящей для использования в генетическом алгоритме. Все дальнейшее функционирование механизмов генетического алгоритма производится на уровне генотипа, позволяя обойтись без информации о внутренней структуре объекта, что и обуславливает его широкое применение в самых разных задачах.

В наиболее часто встречающейся разновидности генетического алгоритма для представления генотипа объекта применяются битовые строки. При этом каждому атрибуту объекта в фенотипе соответствует один ген в генотипе объекта. Ген представляет собой битовую строку, чаще всего фиксированной длины, которая представляет собой значение этого признака.

Кодирование признаков, представленных целыми числами

Для кодирования таких признаков можно использовать самый простой вариант – битовое значение этого признака. Тогда нам будет весьма просто использовать ген определенной длины, достаточной для представления всех возможных значений такого признака. Но, к сожалению, такое кодирование не лишено недостатков. Основной недостаток заключается в том, что соседние числа отличаются в значениях нескольких битов, так например числа 7 и 8 в битовом представлении различаются в 4-х позициях, что затрудняет функционирование генетического алгоритма и увеличивает время, необходимое для его сходимости. Для того, чтобы избежать эту проблему лучше использовать кодирование, при котором соседние числа отличаются меньшим количеством позиций, в идеале значением одного бита. Таким кодом является код Грея, который целесообразно использовать в реализации генетического алгоритма. Значения кодов Грея рассмотрены в таблице ниже:

Таблица 1. Соответствие десятичных кодов и кодов Грея

Таким образом, при кодировании целочисленного признака мы разбиваем его на тетрады и каждую тетраду преобразуем по коду Грея.

В практических реализациях генетических алгоритмов обычно не возникает необходимости преобразовывать значения признака в значение гена. На практике имеет место обратная задача, когда по значению гена необходимо определить значение соответствующего ему признака.

Таким образом, задача декодирования значения генов, которым соответствуют целочисленные признаки, тривиальна.

Кодирование признаков, которым соответствуют числа с плавающей точкой

Самый простой способ кодирования, который лежит на поверхности – использовать битовое представление. Хотя такой вариант имеет те же недостатки, что и для целых чисел. Поэтому на практике обычно применяют следующую последовательность действий:

  1. Разбивают весь интервал допустимых значений признака на участки с требуемой точностью.
  2. Принимают значение гена как целочисленное число, определяющее номер интервала (используя код Грея).
  3. В качестве значения параметра принимают число, являющиеся серединой этого интервала.

Рассмотрим вышеописанную последовательность действий на примере:

Допустим, что значения признака лежат в интервале [0,1]. При кодировании использовалось разбиение участка на 256 интервалов. Для кодирования их номера нам потребуется таким образом 8 бит. Допустим значение гена: 00100101bG (заглавная буква G показывает, что используется кодирование по коду Грея). Для начала, используя код Грея, найдем соответствующий ему номер интервала: 25hG->36h->54d. Теперь посмотрим, какой интервал ему соответствует… После несложных подсчетов получаем интервал [0,20703125, 0,2109375]. Значит значение нашего параметра будет (0,20703125+0,2109375)/2=0,208984375.

Кодирование нечисловых данных

При кодировании нечисловых данных необходимо предварительно преобразовать их в числа. Более подробно это описано в статьях нашего сайта, посвященных использованию нейронных сетей.

Определение фенотипа объекта по его генотипу

Таким образом, для того, чтобы определить фенотип объекта (то есть значения признаков, описывающих объект) нам необходимо только знать значения генов, соответствующим этим признакам, то есть генотип объекта. При этом совокупность генов, описывающих генотип объекта, представляет собой хромосому. В некоторых реализациях ее также называют особью. Таким образом, в реализации генетического алгоритма хромосома представляет собой битовую строку фиксированной длины. При этом каждому участку строки соответствует ген. Длина генов внутри хромосомы может быть одинаковой или различной. Чаще всего применяют гены одинаковой длины. Рассмотрим пример хромосомы и интерпретации ее значения. Допустим, что у объекта имеется 5 признаков, каждый закодирован геном длинной в 4 элемента. Тогда длина хромосомы будет 5*4=20 бит

теперь мы можем определить значения признаков

Признак Значение гена Двоичное значение признака Десятичное значение признака
Признак 1

0010

0011

3

Признак 2

1010

1100

12

Признак 3

1001

1110

14

Признак 4

0100

0111

7

Признак 5

1101

1001

9

Основные генетические операторы

Как известно в теории эволюции важную роль играет то, каким образом признаки родителей передаются потомкам. В генетических алгоритмах за передачу признаков родителей потомкам отвечает оператор, который называется скрещивание (его также называют кроссовер или кроссинговер). Этот оператор определяет передачу признаков родителей потомкам. Действует он следующим образом:

  1. из популяции выбираются две особи, которые будут родителями;
  2. определяется (обычно случайным образом) точка разрыва;
  3. потомок определяется как конкатенация части первого и второго родителя.

Рассмотрим функционирование этого оператора:

Хромосома_1: 0000000000
Хромосома_2: 1111111111

Допустим разрыв происходит после 3-го бита хромосомы, тогда

Хромосома_1: 0000000000 >> 000 1111111 Результирующая_хромосома_1
Хромосома_2: 1111111111 >> 111 0000000 Результирующая_хромосома_2

Затем с вероятностью 0,5 определяется одна из результирующих хромосом в качестве потомка.

Следующий генетический оператор предназначен для того, чтобы поддерживать разнообразие особей с популяции. Он называется оператором мутации. При использовании данного оператора каждый бит в хромосоме с определенной вероятностью инвертируется.

Кроме того, используется еще и так называемый оператор инверсии, который заключается в том, что хромосома делится на две части, и затем они меняются местами. Схематически это можно представить следующим образом

000 1111111 >> 1111111 000

В принципе для функционирования генетического алгоритма достаточно этих двух генетических операторов, но на практике применяют еще и некоторые дополнительные операторы или модификации этих двух операторов. Например, кроссовер может быть не одноточечный (как было описано выше), а многоточечный, когда формируется несколько точек разрыва (чаще всего две). Кроме того, в некоторых реализациях алгоритма оператор мутации представляет собой инверсию только одного случайно выбранного бита хромосомы.

Схема функционирования генетического алгоритма

Теперь, зная как интерпретировать значения генов, перейдем к описанию функционирования генетического алгоритма. Рассмотрим схему функционирования генетического алгоритма в его классическом варианте.

  1. Инициировать начальный момент времени $t=0$. Случайным образом сформировать начальную популяцию, состоящую из $k$ особей. $B_0 = \{A_1,A_2, \dots, A_k\}$
  2. Вычислить приспособленность каждой особи $F_{Ai} = fit(A_i)$ , $i=1…k$ и популяции в целом $F_t = fit(B_t)$ (также иногда называемую термином фиттнес). Значение этой функции определяет насколько хорошо подходит особь, описанная данной хромосомой, для решения задачи.
  3. Выбрать особь $A_c$ из популяции $A_c = \mbox Get(B_t)$
  4. С определенной вероятностью (вероятностью кроссовера $P_c$) выбрать вторую особь из популяции $A_{c1} = \mbox Get(B_t)$ и произвести оператор кроссовера $A_c = \mbox {Crossing}(A_c, A_{c1})$.
  5. С определенной вероятностью (вероятностью мутации $P_m$) выполнить оператор мутации $A_c = \mbox {mutation}(A_c)$.
  6. С определенной вероятностью (вероятностью инверсии $P_i$) выполнить оператор инверсии $A_c = \mbox {inversion}(A_c)$.
  7. Поместить полученную хромосому в новую популяцию $\mbox {insert} (B_{t+1},A_c)$.
  8. Выполнить операции, начиная с пункта 3, $k$ раз.
  9. Увеличить номер текущей эпохи $t=t+1$.
  10. Если выполнилось условие останова, то завершить работу, иначе переход на шаг 2.

Теперь рассмотрим подробнее отдельные этапы алгоритма.

Наибольшую роль в успешном функционировании алгоритма играет этап отбора родительских хромосом на шагах 3 и 4. При этом возможны различные варианты. Наиболее часто используется метод отбора, называемый рулеткой. При использовании такого метода вероятность выбора хромосомы определяется ее приспособленностью, то есть $P_{Get(Ai)} ~ Fit(A_i)/Fit(B_t)$. Использование этого метода приводит к тому, что вероятность передачи признаков более приспособленными особями потомкам возрастает. Другой часто используемый метод – турнирный отбор. Он заключается в том, что случайно выбирается несколько особей из популяции (обычно 2) и победителем выбирается особь с наибольшей приспособленностью. Кроме того, в некоторых реализациях алгоритма применяется так называемая стратегия элитизма, которая заключается в том, что особи с наибольшей приспособленностью гарантировано переходят в новую популяцию. Использование элитизма обычно позволяет ускорить сходимость генетического алгоритма. Недостаток использования стратегии элитизма в том, что повышается вероятность попадания алгоритма в локальный минимум.

Другой важный момент – определение критериев останова. Обычно в качестве них применяются или ограничение на максимальное число эпох функционирования алгоритма, или определение его сходимости, обычно путем сравнивания приспособленности популяции на нескольких эпохах и остановки при стабилизации этого параметра.

Башкиры ближе к хантам и прото-венграм, татары — к европейцам

Ученые изучили генотип и проанализировали результаты по 1076 представителям 30 групп, проживающих от Балтийского моря до Байкала. Издание BioMed Central (BMC), специализирующееся на публикациях об исследованиях в области биологии, медицины, онкологии и других наук, обнародовало материал об исследовании ДНК этих народов, сделав особый акцент на регион Идель-Урал. «Idel.Реалии» решили изучить материал и рассказать своим читателям об основных выводах ученых об этногенезе народов Поволжья.

Ученые обнаружили необычно высокий уровень сходства на уровне генетики между представителями нескольких этнических групп Сибири, таких как ханты и кеты, с носителями большого количества различных языков на огромных географических просторах. Оказалось, что существует значительное генетическое родство между хантами и тюркоязычными жителями Урала, то есть башкирами. Такое открытие усиливает аргументы сторонников, выступающих в пользу «финно-угорского» происхождения башкир. Исследование также показало, что в башкирском генетическом ряде отсутствует главный «ядровой» ген какой-либо группы, и он представляет собой смесь тюркских, угорских, финнских и индоевропейских генов. Это указывает на многосложное переплетение генетического ряда тюркских и уральских групп населения.
Сравнение с генетическими структурами народов Сибири и географией региона, который они населяют, показывает, что имело место «Великое переселение народов Сибири», приведшее к взаимному «генетическому обмену» в Сибири и части Азии.

Восточные славяне на генетическом уровне оказались похожими друг на друга. Носители славянских языков Восточной Европы в целом имеют схожий генетический набор между собой. Украинцы, белорусы и русские имеют почти одинаковые «пропорции» генов народов Кавказа и Северной Европы, при этом практически не имеют азиатского влияния.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: На что обижаются народы России

В Центральной Азии у носителей тюркских языков, включая казахского и узбекского, доминирует центрально-азиатский ген (>35%). У башкир его оказалось меньше (~20%). У чувашей и татар Поволжья центрально-азиатского компонента еще меньше (~ 5%).

Доминирующий ген у народов Западной и Центральной Сибири (ханты, манси, кеты и селькупы) представлен также в западной части Уральских гор. Так, он выявлен у коми (16%), удмуртов (27%), которые относятся к пермской ветви уральских языков. Тот же компонент представлен у чувашей (20%) и башкир (17%), тогда как у татар его доля значительно ниже (10%). Интересно, что этот же ген имеется на незначительном уровне у тюркских народов Центральной Азии (5%).

Восточно-сибирский компонент представлен у носителей тюркских и самодийских языков Центральной Сибирской равнины: у якутов, долган и нганасанов. Этот же компонент обнаружен у носителей монгольских и тюркских языков в районе Байкала и Центральной Азии (5-15%), в меньшей степени (1-5%) — у носителей тюркских языков региона Идель-Урал.

РАЗНЫЙ ИДЕЛЬ-УРАЛ

Регион Идель-Урал населен, как известно, в основном тремя группами народов: уральские, тюркские и славянские. Башкиры и татары являются представителями главных тюркоязычных этносов региона. Несмотря на то, что эти народы живут в одном регионе, имеют взаимопонимаемые языки, генетически они значительно отличаются. У татар много общего в генетике с соседними народами, тогда как у башкир — с проживающим в других регионах. Поэтому это дает основание говорить о том, что башкиры изначально не тюрки, а этническая группа, перешедшая на тюркский язык.

Есть три основные версии происхождения башкир: тюркская, финно-угорская и иранская. Согласно тюркской версии большинство предков башкир формировались из тюркских племен, мигрировавших из Центральной Азии в первом тысячелетии нашей эры. Финно-угорская версия держится на предположении, что башкиры произошли от мадьяр (венгров), а потом были ассимилированы тюрками. По иранской версии башкиры являются потомками сармат из Южного Урала.

В целом исследование усиливает аргумент в пользу финно-угорского происхождения башкир. Много компонентов в генетическом ряду башкир совпадает с таковыми хантов, этнической группы родственной венграм. Интересно и то, что некоторые исследователи указывают на использование этнонима «башкиры» в отношении венгров XIII века. Известно, что мадьяры (венгры) формировались между Повольжем и Уральскими горами. В VI веке они переместились в степи Дон-Кубани, покинув прото-булгар, а затем переселились в места, где проживают и ныне.

Башкиры, несмотря на свою тюркоязычность, были подвержены влиянию древних северных евро-азиатских народов. Таким образом, генетический ряд и культура башкир разные. В свою очередь народы Восточной Европы, говорящие на уральских языках, имеют генетическое родство с хантами и кеттами.

Следует отметить, что геном близких по языку башкир и татар Поволжья имеет мало общего с их «предками» из Восточной Азии или Центральной Сибири. Татары Поволжья представляют собой в генетическом плане смесь булгар, имеющих значительный финно-угорский компонент, печенегов, куман, хазар, местных финно-угорских народов и алан. Таким образом, татары Поволжья в основном являются европейским народом с незначительным влиянием восточно-азиатского компонента. Генетическое родство татар с различными тюркскими и уральскими народами региона Идель-Урал очевидно. После завоевания региона тюркскими народами предки татар и чувашей испытали значительное влияние на язык, при этом сохранили свой оригинальный генетический ряд. Скорее всего эти события произошли в VIII веке нашей эры, после переселения булгар в низовьях Волги и Камы и экспансии тюркских племен.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: «Для меня национальное самосознание и демократические устремления — вещи неразделимые»

Авторы исследования предполагают, что башкиры, татары, чуваши и носители финно-угорских языков имеют общий тюркский ген, который в Идель-Урале возник в результате тюркской экспансии на регион. Однако финно-угорский субстрат не был однородным: у татар и чувашей финно-угорский субстрат состоит в основном из «финно-пермского» компонента, тогда как у башкир он «мадьярский» (венгерский). Тюркский компонент у башкир без сомнения довольно значимый, и он отличается от тюркского компонента татар и чувашей. Башкирский тюркский компонент свидетельствует о влиянии на эту этническую группу со стороны Южной Сибири. Таким образом, тюркские гены башкир делают их ближе к алтайцам, киргизам, тувинцам и казахам.

Анализ по принципу генетического родства недостаточен, чтобы категорично утверждать о финно-угорском происхождении башкир, однако он указывает на раздельность по периодам генетичских компонентов башкир. В своем исследовании ученые показали, что генотип башкир многогранен, разнокомпонентен, и у этой этнической группы отсутствует какой-то главенствующий генотип. Как отмечалось, башкирский генотип включает тюркские, угорские, финнские и индоевропейские гены. В этой мозаике нельзя точно сказать о каком-то главном компоненте. Башкиры — единственный народ в регионе Идель-Урал с таким разнообразным набором генов.

Ранее «Idel.Реалии» писали о том, что российские СМИ (в том числе, и татарстанские) растиражировали новость о том, что крымские, казанские и сибирские татары являются генетически разными группами, и поэтому никак не могут быть частями единого татарского этноса, сформировавшегося в средние века.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Администратор татарского ДНК-проекта Максум Акчурин — о дискуссии вокруг происхождения татарского этноса

Тогда еще старший научный сотрудник Центра этнологии Института истории, доктор исторических наук Дамир Исхаков также озвучил свою позицию по данному вопросу.

Он заявил, что «с биологической стороны результаты генетического исследования верны, но определение наций по этим результатам может привести к ошибочным последствиям, потому что нация рождается в ходе языковых, культурных и политических процессов». Исхаков, как и Рафаэль Хакимов, говорил о политической подоплеке организованного тогда исследования.

Более детально с результатами исследования BioMed Central (BMC) на английском языке можно ознакомиться здесь.

Подписывайтесь на наш канал в Telegram. Мы говорим о том, о чем другие вынуждены молчать.

Эксперт СПбГУ: генетическая информация человека может стать причиной для дискриминации

Профессор, заведующий кафедрой организации здравоохранения и медицинского права СПбГУ, председатель правления Ассоциации медицинского права Санкт-Петербурга Игорь Акулин рассказал, почему эти данные необходимо охранять, а также чем защита генома отличается от защиты генотипа.

«Наследственная информация человека содержит много важных сведений: это информация о биометрических данных, различных заболеваниях, в том числе генетических, о других медико-биологических особенностях человека, — отметил Игорь Акулин. — Важно понимать, что она может затрагивать интересы не только самого человека как гражданина, но и членов семьи и их детей. В некоторых случаях генетическая информация может использоваться в политических интересах и даже сказаться на развитии профессиональной карьеры». Например, отмечает эксперт, если работодатель узнает, что у вас есть определенная генетическая мутация, эта информация может стать причиной для дискриминации при приеме на работу.

Сегодня в федеральном законе «О персональных данных» (статья 10) есть пункт, который предусматривает защиту данных, полученных, к примеру, во время генетического анализа крови. В нем сказано, что «обработка персональных данных осуществляется в медико-профилактических целях, в целях установления медицинского диагноза, оказания медицинских и медико-социальных услуг при условии, что обработка персональных данных осуществляется лицом, профессионально занимающимся медицинской деятельностью и обязанным в соответствии с законодательством Российской Федерации сохранять врачебную тайну». Однако тот факт, что в поправках предлагается конкретизировать новый тип персональных данных, как считает эксперт, — это движение в правильном направлении.

Сегодня Санкт-Петербургский государственный университет является одним из ведущих научных центров, где проводятся в том числе медико-биологические и генетические исследования. Благодаря уникальной команде специалистов и самому современному оборудованию Научного парка ученым удается решать сложнейшие задачи. Так, в феврале этого года стало известно, что исследователи СПбГУ и ведущих медицинских учреждений города смогли ассоциировать редкую наследственную патологию у ребенка, синдром Ноя — Лаксовой, с мутацией в гене PHGDH. Совместная работа ученых и медиков помогла семье спланировать беременность и родить здорового малыша (Генетики СПбГУ и врачи Петербурга помогли семье с редкой наследственной патологией родить здорового ребенка).

Профессор СПбГУ отмечает, что в разговоре о защите генетической информации необходимо различать три понятия: геном, генотип и фенотип. Геном — это совокупность наследственного материала, заключенного в клетке человеческого организма. Именно этот набор отличает его от других биологических видов. Если речь идет об индивидуальном праве на защиту генетической информации, то необходимо говорить о генотипе (совокупности генов конкретного организма) или фенотипе (изменениях в генетическом аппарате в течение жизни).

«Генетические данные требуют гарантий юридической защиты, — рассказал Игорь Акулин. — И человек должен иметь право ими распоряжаться. Генотип человека строго индивидуален и требует защиты от посягательств третьих лиц, с какими бы благими намерениями они не осуществлялись».

Генотип и Фенотип | Northern Sunrise

Генотип

Весь предыдущий материал позволяет нам совершить переход от примитивной и ошибочной «мозаичной» схемы воплощения генотипа в фенотип, к реальной «волновой» схеме. Если бы фенотип был простой суммой отдельных признаков, то графически можно представить себе это в виде огромной мозаичной картины, где каждый отдельный признак соответствует одному паззлу мозаики, а свойства каждого пазла зашифрованы в одном из генов ДНК.

Произведем «мутацию», то есть поменяем синий пазл на зеленый, и увидим, что мутация в одном гене приводит к изменению цвета только одного участка, никак не влияя на соседние и лишь незначительно изменяя общий вид картины. А если взять схему ген-белок-клетка-признак, то следует обязательно учесть, что белок в клетке работает в тесном сотрудничестве с другими белками и изменение в его работе должно сказаться и на других белках и на самой клетке и далее на других клетках. Вместо дискретных стеклышек мозаики подойдут капли акварельной краски разных цветов.

Первое что мы отметим: краски вступают друг с другом в контакт и в результате взаимодействия порождают совершенно новые цвета (признаки) за которыми не стоят никакие гены. Картинка сразу же становится богаче, чем в предыдущем примере, но и сложнее. Далее, мы видим, что при замене цвета акварельной капли, изменится не только один дискретный фрагмент, но и вся картинка. Если учесть, что в отличие от «признака», занимающего только одно конкретное место в фенотипе, многие белки могут находиться в клетках различных тканей, а, следовательно, и в совершенно разных компаниях других белков. А если еще вспомнить о том, что один ген может кодировать сразу несколько белков, то получится, что из-за одной единственной мутации волна изменений проходит по всей фенотипической картинке.

Пример: у собак пигмент эумеланин бывает двух типов – черный и коричневый. Разница между ними даже не в химическом составе, а в способе полимеризации готового вещества. А теперь возьмем породы, в которых есть собаки в черном и коричневом вариантах одного окраса: лабрадоры, доберманы, ньюфаундленды, таксы, спаниели и пр. Опытные специалисты — породники подтвердят, что между черными и коричневыми собаками есть едва уловимые отличия. Вроде бы даже и не скажешь сразу, чем же они отличаются, но что-то такое есть, что даже заставляет в некоторых породах выставлять их в разных рингах. При этом иногда сотни лет идет общее разведение, так что прочие гены, находящиеся в той же 11-ой хромосоме уже должны были перемешаться, благодаря кроссинговеру (о К. будет ниже) и речь никак не может идти о сцепленном наследовании признаков. Причина исключительно в мутации в гене В. Казалось бы – такая чепуха, изменили всего лишь форму пигментных гранул с продолговатых на округлые, а вот какой резонанс во всем организме!

Рис. (б)

Чтобы окончательно убедить читателей в несостоятельности мозаичной схемы и представлении о том, что за каждым признаком стоит если не ген, то группа генов, возьмем такой смешной пример как вера в существование генов, кодирующих углы конечностей и линии верха. Представим себе, что величины всех этих углов большими золотыми буквами четко прописаны каждый в своем гене и в зависимости от того, какая компания «угловых генов» соберется в одном генотипе, такие углы и будет иметь собака.

Рис. (в)

Но ведь кроме «генов углов» еще должны быть и гены, определяющие длины костей скелета! А теперь представим себе, что у собаки с означенными величинами «угловых», вдруг подкачал «ген бедра», и бедро оказалось коротковатым. Что, задние конечности собаки зависнут в воздухе (рис. 1 б)? Или может быть собака все же «упадет» на задние конечности (рис. в)? Но ведь тут же возопит «ген линии верха»: «Господа, у меня указан совсем другой угол линии верха к горизонтали!». Генов углов гораздо больше, тем более, на их стороне гравитация, тянущая заднюю часть к грешной земле, так что они могут важно надуть щеки и сказать, что они эпистатичные гены, т.е. главные, доминирующие над генами другого локуса. И гену линии верха останется только горестно вздыхать: «Вы звери, господа! Что подумает какой-нибудь исследователь, заглянув в окуляр электронного микроскопа и увидев, что я обещаю одно, а на деле все совсем по-другому».

Смешно. На самом деле, такой важный для собаководов признак как углы конечностей, это чисто виртуальный признак, зависящий исключительно от длин костей скелета и, частично, от сочленяющих их суставов. Но зато уж длины костей, безусловно, генетически зависимый признак. Так что, при оценке экстерьера собаки, при подборе племенных пар, нужен полный анализ анатомического строения. Ведь иногда правильные углы получаются благодаря удачно скомпенсированным недостаткам передних и задних конечностей.

От умозрительных углов перейдем ко вполне конкретному и материальному глазу и рассмотрим принципы наследования его формы.

Мы характеризуем глаз собаки следующими признаками: разрез (овальный и круглый), размеры (большие и маленькие), постав (косо и прямо поставленные). Давайте предположим, что за каждый признак отвечают специальные гены и сколько бы этих генов ни было, мы всех их вычислили. Ген это тоже вполне материальная вещь, реально существующий кусочек ДНК. И есть замечательный метод под названием – генная инженерия, когда вырезается определенный ген из ДНК одного животного и пересаживается в ДНК другого животного. В качестве подопытных кроликов возьмем шелти и пекинеса. У первых глаза узкие, миндалевидные, среднего размера, косо поставленные. У вторых — большие, круглые, выпуклые, поставлены прямо и широко. Можно взять оплодотворенные яйцеклетки чистопородного шелти и пекинеса и поменять им «глазные гены». Согласно «мозаичной» схеме у нас просто обязаны будут родиться самые обычные шелти, с типичными для породы узкими длинными головами, но…. на этих изящных головках будут красоваться крупные, круглые, выпуклые глаза пекинеса. А на широкой мордочке пекинеса, где-то в направлениях норд-норд-ост и норд-норд-вест расположатся две узенькие глазные щелочки. Представьте себе мысленно таких монстров, потому как рисовать мне их не хочется. Даже если вы не в состоянии объяснить – почему невозможно такое сочетание, то внутренний голос вам будет все равно твердить, что это невозможно, потому что невозможно никогда. И внутренний голос вас не обманывает.

Давайте возьмем еще пример, более простой, на первый взгляд. Теперь мы произведем обмен только генами, контролирующими размер глаз, но зато сделаем это у йоркширского терьера и мастифа. Если мастифа с крошечными, как бусинки глазками еще худо-бедно представить себе можно, то что делать с йорком, ведь два мастифьих глаза больше всей головы крохи?!

На самом деле нет, и не может быть никаких генов «глазных признаков». Расположение глаз, разрез, размер, постав зависят от глазницы. Где в черепе отверстие, какого размера и формы – такой глаз и будет. Глазница образуется на стыке 3 черепных костей и, значит, зависит от формы и размера этих костей. От конфигурации каждой кости черепа зависит и окончательная форма черепа. Так что наблюдается полная и абсолютная зависимость формы глаза от формы черепа собаки. Поэтому, если вы видите, что у собаки глаз не соответствует требованиям стандарта, но при этом вам кажется, что голова у собаки красивая, то это вам только кажется. Либо вам не хватает квалификации, чтобы увидеть недостатки в строении черепа, либо у вас глаз замылен, либо вам просто не дано видеть. Выходит, что форма глаза это вовсе не мелочь, на которую можно не обращать особого внимания при оценке собаки.

Что же у нас получается в итоге? Расследуя механизмы наследования тех или иных признаков, мы не отказываемся совсем от генов, мы просто ищем — на что же на самом деле влияют гены и как это косвенно сказывается на фенотипе. В общих чертах схема формирования фенотипа была уже представлена в лекции по эмбриологии: каркас определяется hox-генами, грубые правки «фасада» производит некая группа важных генов, и мелкие штрихи добавляют все прочие гены. О роли hox-генов уже поговорили и выяснили, что они отвечают за внешний облик собаки: горизонтально расположенный корпус, четыре лапы, голова, шея, хвост. О том, как самый обычный ген, не связанный с анатомическим строением собаки, а отвечающий лишь за полимеризацию пигмента эумеланина, влияет на весь экстерьер особи, мы тоже рассмотрели. Осталась неисследованной лишь эта таинственная группа «очень важных генов».

А это как раз и есть главные скульпторы в организме — факторы роста.

Факторами роста (ФР) называют группу белковых молекул, которые стимулируют или подавляют размножение определенных типов клеток.

Все вы, наверное, слышали о гормоне роста (соматотропный гормон, СТГ, (соматотропин). Соматотропный гормон — вырабатываемый в передней доли гипофиза оказывает многообразное влияние на процессы обмена веществ, конечным результатом которых является усиление роста. Для того чтобы гипофиз приступил к синтезу СТГ, он должен получить команду из гипоталамуса – отдела головного мозга, координирующего работу многих органов. Происходит это посредством соматотропин-рилизинг-гормона (СРГ, соматолиберин). Произведенный гипофизом СТГ стимулирует гепатоциты печени вырабатывать инсулиноподобный фактор роста-1 (ИФР-1, соматомедин), а уж ИФР-1 в свою очередь регулирует работу гипоталамуса, таким образом, замыкая цепь. Опять мы сталкиваемся с очередной веселой троицей, повязанных друг с другом круговой порукой и заправляющих важнейшим для организма процессом – ростом, увеличением в размерах. СТГ, СРГ и ИФР-1– это три дирижера, три великих стратега, командующих общим процессом роста и решающим какого размера быть собаке. Гормоны поступают в кровь и вместе с током крови доходят до каждой клеточки организма, воздействуют на мембранные рецепторы и заставляют клетки делиться.

Вроде бы все просто и понятно, но давайте все же присмотримся внимательнее к ходу этого процесса. Для этого мы слегка поиграем с пространственно-временным континуумом и усадим рядышком с новорожденным щенком его же самого, но уже выросшего и повзрослевшего. Сравниваем: кожный покров в процессе роста увеличивался преимущественно в плоскости и совсем немного в толщину; глазное яблоко практически идеальной сферической формы так и увеличивалось равномерно по всем направлениям; ухо новорожденного щенка любой породы напоминает по форме человеческий ноготь, далее растет только в 3-х направлениях — от черепа вверх или вниз, в зависимости от постава и в стороны; трубчатые кости растут преимущественно в длину и несколько меньше в ширину; кровеносные сосуды в длину и т.д. Разные ткани и органы растут по-разному, по своему индивидуальному сценарию. Гомоны дают команду «Расти!» и задают скорость роста, а многочисленные факторы роста на местах объясняют клеткам, как им расти, в каком направлении.

Секретируются ФР самими же клетками, а вот воздействовать они могут как на свою клетку-родительницу, так и на другие клетки. Таким образом, факторы роста согласовывают процессы роста разных тканей.

Опять посмотрим на нашего подопытного щенка – как росли его конечности? Рост трубчатых костей во весь период четко совпадал со скоростью роста прикрепленных к костям мышц. Не отстал и рост кожных покровов, покрывающих мышцы. Согласованность действий ФР ни в коем случае не является генетически зависимым процессом. В противном случае, если бы какой-то собаке достались гены, заставляющие активно расти трубчатые кости, а вот гены, активирующие рост мышц и кожи конечностей оказались слишком медленными, то зрелище получилось бы не для слабонервных – вылезшие наружу кости, разорванные мышцы и кожа. Взаимопонимание и взаимовлияние складывается в процессе «общения» факторов роста. Благодаря этому, даже если предприимчивый маленький кобелек исхитрится повязать крупную суку, никаких монстров для кунсткамеры от этого не родится. Это будут собаки некоего среднего размера, возможно недостаточно гармоничного строения, но уж точно не получится на огромном теле дога крошечной головы таксы. Ни естественным скрещиванием, ни с помощью генной инженерии нельзя присобачить цвергпинчеру овчарочьи уши, бладхаунду хвостик мопса, а к бедру чихуахуа прикрепить голень мастифа.

Закольцованные гормоны и факторы роста стоят насмерть, не позволяя своим товарищам нарушить идеальную гармонию окружности. Если даже произойдет мутация в одном из ФР, то остальные факторы либо удержат своего модифицированного коллегу в прежних рамках, либо поддадутся его мощному напору и растянут или сузят свое кольцо. А когда происходит вязка партнеров значительно отличающихся размерами, то разномастные ФР, долей случая собравшиеся в одном организме, не станут тянуть одеяло каждый на себя, уродуя идеальную форму, а на самом деле – уродуя организм животного. Посовещавшись, они придут к консенсусу и выстроят среднеарифметическое кольцо.

Даже если вы захотите далее поэкспериментировать с этим пометом и повяжете между собой сибсов, то вы не получите расщепления в потомстве на гигантов и миниатюру, как этого можно было бы ожидать исходя из законов Менделя. Это будут опять собаки среднего размера, хотя разброс в росте получится гораздо больший, чем при вязке двух собак такого же размера, но принадлежащих к устоявшейся породе.

Но это еще не все функции ФР. Кроме регулировки процессов роста, эти белки обеспечивают согласованность действия иммунной, эндокринной и нервной систем. Нервная система – это собственно мозг и сеть нейронов, пронизывающих все тело. Нервная система координирует деятельность всех систем организма и обеспечивает возможность реализации психических процессов: мышление, память, эмоции. Эндокринная система состоит из ряда желез и является основной регулирующей системой, контролируя и интегрируя деятельность внутренних органов, посредством вырабатываемых гормонов. Иммунная система, состоящая из селезенки, костного мозга, лимфатических узлов, служит защитной системой и обеспечивает устойчивость организма.

Вряд ли кто-то сомневался в том, что три эти системы связаны. Мы отлично знаем, что стресс может снизить иммунитет, а изменения в работе половых желез влияет на поведение, эмоции и даже на интеллект. Но информация о том, что связными работают именно факторы роста, позволяет нам понять — как каждый из более чем 200 тысяч белков в организме (и 20 тысяч их кодирующих генов), будь то иммунный белок или вообще пищеварительный фермент, могут косвенным образом повлиять на деление клеток, а, следовательно, и на фенотип.

Также мы можем проследить связь между типом конституции и типом высшей нервной деятельности. Редкий собаковод не знаком с учением Павлова, и не отбарабанит как таблицу умножения 4 типа — 4 темперамента. Но задавались ли вы хоть раз вопросом: а почему именно так они связаны? И почему подобная зависимость наблюдается во всех породах собак, не смотря на заметные генетические различия? Да что там собаки, учение Павлова оказывается справедливым и для остальных видов млекопитающих, в том числе и человека. Если мы посмотрим через прицел факторов роста, то сможем объяснить связь: ФР, стимулирующие рост костей вширь сверх «сангвинической нормы», также оказывают тормозящее влияние на процессы в нервной системе. И наоборот – те ФР, что стимулируют рост скелетных костей больше в длину и меньше нормы в ширину, стимулируют скорость процессов в нейронах.

Нельзя не восхититься в очередной раз великой мудрость природы, так удачно все устроившей. И это отнюдь не случайность. Более мощное и сильное животное не должно легко впадать в состояние гнева, чтобы не быть источником опасности для своих сородичей. Сухой и облегченной особи можно пробиться в жизни только за счет высокой скорости реакций, напора и агрессии. А слабым и нежным особям ни к чему ни сильное возбуждение, ни чрезмерное торможение, им будет легче выжить, если соплеменники как можно меньше станут их замечать.

Мутации в ФР чаще всего являются породообразующими мутациями. Собака – прямой потомок волка и до того, как начался процесс образования разнообразных пород, все первобытные собаки были окрасом и экстерьером похожи на своего прародителя и на некоторых современных лаек. Как древнее человечество выводило новые породы собак, мы хоть и не видели своими глазами, тем не менее, можем описать с высокой степенью точности. Когда у собак происходили те или иные мутации, то мутантные особи отбирались и вязались друг с другом или схожими животными; носители нового признака шли в разведение далее, а неудачные особи отсеивались. Так постепенно новый признак закреплялся в ограниченном поголовье, которое с некоторой натяжкой можно назвать породой. И только в такой последовательности, а вовсе не как представляют себе некоторые собаководы: какой-то талантливый селекционер задумал получить собак с укороченной мордой, затем стал хитроумным способом подбирать пары обычных длинномордых собак и вдруг чудесным образом родилось желаемое. Или надоело человечеству до тошноты унылое однообразие в окрасах собак – все зонарные да зонарные, захотелось черных, рыжих, белых, коричнево-подпалых. Поднатужилось человечество и «вывело» новые окрасы.

Даже сейчас некоторых собаководов пробирает дрожь восторга в случаях, когда в каком-то заморском питомнике местные «мичурины» вдруг «выводят» собак нового для породы окраса. На самом деле не нужно никаких сверхчеловеческих мыслительных способностей, чтобы повязать таксу со спаниелем, а потом выдавать потомков этих метисов кремового окраса за чистокровных такс.

Аналогично и в других породах.

Экспрессивность (генетика) — Expressivity (genetics)

В генетике , выразительность это степень , в которой фенотип выражается лицами , имеющих конкретный генотип . (С другой стороны, это может относиться к экспрессии определенного гена людьми, имеющими определенный фенотип.) Экспрессивность связана с интенсивностью данного фенотипа; он отличается от пенетрантности , которая относится к доле людей с определенным генотипом, которые фактически выражают фенотип.

Вариативная выразительность

Вариативная экспрессивность относится к степени фенотипической экспрессии генотипа. Например, у нескольких людей с одним и тем же заболеванием может быть один и тот же генотип, но у одного могут быть более тяжелые симптомы, а у другого носителя — нормальный. На это изменение экспрессии могут влиять гены-модификаторы, эпигенетические факторы или окружающая среда. Гены-модификаторы могут изменять экспрессию других генов аддитивным или мультипликативным образом. Это означает, что наблюдаемый фенотип может быть результатом суммирования или умножения двух разных аллелей . Однако снижение экспрессии может также происходить , когда затрагивается первичный локус , в котором проявляется фенотип. Эпигенетические факторы, такие как цис-регуляторные элементы , также могут вызывать вариабельность экспрессии, вызывая вариабельность в количестве транскриптов.

Примеры

Рисунок 2: Пример заячьей губы в результате синдрома Ван дер Вуде. Рисунок 1: У больных людей пальцы обычно длиннее, чем у тех, у кого нет синдрома. Крайняя разница в длине пальцев — результат переменной выразительности.

Три общих синдромов , которые вовлекали фенотипическую изменчивость из — за выразительности включают: синдром Марфана , Ван — дер — Woude синдром и Neurofibromatosis .

Характеристики синдрома Марфана у разных людей сильно различаются. Синдром поражает соединительную ткань в организме и имеет спектр симптомов, варьирующийся от легкого поражения костей и суставов до тяжелых неонатальных форм и сердечно-сосудистых заболеваний. Такое разнообразие симптомов является результатом переменной экспрессии гена FBN1, обнаруженного на хромосоме 15 (см. Рисунок 1). Продукт гена участвует в правильной сборке микрофибрилл .

Синдром Ван-дер-Вуде — это заболевание, которое влияет на развитие лица, в частности, заячьей губы (см. Рис. 2), волчьей пасти или и того и другого. Носители мутации также могут иметь ямки рядом с центром нижней губы, которые могут казаться влажными из-за наличия слюнных желез . Результирующие выраженные фенотипы значительно различаются среди людей. Эта вариация может варьироваться настолько широко, что исследование, опубликованное кафедрой ортодонтии Афинского университета, показало, что некоторые люди не знали, что они обладают генотипом для этого состояния, до тех пор, пока они не были проверены.

Нейрофиброматоз (NF1), также известный как болезнь Фон Реклингхаузена, представляет собой генетическое заболевание , вызванное мутацией гена нейрофибромина NF1 на хромосоме 17. Мутация потери функции в гене- супрессоре опухоли может вызвать опухоли на нервах, называемых нейрофибромами . Они выглядят как небольшие бугорки под кожей. Утверждается, что фенотипическая изменчивость является результатом несвязанных генетических модификаторов.

Смотрите также

Ссылки

дальнейшее чтение

<img src=»https://en.wikipedia.org//en.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=»» title=»»>

Открытая лекция профессора Новосибирского государственного аграрного университета Кочнева Н.Н.

Открытая лекция профессора Новосибирского государственного аграрного университета Кочнева Н.Н.

21 ноября 2018 г. Томский сельскохозяйственный институт посетил профессор кафедры ветеринарной генетики и биотехнологии Новосибирского государственного аграрного университета, доктор биологических наук Кочнев Николай Николаевич.

Он провел увлекательные занятия по генетике для студентов-зоотехников и ветеринаров, в которых уделил много внимания темам, касающихся фенотипа различных пород сельскохозяйственных животных и очень интересно рассказал о различных генетических заболеваниях и отклонениях.

Занятие началось с общего введения в дисциплину генетики. Были даны понятия генотипа и фенотипа, объяснен механизм наследования тех или иных признаков, процессы, происходящие при ово- и сперматогенезе.  Далее Николай Николаевич рассказал о нарушениях в генотипе и о том, какие виды мутаций влияют на изменение структуры гена. Оказалось, что животные могут жить с некоторыми негативными мутациями, если мутации не распространяются на все клетки организма. Так,например, профессор рассказал нам случай о том, что однажды он обнаружил теленка с неправильным прикусом и нестандартной формы нижней челюсти. Когда у него была взята кровь и исследован генотип теленка, то обнаружилось, что мутация присутствовала не во всех клетках, поэтому животное могло жить. Если вдруг мутация влияет на все клетки организма, то такие животные как правило не выживают и погибают в эмбриональный период или живут очень короткий срок после рождения.

Далее был задан вопрос со стороны зоотехников о породах сельскохозяйственных животных. Ответ лектора поразил студентов. Как оказалось, различные породы животных, несмотря на то, что имеют абсолютно разный фенотип имеют один и тот же генотип. Отличаются они между собой аллельными генами- генами, отвечающими за один и тот же признак.  Если у одних молочных пород один процент содержания жира, белков, уровень надоя, а у других молочных пород эти показатели отличаются, то это значит, что у животных в генотипе содержатся разные наборы аллельных генов, что и дает такое большое разнообразие пород.

Много внимания было уделено интересным случаям из практики. Так, нам было рассказано, что, женатая пара, имеющая II и III группу крови могут вполне иметь детей с IV группой крови, хотя это кажется невозможным. Как оказалось, все дело в наличии гена, отвечающего за синтез особого белка, который подавляет у носителя ген, отвечающий за IV группу крови и поэтому у отца ребенка может быть одна группа крови, а другая может передаться ребенку.

Много говорили об инбридинге – близкородственном скрещивании, которое применяется в сельском хозяйстве для увеличения продуктивных качеств животных. Нам объяснили, что инбридинг не опасен, если скрещивание производят через два поколения. Например, если был взят бык-осеменитель, являющийся прадедом по отношению к поголовью и его правнучки.

После занятий студенты задавали очень много вопросов. Коснулись они и сложных психиатрических заболеваний. Например, был вопрос о том, может ли человек с диссоциативным расстройством личности менять свойства организма в зависимости от того, какая личность преобладает над организмом человека в данный момент? Был дан ответ, что человек может выключать и включать определенные гены при таком заболевании, что и влияет на фенотип организма.

Конечно, нельзя в такой короткой статье описать все то, что дал нам этот прекрасный человек. Мы узнали много всего нового и интересного, получили рекомендации к книгам, которые помогут глубже понять такой чудесный мир генетики. На прощание Н.Н. Кочнев сказал нам, что все зависит только от нас и что человек может быть тем, кем он захочет, потому что природа дала нам бесконечное число возможности реализации своих талантов, главное реализовать их.

Литвиненко Дарья, 2 курс

примеров генотипа и фенотипа: выявленные различия

Генотип и фенотип — два фундаментальных термина в науке генетики. Эти два термина часто используются одновременно для описания одного и того же организма, но между генотипом и фенотипом есть разница:

  • Генотип организма — это набор генов в его ДНК, ответственных за определенный признак.
  • Фенотип организма — это физическое выражение этих генов.

Например, две мыши, которые выглядят практически одинаково, могут иметь разные генотипы.Но если у них явно разные черты — скажем, у одного белый мех, а у другого черный, — тогда у них разные фенотипы.

Объяснение генотипа

Как генотип влияет на фенотип? Простой. Генотип — это совокупность генов, отвечающих за различные генетические особенности данного организма. Генотип относится конкретно к генам, а не к признакам; то есть необработанная информация в ДНК организма.

Генотип определяется составом аллелей, пар генов, ответственных за определенные признаки.Аллель может состоять из двух доминантных генов, доминантного и рецессивного гена или двух рецессивных генов. Комбинация этих двух и того, какой из них является доминантным, определяет, какой признак будет выражать аллель.

Генотип просто означает, какие аллели содержатся в ДНК конкретного организма. Это не может быть определено простым наблюдением; это требует биологического тестирования. Генотип передается по наследству от родителей организма и выражает всю генетическую информацию о нем.

Примеры генотипа

Трудно привести конкретные примеры генотипа.Этот термин просто означает «гены, которые есть у конкретного организма». Любой пример генотипа — это просто диаграмма хромосом конкретного живого существа или молекул ДНК, ответственных за различные генетические признаки. Однако наличие определенных генов действительно дает наблюдаемые результаты.

Например, если вы встретите человека, страдающего альбинизмом, вы будете знать, что у него, скорее всего, есть мутировавший ген TYR, потому что это наиболее частая причина альбинизма. Этот мутировавший ген TYR является частью их генотипа. Альбинизм — часть их фенотипа.

Или предположим, что у вас карие глаза. Видимый цвет глаз — это ваш фенотип, но он ничего не говорит нам о вашем генотипе. Множество разных генов влияют на цвет глаз у людей, и любой из них может проявлять доминантные или рецессивные черты вашего фенотипа, то есть уникальный оттенок коричневого в ваших глазах.

Объяснение фенотипа

Фенотип — это то, что вы видите — видимое или наблюдаемое выражение результатов генов в сочетании с влиянием окружающей среды на внешний вид или поведение организма.Все, от формы птичьего крыла до пения горбатого кита, можно рассматривать как часть фенотипа: наблюдаемые аспекты этого животного, которые, по крайней мере частично, определяются его генами.

Примеры фенотипов

Фенотип означает «конкретные результаты генотипа организма». Фенотип, таким образом, можно наблюдать от природы. Каждый признак, определяемый геном, даже частично, является частью его фенотипа. Ниже приводятся лишь некоторые из бесчисленных примеров фенотипов живых существ.

  • Цвет глаз
  • Цвет волос
  • Рост
  • Звук вашего голоса
  • Отдельные виды болезней
  • Размер клюва птицы
  • Длина лисьего хвоста
  • Цвет полос на кошке
  • Размер и форма пятен на спине собаки
  • Размер обуви человека

Мир генов

Гены — это основная структура жизни. Основа биологии — это генетика, а на самом простом уровне генетика — это вопрос генотипа — имеющихся у вас генов — и фенотипа — черт, которые эти гены дают вам.Между ними генотип и фенотип определяют большую часть организма.

Чтобы узнать больше о генетике, ознакомьтесь с нашей статьей о неполном доминировании. Если после всей этой биологии вы настроены на химию, посетите наши страницы о гетерогенных смесях.

Фенотип и генотип — определение, 10 основных различий, примеры

Главная »Разница между» Фенотип и генотип — определение, 10 основных различий, примеры

Обучающие видео по биологии

Последнее обновление 30 декабря 2020 г. Сагар Ариал

Изображение создан с помощью биорендера.com

Определение фенотипа
  • Фенотип — это термин, используемый в генетике для обозначения всех наблюдаемых признаков у организмов в результате взаимодействия генотипа с окружающей средой.
  • Термин «фенотип» в «фенотипе» относится к «наблюдаем», и, таким образом, фенотип используется для обозначения наблюдаемых характеристик организмов, таких как его рост и цвет.
  • Фенотип организма охватывает морфологию, физическую форму и структуру организма, его развитие и поведение, его биологические и физиологические свойства и даже продукты организма.
  • Таким образом, фенотипы используются, чтобы различать различия в последовательностях ДНК между людьми с различиями в таких признаках, как рост.
  • Фенотип организма зависит от двух факторов; экспрессия генома или его генотипа и его взаимодействие с факторами окружающей среды.
  • Один или оба фактора могут влиять на фенотип организма.
  • Изменения фенотипа наблюдаются даже у индивидуума из-за экологических, физиологических и морфологических изменений, связанных с возрастом.
  • Изменчивость фенотипа формирует основу естественного отбора, когда окружающая среда благоприятствует выживанию более приспособленных особей по сравнению с другими.
  • Этот феномен четко прослеживается в случае близнецов, когда люди с идентичными генотипами могут выражать разные фенотипы, если каждый человек сталкивается с разной средой.
  • Таким образом, без фенотипической изменчивости эволюция путем естественного отбора была бы невозможна.
  • Концепция вариации фенотипа может действовать ниже генетической структуры человека.Примером этого являются молчащие мутации, которые не изменяют аминокислотные последовательности, но изменяют частоту пар оснований гуанин-цитозин.
  • Это изменение влияет на содержание G-C в геноме, что, в свою очередь, вызывает повышение термической стабильности, позволяя организму жить в высокотемпературной среде.
  • Примеры фенотипов, наблюдаемых у различных организмов, включают группу крови, цвет глаз и текстуру волос, а также генетические заболевания у людей, размер стручка и цвет листьев, клюв птиц и т. Д.

Определение генотипа
  • Генотип — это термин, используемый в генетике для обозначения генетического состава человека, состоящего из наследуемых генов.
  • Термин «генотип» также относится к двум аллелям, которые наследуются для определенного гена.
  • Генотипы представлены буквами алфавита, например Bb, где B обозначает доминантный аллель, а b обозначает рецессивный аллель.
  • Физические характеристики человека, называемые фенотипами, являются результатом экспрессии этих генов.
  • Однако генотип — не единственный фактор, ответственный за различие в фенотипе, и на фенотип также влияют другие факторы, такие как наследственная эпигенетика и факторы окружающей среды.
  • Таким образом, ни все люди с одним и тем же генотипом не выглядят одинаково, ни все люди, похожие друг на друга, не имеют одинаковый генотип.
  • На генотипы организмов влияют различные факторы, такие как мутации, которые изменяют частоту пар оснований или структуру последовательностей ДНК.
  • Однако гены, образованные в результате соматических мутаций, которые приобретаются, а не наследуются, не рассматриваются как генотип человека. Эти мутации также не вызывают никаких изменений генотипов.
  • Выражение генотипов в организмах зависит от состава генотипа. При наличии доминантного аллеля потомство обязательно наследует доминантные признаки независимо от другого аллеля.
  • Генотип персонажа полностью зависит от последовательностей генов, за исключением случайных наследственных мутаций.
  • Таким образом, генотип остается неизменным на протяжении всей жизни человека, если только он не подвергается мутациям.
  • Точно так же фенотипические изменения у человека не вызывают никаких изменений в генотипе человека, поскольку на генотип не влияет фенотип.
  • Генотипы, как и фенотипы, не наблюдаются извне. Вместо этого должны выполняться такие процессы, как генотипирование.
  • Процесс определения генотипа индивидуума называется генотипированием, которое может использоваться для различных целей, таких как ПЦР, секвенирование ДНК и полиморфизм длины рестрикционных фрагментов (ПДРФ).
  • Примеры генотипов, наблюдаемых у разных животных, включают TT как гомозиготный аллель для роста, Tt для гетерозиготного аллеля для роста и BB для гомозиготного аллеля для цвета глаз.

Ключевые различия (фенотип и генотип)

Основа для сравнения

Фенотип

Генотип

907 907 Термин, используемый в генетике для обозначения всех наблюдаемых признаков в организмах в результате взаимодействия генотипа с окружающей средой.

Генотип — это термин, используемый в генетике для обозначения генетического состава человека, состоящего из наследуемых генов.
Наблюдаемый Фенотипы — это наблюдаемые черты, которые можно увидеть на теле организма. Генотипы присутствуют в хромосомах людей и поэтому не могут быть обнаружены.
Унаследовано Фенотипы не наследуются. Генотипы частично передаются от человека к потомству как один из двух аллелей во время полового размножения.
Состоит из Фенотип состоит из различных черт, таких как физическая форма и структура, его развитие и поведение, его биологические и физиологические свойства и даже продукты организма. Генотип состоит из наследственных характеристик организма, которые могут или не могут быть выражены в следующем поколении.
Подвержены влиянию На фенотип влияет генотип организма и другие условия окружающей среды. На генотип влияет генетический состав особи, который, в свою очередь, зависит от полового размножения. Наследственные мутации также могут повлиять на генотип организма.
Отношение Один и тот же фенотип может или не может быть выражен из одного и того же генотипа. Один и тот же генотип всегда приводит к одному и тому же фенотипу, за исключением наследственных мутаций.
Определяется по Фенотипы можно легко определить, наблюдая за организмом. Генотипы определяются в процессе генотипирования с помощью различных научных методов, таких как полимеразная цепная реакция (ПЦР) и ПДРФ.
Факторы окружающей среды На фенотипы влияют факторы окружающей среды. На генотипы не влияют факторы окружающей среды.
Изменения Фенотипы могут меняться в течение жизни человека, как и цвет волос. Генотипы остаются неизменными на протяжении всей жизни человека.Примеры генотипов, наблюдаемых у разных животных, включают TT как гомозиготный аллель для роста, Tt для гетерозиготного аллеля для роста и BB для гомозиготного аллеля для цвета глаз.

Примеры фенотипа

Производство меланина
  • Производство меланина у людей контролируется определенными генами; Таким образом, различие в производстве меланина связано с различиями в генотипах организмов.
  • Хотя распределение меланина по организму контролируют разные гены, существует единственный ген, который влияет на его выработку.
  • Таким образом, люди с определенным генотипом могут страдать от полного отсутствия выработки меланина, что приводит к альбинизму.
  • Таким образом, у людей с альбинизмом обычно белая или розовая кожа.
  • Альбинизм — это фенотип, являющийся результатом определенного генотипа, и поскольку генофонд альбинизма довольно велик, случаи альбинизма наблюдаются во многих популяциях.
  • Возможно, у некоторых животных преобладает альбинизм.

Mendels ’Peas
  • В рамках своих исследований Мендель изучил ряд фенотипов гороха. Почти все сделанные им открытия были основаны на этих фенотипах.
  • В случае цвета гороха исследовали зеленый и желтый горох. Он обнаружил, что селекция гороха желтого и зеленого цвета давала половину желтого и половину зеленого горошка с некоторыми вариациями в некоторых поколениях.
  • На основании этого он определил соотношение разных фенотипов в разных поколениях.
  • Окраска гороха кодируется определенным геном, который приводит к желтому цвету. В отсутствие этого гена цвет гороха становился зеленым.
  • Таким образом, желтый цвет является доминантным аллелем, а зеленый — рецессивным аллелем.

Примеры генотипа

Цвет глаз
  • Доминантным генетическим признаком цвета глаз является коричневый, который представлен генотипом BB.
  • Таким образом, у гомозиготных людей генотип цвета глаз будет BB или bb.
  • Все остальные цвета глаз от синего до зеленого и серого являются рецессивными признаками, которые проявляются только тогда, когда генотип гомозиготно-рецессивный, bb.
  • Если генотип гомозиготный, гены цвета глаз в локусах двух хромосом должны быть идентичными.
  • Фенотип особи, то есть цвет глаз, зависит от результирующего генотипа этого персонажа.

Вьющиеся волосы
  • Если мы рассмотрим генотип для типа волос как H для доминантного признака и h для рецессивного признака, генотип для вьющихся волос будет HH или Hh.
  • Этот генотип кодирует белок, который делает волосы вьющимися.
  • Если генотип HH, у человека будут вьющиеся волосы, но при наличии гетерозиготного генотипа волосы будут волнистыми, то есть между вьющимися и прямыми волосами.
  • Чтобы волосы были прямыми, генотип должен быть hh, поскольку прямые волосы являются рецессивным признаком.
  • При полном преобладании признак вьющихся волос наблюдается у лиц с гетерозиготным состоянием.

Ссылки и источники
  • 2% — https://biodifferences.com/difference-between-phenotype-and-genotype. html
  • 1% — https://www.britannica.com/science/ фенотип
  • 1% — https://www.biologyonline.com/dictionary/phenotype
  • 1% — https://en.wikipedia.org/wiki/Phenotype
  • 1% — https://en.wikipedia.org / wiki / Genotype
  • 1% — https://byjus.com/biology/genotype-and-phenotype-difference/
  • <1% - https://www.spectrumnews.org/news/genetics-identical- близнецы-не-такие-похожие /
  • <1% - https://www.slideshare.net/SRMegh/silent-mutation-2
  • <1% - https://www.researchgate.net/publication/329214501_Biparental_Inheritance_of_Mitochondrial_Dans
  • <1% - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3563493/
  • <1% - https: // www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK7908/
  • <1% - https://quizlet.com/361810829/chapter-22-and-23-darwin-flash-cards/
  • <1% - https: //quizlet.com/35

    78/genetics-ch-1-flash-cards/
  • <1% - https://quizlet.com/25549586/genetics-flash-cards/
  • <1% - https: // quizlet. com/114950720/ch-15-ch-16-study-guide-flash-cards/
  • <1% - https://curlybetty.wordpress.com/2011/05/10/curly-hair-genetics- наследственность /
  • <1% - https: // biologywise.com / гомозиготный-против-гетерозиготный
Категории Различия между, Генетика Теги Генотип, Фенотип, Фенотип и генотип, Фенотип против Генотипа Навигация по почте

Разница между фенотипом и генотипом (со сравнительной таблицей)

Фенотип — это внешний вид организма, а Генотип — это генетический состав организма. Фенотип наблюдается и является выражением генов человека. Таким образом, даже организмы одного вида могут отличаться друг от друга с незначительной разницей в их генотипах.Это главное различие между ними.

Мы можем заметить цвет волос, цвет глаз, рост, вес, цвет кожи и т. Д., Но не можем смотреть на гены, ответственные за эти признаки, поэтому наблюдаемый физический облик является фенотипом, тогда как присутствуют незаметных гена, ответственных за такие признаки. в ДНК клетки особи находится генотип.

Чтобы объяснить приведенные выше строки, вот простой пример чисто красного цветкового растения (RR) скрещивают с белым цветущим растением (rr).Результатом генотипа поколения F1 будет — Rr (гибрид красного цвета) , а фенотипа поколения F1 будет цветущее растение красного цвета .

Генотип и фенотип — два очень близко связанных и похожих по звучанию слова, но их значение различается. Наша Земля населяет множество динамичных организмов, присутствующих в почве, воде и на суше. Но поскольку геном каждого организма индивидуален, существуют и фенотипы, будь то цвет, рост, вес или другие морфологические особенности.В этом контенте мы попытались объяснить, в чем они расходятся, и дать краткое описание.

Содержание: Фенотип против Генотипа

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Заключение

Сравнительная таблица

Основа для сравнения Генотип Фенотип
Значение Наследственная информация организмов в форме гена в ДНК остается неизменной на протяжении всей жизни. Видимые характеристики — это фенотип, который является выражением генов, но эти характеристики меняются с периодом, как и стадия от младенца к взрослому.
Состоит из Наследственные признаки организмов, которые могут или не могут проявиться в следующем поколении. Один и тот же генотип дает один и тот же фенотип в определенной среде.
Эти символы не наследуются. Таким образом, мы можем сказать, что одни и те же фенотипы могут принадлежать или не принадлежать к одному и тому же генотипу.
Другой генотип может также давать сходный фенотип продукта, например, RR и Rr вызывают тот же черный цвет глаз, что и доминирующий аллель R, а рецессивный аллель r.
Здесь даже небольшая разница в фенотипе будет иметь другой генотип.
Похоже, Внутри тела, как генетический материал.
Внешний вид вне тела.
Унаследовано Они частично наследуются от человека к потомству как один из двух аллелей в процессе воспроизводства.
Фенотип не наследуется.
Определено с помощью Использование научных методов, таких как полимеразная цепная реакция (ПЦР), для определения типа генов на аллеле. Наблюдая за организмами.
Затронуты Нарушены гены. Это зависит от генотипа и других условий окружающей среды.
Примеры Немного болезней, групп крови, цвета глаз, роста и т. Д.
Вес, телосложение, цвет глаз, цвет волос, клюв птицы и т. Д.

Определение фенотипа

Наблюдаемые характеристики организма, являющиеся следствием генотипа (генетического материала) и окружающей среды, известны как фенотип. Это морфологические особенности, такие как цвет, форма, размер, поведение и другие биохимические свойства.

Из-за изменения условий окружающей среды и других физиологических и морфологических изменений, связанных со старением, возможно изменение фенотипа, которое является постоянным на протяжении всей жизни. Этим изменениям также способствуют разный образ жизни, доступные продукты питания, эволюция. Фенотип организма определяется его генотипом (набором генов, переносимых организмами).

Например, в одной среде обитают разные собаки, которых можно легко узнать по разному окрасу, ушам, росту, весу, поведению и т. Д. Это различие связано с небольшим изменением их генетического кода.

Определение генотипа

Термин был введен датским ботаником и генетиком Вильгельмом Йоханссеном , что означает генетический состав человека и вклад в фенотип или физические признаки.Генотип является одним из трех факторов, определяющих фенотип организма, два других — это факторы окружающей среды, а другой — унаследованные эпигенетические факторы.

Хотя это не обязательно, что тот же генотип будет экспрессироваться в следующем поколении, они могут изменяться или модифицироваться в зависимости от окружающей среды и других условий. Например, существует небольшая разница во всех организмах, даже если они принадлежат к одному виду.

Геномная последовательность играет жизненно важную роль в дифференциации организмов друг от друга в отношении комбинации аллелей, переносимых индивидуумом, который может быть гомозиготным или гетерозиготным.Гомозиготный — это один тип аллеля, а гетерозиготный — два типа аллелей.

Например, у гороха ген, представляющий цвет цветка, имеет два аллеля. Один из аллелей кодирует фиолетовый цветок и обозначается как «V», тогда как другой аллель кодируется для белого и представлен как «v». Таким образом, возможное поколение F1 будет иметь свой генотип VV, Vv или vv. Эти генотипы влияют на фенотип и другие физические или внешние проявления. Процесс определения генотипа называется генотипированием.


Ключевые различия между фенотипом и генотипом

Следующие пункты будут сосредоточены на существенном различии между двумя терминами;

  1. Генотип состоит из наследственной информации организма в форме гена в ДНК и остается неизменной на протяжении всей жизни. Напротив, фенотип описывает видимые характеристики , которые являются экспрессией генов, но эти признаки меняются с периодом, как и стадия от младенца к взрослому.
  2. Генотип состоит из наследственных признаков организмов, которые могут проявиться или не проявиться в следующем поколении. Один и тот же генотип дает один и тот же фенотип в конкретной среде, но в случае фенотипа признаки не наследуются. Таким образом, мы можем сказать, что одни и те же фенотипы могут принадлежать или не принадлежать к одному и тому же генотипу.
  3. Генотип представляет собой генетический материал и поэтому присутствует в клетках тела, иногда другой генотип может также давать сходный фенотип продукта, как в примере . RR и Rr производят тот же черный цвет глаз, что и доминирующий аллель R, а рецессивный аллель это г.Но в случае фенотипа даже небольшая разница в фенотипе будет иметь другой генотип, и они распознаются вне тела как внешность.
  4. Генотип частично унаследован от особи потомству как один из двух аллелей в процессе воспроизводства. Фенотип является выражением генетического признака родителя, но они не наследуются .
  5. Физические характеристики, такие как рост, цвет волос, цвет глаз, форма тела и т. Д.может быть определен путем наблюдения за организмом, но генетические признаки идентифицируются с помощью научных инструментов, таких как полимеразная цепная реакция (ПЦР), которые помогают определить тип генов на аллеле.

Заключение

В приведенном выше содержании мы изучали два сбивающих с толку терминов, а именно фенотипы и генотипы, и то, как они отличаются друг от друга, мы также обнаружили их взаимосвязь и зависимость друг от друга.

Генотип и фенотип — разница и сравнение

Генотип организма — это генетический код в его клетках.Эта генетическая конституция человека влияет — но не является единственной причиной — многих его черт. Фенотип — это видимый или выраженный признак, например цвет волос. Фенотип зависит от генотипа, но также может зависеть от факторов окружающей среды.

Таблица сравнения

Сравнительная таблица генотипов и фенотипов
Генотип Фенотип
Определение Генетический состав человека.Относится к информации, содержащейся в двух аллелях в ячейке. Обнаруживаемая экспрессия генотипа. Выраженная и наблюдаемая черта. например цвет волос.
Примеры ДНК, восприимчивость к заболеваниям Цвет волос, цвет глаз, вес, способность вертеть языком
Зависит от Наследственная информация, переданная человеку его родителями. Генотип и влияние окружающей среды.
Наследование Частично наследуется потомством, так как один из двух аллелей передается во время воспроизводства. Не может быть унаследован.
Содержит Всю наследственную информацию человека, даже если эти гены не экспрессируются. Только экспрессированные гены.
Может быть определено с помощью Генотипирование — с использованием биологического анализа, такого как ПЦР, чтобы узнать, какие гены находятся в аллеле. (Внутри корпуса) Наблюдение за человеком. (Снаружи корпуса)
Примеры подавления генов у трансгенных растений, таких как петуния.

Значение

Генотип относится к генетическому составу клетки. Для каждого отдельного признака (например, цвета волос или глаз) ячейка содержит инструкции по двум аллелям, которые являются альтернативными формами гена, полученного от матери и отца. Генотип человека относится к комбинации этих двух аллелей и может быть либо гомозиготным (аллели одинаковы), либо гетерозиготным (аллели разные).

Фенотип — это признак, который можно наблюдать, например морфология или поведение.

Видео, объясняющее различия

В этом видео сравнивается генотип ифенотип и далее объясняет, как изменения в генотипе человека могут повлиять на его фенотип.

Как определяется генотип и фенотип?

Генотип можно определить с помощью генотипирования — использования биологического анализа, чтобы узнать, какие гены присутствуют в каждом аллеле.

Фенотип можно определить, наблюдая за особью.

Как определить соотношение генотипов и фенотипов

В этом видео объясняется, как определить генотипические и фенотипические соотношения с помощью квадрата Пеннета:

Какую информацию содержат генотип и фенотип?

Генотип человека включает полную наследственную информацию, даже если она не выражена.Эта информация определяется генами, переданными родителями при зачатии.

Фенотип человека включает только экспрессированные гены. Например, если у человека есть один аллель «каштановые волосы» и один аллель «светлых волос», и у него каштановые волосы, их фенотип включает только выраженный ген: каштановые волосы. Фенотип человека может меняться в течение жизни в зависимости от того, какие гены экспрессируются и как на них влияет окружающая среда. Например, маленький ребенок со светлыми волосами может вырасти брюнеткой.

Наследование генотипа и фенотипа

Причинный путь наследования означает, что геномы передаются из поколения в поколение, не подвергаясь влиянию или изменению со стороны окружающей среды. Организм, размножающийся половым путем, при зачатии получает два аллеля, составляющих их генотип. При воспроизводстве они передают своему потомству идентичную копию одного из этих аллелей.

Однако, поскольку фенотипы находятся под влиянием факторов окружающей среды, они не могут быть унаследованы напрямую.Они обнаруживаются в следующем поколении только в том случае, если правильная комбинация генотипа и факторов окружающей среды повторяется снова, и так же, как много разных генотипов могут давать один и тот же фенотип, многие разные фенотипы могут возникать из одного и того же генотипа. Таким образом, хотя однояйцевые близнецы имеют один и тот же генотип, они могут иметь разные фенотипы.

Список литературы

Поделитесь этим сравнением:

Если вы дочитали до этого места, подписывайтесь на нас:

«Генотип vs фенотип.» Diffen.com. Diffen LLC, n.d. Web. 12 февраля 2021 г. <>

Генотип против фенотипа

С тех пор как австрийский монах Грегор Мендель проводил эксперименты по селекции искусственного отбора на своих растениях гороха, понимание того, как черты передаются от одного поколения к другому, стало важной областью биологии. Генетика часто используется как способ объяснения эволюции, даже если Чарльз Дарвин не знал, как она работает, когда он впервые придумал первоначальную Теорию эволюции.Со временем, по мере того как общество развивало больше технологий, союз эволюции и генетики стал очевиден. Сейчас область генетики — очень важная часть современного синтеза теории эволюции.

Термины «генотип» и «фенотип»

Чтобы понять, как генетика играет роль в эволюции, важно знать правильные определения базовой генетической терминологии. Два таких термина, которые будут использоваться повторно, — это генотип и фенотип .Хотя оба термина имеют отношение к чертам характера, проявляемым отдельными людьми, есть различия в их значениях.

Что такое генотип?

Слово генотип происходит от греческих слов «генос», что означает «рождение», и «опечатки», что означает «метка». Хотя само слово «генотип» не означает «родимое пятно», как мы думаем об этой фразе, оно действительно связано с генетикой, с которой родился человек. Генотип — это реальный генетический состав или структура организма.

Большинство генов состоит из двух или более разных аллелей или форм признака. Две из этих аллелей вместе образуют ген. Затем этот ген выражает любую черту, доминирующую в паре. Он также может отображать смешение этих черт или показывать обе черты одинаково, в зависимости от того, для какой характеристики он кодирует. Комбинация двух аллелей — это генотип организма.

Генотип часто обозначают двумя буквами. Доминантный аллель будет обозначаться заглавной буквой, а рецессивный аллель представлен той же буквой, но только в строчной форме.Например, когда Грегор Мендель проводил свои эксперименты с растениями гороха, он увидел, что цветы будут либо пурпурными (доминантный признак), либо белыми (рецессивный признак). Растение гороха с пурпурными цветками может иметь генотип PP или Pp. У растения гороха с белыми цветками будет генотип pp.

Что такое фенотип?

Признак, который отображается из-за кодирования в генотипе, называется фенотипом . Фенотип — это реальные физические особенности, проявляемые организмом.У растений гороха, как в приведенном выше примере, если в генотипе присутствует доминантный аллель пурпурных цветков, тогда фенотип будет пурпурным. Даже если бы генотип имел один аллель пурпурного цвета и один рецессивный аллель белого цвета, фенотип все равно был бы пурпурным цветком. В этом случае доминантный аллель пурпурного маскирует рецессивный аллель белого цвета.

Отношения между двумя

Генотип особи определяет фенотип. Однако не всегда можно узнать генотип, глядя только на фенотип.Используя приведенный выше пример растения гороха с пурпурными цветами, невозможно узнать, глядя на одно растение, состоит ли генотип из двух доминантных аллелей пурпурного цвета или одного доминантного аллеля пурпурного и одного рецессивного аллеля белого цвета. В этих случаях оба фенотипа покажут фиолетовый цветок. Чтобы выяснить истинный генотип, можно изучить семейный анамнез или его можно скрестить с помощью тестового скрещивания с растением с белыми цветками, и потомство может показать, есть ли у него скрытый рецессивный аллель. Если тестовый кросс дает какое-либо рецессивное потомство, генотип родительского цветка должен быть гетерозиготным или иметь один доминантный и один рецессивный аллели.

Генотип и фенотип — Science Learning Hub

Мы все уникальны. Даже у монозиготных близнецов, которые генетически идентичны, всегда есть некоторые различия в том, как они выглядят и действуют. Эта уникальность является результатом взаимодействия нашей генетической структуры, унаследованной от наших родителей, и влияния окружающей среды с момента нашего зачатия.

Понимание генотипа и фенотипа

Вильгельм Йохансен был ученым, работавшим в Дании в конце 19 — начале 20 веков.В ходе серии экспериментов он наблюдал вариации генетически идентичных бобов. Он пришел к выводу, что вариация должна быть вызвана факторами окружающей среды, и ввел термины «генотип» и «фенотип» в 1911 году.

Генотип

Генотип — это генетический состав отдельного организма. Ваш генотип функционирует как набор инструкций для роста и развития вашего тела. Слово «генотип» обычно используется, когда говорят о генетике определенного признака (например, цвета глаз).

Фенотип

Фенотип — это наблюдаемые физические или биохимические характеристики отдельного организма, определяемые как генетическим составом, так и влиянием окружающей среды, например ростом, весом и цветом кожи.

Как генотип влияет на фенотип

Термин «генотип» обычно используется для обозначения определенных аллелей. Аллели — это альтернативные формы одного и того же гена, которые занимают одно и то же место на хромосоме. В любом локусе есть 2 аллеля (по 1 на каждой хромосоме в паре) — вы получаете 1 аллель от матери и 1 от отца.2 аллеля могут быть одинаковыми или разными. Различные аллели гена обычно выполняют одну и ту же функцию (например, они кодируют белок, влияющий на цвет глаз), но могут давать разные фенотипы (например, голубые глаза или карие глаза) в зависимости от того, какой набор из двух аллелей у вас есть.

Например, способность ощущать вкус PTC (горького вещества) контролируется одним геном. Этот ген имеет как минимум 7 аллелей, но обычно встречаются только 2 из них.

Заглавная буква «T» представляет доминантный аллель, который дает способность ощущать вкус — «доминантный» означает, что любой, у кого есть 1 или 2 копии этого аллеля, сможет попробовать PTC. Аллель без дегустации является рецессивным и обозначается строчной буквой «t» — «рецессивный» означает, что человеку потребуется 2 копии аллеля, чтобы не тестировать.

Каждая пара аллелей представляет генотип конкретного человека, и в этом случае существует 3 возможных генотипа: TT (тестер), Tt (тестер) и tt (не тестер).

Если аллели совпадают (TT или tt), генотип гомозиготный. Если аллели разные (Tt), генотип гетерозиготен.

На самом деле редко, когда 1 ген определяет 1 признак, как в случае дегустации PTC (моногенный признак).Большинство признаков сложны и имеют гены, влияющие на них более чем в одном локусе (полигенный).

Как факторы окружающей среды влияют на фенотип

Ваши гены несут в себе инструкции для роста и развития вашего тела. Однако на ваш фенотип во время эмбрионального развития и на протяжении всей вашей жизни влияют факторы окружающей среды. Факторов окружающей среды много и они разнообразны и включают диету, климат, болезни и стресс.

На примере дегустации PTC ученые подсчитали, что ген контролирует около 85% способности ощущать вкус.Факторы окружающей среды, которые играют роль, включают сухость во рту и время, когда вы ели.

Степень, в которой ваш фенотип определяется вашим генотипом, называется «фенотипической пластичностью». Если факторы окружающей среды имеют сильное влияние, фенотипическая пластичность высока. Если генотип можно использовать для надежного прогнозирования фенотипа, фенотипическая пластичность будет низкой.

В целом, степень влияния факторов окружающей среды на ваш конечный фенотип — это горячо обсуждаемая научная проблема.Это часто называют спором «природа (гены) против воспитания (окружающей среды)». Ученые обычно изучают монозиготных (однояйцевых) близнецов, чтобы исследовать взаимосвязь генотип / фенотип.

В заключение, ваш генотип или генетический состав играет решающую роль в вашем развитии. Однако факторы окружающей среды влияют на наши фенотипы на протяжении всей нашей жизни, и именно постоянное взаимодействие между генетикой и окружающей средой делает всех нас уникальными.

Генотип против фенотипа — javatpoint

Термины «генотип» и «фенотип» могут звучать одинаково, но они имеют разные значения.Посмотрим, чем генотип отличается от фенотипа!

Генотип:

Генотип относится к генетической структуре или генетическим характеристикам организма. Это набор генов в ДНК, которые отвечают за различные характеристики живого организма. Другими словами, генотип сообщает нам, какие гены у живого организма по определенному признаку. Например, люди с голубыми глазами должны иметь гены цвета голубых глаз в своем генотипе.

У всех живых организмов, включая человека, гены, передающиеся от родителей к их потомству, составляют генотип потомства.Так же, как отпечатки пальцев, нет двух людей с одинаковым генотипом, кроме однояйцевых близнецов. Генотип, влияние окружающей среды на генотип и случайные вариации определяют реальный внешний вид и поведение человека.

Фенотип:

Фенотип относится к видимым физическим характеристикам живого организма, таким как рост, цвет кожи, цвет глаз, поведение и развитие человека. Фенотип организма определяется его генотипом (набором генов), влиянием окружающей среды на эти гены и случайной изменчивостью.Другими словами, если генотип — это код, то фенотип — это проявление кода.

Из-за влияния окружающей среды два организма с одним и тем же генотипом, например однояйцевые близнецы, могут проявлять разные фенотипы, поскольку каждый организм сталкивается с разной средой в процессе своего роста. Фенотип не только включает наблюдаемые характеристики, такие как морфология, но также включает характеристики, которые можно измерить в лаборатории, такие как уровни клеток крови, гормонов и структур, таких как РНК и белки, которые производятся в соответствии с генетической структурой.

На основании приведенной выше информации, некоторые из ключевых различий между генотипом и фенотипом заключаются в следующем:

Генотип Фенотип
Это генетический состав организма. Это видимые физические характеристики или морфология организма, например цвет глаз, цвет кожи, рост и т. Д.
Он включает гены, которые передаются от родителей к потомству. Определяется генотипом, влиянием окружающей среды на генотип и случайной изменчивостью.
Он частично наследуется потомством, поскольку один из двух аллелей от одного родителя передается во время воспроизводства. Не может быть передан по наследству.
Примеры включают различные гены или наборы генов в ДНК, которые отвечают за разные черты, такие как голубые глаза, темные волосы, светлый цвет лица и т. Д. Примеры включают цвет глаз, цвет волос, цвет кожи, поведение и т. Д.
Он остается неизменным на протяжении всей жизни человека. Оно меняется со временем, например младенец, взрослый и старый.
Его нельзя изучить путем прямого наблюдения, его можно определить путем генотипирования или изучения предков, спаривания и потомства. Это можно определить путем прямого наблюдения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *