Фенотипите са всички наблюдаеми характеристики на организма.
Например размерът, цветът на косата, поведението на чифтосване и моделът на движение са черти на определен фенотип. Фенотиповете могат да се променят в резултат на фактори на околната среда, или техните черти могат да се променят, когато организмът еволюира или се адаптира.
Фенотипът на групите организми може да се промени заедно, ако се промени техният запас от храна, вид храна или вид хищник.
Докато влиянията на околната среда играят роля и могат да повлияят на фенотип, наблюдаваните черти на организма се основават на техните ДНК или генетичен код. Чертите са резултат от наличието на един или няколко гена в ДНК. Ако гените се експресират, което означава копиране и използване за синтезиране на протеини, тогава съответните характеристики се появяват в организма.
Взаимодействието между фенотип и генотип може да бъде много сложна.
Генотипът е в основата на фенотипните черти, но те влияят върху външния вид на организма и неговото наблюдавано поведение.
В резултат на това фенотипът до голяма степен определя колко успешен е организмът при оцеляването и при чифтосването. Успехът на организма му позволява да има много потомци, но той предава своя генотип, а не своя фенотип.
Взаимодействието фенотип / генотип може да създаде организми, по-добре адаптирани към тяхната среда.
Фенотипите зависят от много фактори
Комплектът от гени в ДНК на организма формира основата на фенотипа на организма, но има много други влияния на работа. всичко клетки в един организъм имат една и съща ДНК, но много от клетките са различни.
Разликите зависят от това кои части от ДНК клетката използва в процес, наречен генната експресия. Експресията на гени може да бъде повлияна от фактори на околната среда, а влиянията от околната среда могат допълнително да повлияят на фенотипа по други начини.
Основните неща, които могат да повлияят на фенотипа, са:
- Генотип: Фенотипът е ограничен от генотипа. Организмът не може да покаже характеристика, ако няма ген за него.
- Епигенетика: Епигенетиката влияе върху експресията на гени. Ако ген присъства, но не е експресиран, организмът не може да покаже съответната характеристика.
- Околен свят: Околната среда може да повлияе на чертите директно чрез промяна на поведението или външния вид на организма, докато съответният ген е непроменен. Факторите на околната среда също могат да повлияят на генната експресия.
Гените и генните варианти на генотипа определят възможните черти на фенотипа
Докато присъствието на ген в генетичния код на ДНК прави възможно фенотипът да включва съответния признак, самият признак може да варира значително. Организмите, които се размножават по полов път, получават по един набор от гени от всеки родител. Генетичният им състав ще съдържа два малко различни гена и ген във всеки набор може да бъде доминиращ или рецесивен.
Тъй като двата гена за даден признак винаги са малко по-различни, наличието на два доминиращи гена или доминиращ и рецесивен ген означава, че възможният признак на организма е този, произведен от доминираща вариация на гена.
Организъм с две рецесивни генни копия показва признака, произведен от вариант на рецесивен ген. Двата генни варианта водят до малко по-различни протеини, които се произвеждат и могат да доведат до различни фенотипове.
Например, хората имат няколко гена, които влияят на цвета на очите. Генните варианти, водещи до тъмен цвят на очите, са доминиращи, а светлите генни варианти на цвета на очите са рецесивни. Човек с два доминиращи генетични комплекта с тъмен цвят на очите или с един доминиращ набор от тъмни и един рецесивен цвят на очите ще има тъмни очи.
Хората с два генетични комплекта със светъл цвят на очите ще имат светли очи. Един и същ ген с два различни варианта води до два фенотипа.
Епигенетиката помага да се определи кои от възможните фенотипове се показват
Генотипът на организма определя възможните признаци на фенотипа, но съответните гени трябва да бъдат активни, за да се появи признакът. Епигенетика изследва генната експресия в клетките и много гени не са активни.
Различни фактори като наличните хранителни вещества, възрастта на организма и сигналите, изпратени от други клетки, определят дали клетката експресира ген или не.
За да експресира ген, клетката трябва първо да направи копие на гена от оригиналния ДНК код в клетъчното ядро. Генетичният код се копира в пратеник РНК, който излиза от ядрото и намира клетка рибозома да синтезира съответния протеин от кодираната последователност.
Протеинът придава на клетката характеристиката, характеристиката или способността, които водят до фенотипния признак в организма. Клетката може да блокира или регулира този процес, за да произвежда повече, по-малко или никакъв протеин.
Процесът на генна експресия означава, че фенотип като цвета на косата може да се промени по време на живота на организма, въпреки че генетичният код остава същият. Оригиналният ген, определен за определен цвят на косата, остава на мястото си, но някои от гените в комплекта се експресират повече или по-малко силно, тъй като клетката регулира експресията на ген нагоре или надолу.
Що се отнася до цвета на косата, въпросният ген може пряко да повлияе на тъмния цвят на косата или може да предизвика образуването на хормон или ензим, който влияе върху цвета на косата.
Факторите на околната среда влияят върху фенотиповете директно или чрез генна експресия
Околната среда може да повлияе на външния вид и поведението на организмите и да промени техния фенотип. Например, някои кожухарски животни като сиамските котки имат чувствителна към температурата кожа. По-студената кожа пораства тъмно оцветена козина, докато по-топлата кожа отглежда светла козина. Когато температурата на околната среда се промени, цветът на козината и фенотипът им също могат да се променят.
В допълнение към директната промяна на фенотипите, факторите на околната среда могат да повлияят на чертите, като влияят на генната експресия. Наличието на хранителни вещества и други свързани с клетките суровини може допълнително или да попречи на експресията на определени гени.
Създаването на копия на гени и синтезирането на протеини отнема енергия, която клетките получават от храната, която организмът смила. Ако няма достатъчно хранителни вещества, генната експресия може да се забави и чертите да станат по-слабо изразени.
Фенотипите и генотипите влияят върху развитието на организма
Докато генотипът е планът за организма, фенотипът отразява как кодирането се превръща в реалност. В зависимост от факторите на околната среда и житейския опит на организма, някои части от генетичния код може да не са необходими, а други части могат да бъдат изразени повече или по-малко силно. Фенотипът описва какво всъщност се случва с организма.
Например, индивидът може да има гени, които предразполагат организма да развие специфичен вид заболяване. За да се развие болестта, трябва да присъстват допълнителни фактори, причинени от влиянието на околната среда. Индивидът или трябва да участва в вредно поведение, или да бъде неволно изложен на вредни фактори.
Фенотипът за някой податлив на заболяване може да включва затлъстяване или високо кръвно налягане. Поведенческите фактори могат да включват пушене на цигари или прекомерна консумация на алкохол. За да предизвика болестта, може да се наложи индивидът да бъде изложен на токсични химикали или нормално безвредни количества радиация. Във всеки случай генетичното разположение е налице, но ако индивидът не яде, не пие и не пуши твърде много, болестта вероятно няма да бъде отключена.
Когато вариациите във фенотипите влияят естествен подбор, успешният фенотип може да повлияе на разпределението на генотипа за организма.
Например, ако организмите с рецесивен ген са по-добре адаптирани към околната среда от тези с доминиращ ген, организмите с рецесивния ген ще станат по-чести. Те ще имат потомци с два рецесивни гена, а популацията ще се състои главно от генотипове с двата рецесивни гена. По този начин фенотиповете могат да реагират на факторите на околната среда и да повлияят на разпределението на генотипа на група организми.