A fenotípusok minden megfigyelhető jellemzője egy szervezetnek.
Például a méret, a haj színe, a párzási viselkedés és a mozgás mintája mind egy adott fenotípus jellemzői. A fenotípusok ennek következtében megváltozhatnak környezeti tényezők, vagy tulajdonságaik megváltozhatnak egy szervezet fejlődésével vagy alkalmazkodásával.
Az organizmuscsoportok fenotípusa együtt változhat, ha megváltozik az élelmiszer-ellátottságuk, az étel típusa vagy a ragadozó fajta.
Míg a környezeti hatások szerepet játszanak és befolyásolhatják a fenotípust, egy szervezet megfigyelhető tulajdonságai ezeken alapulnak DNS vagy genetikai kód. A tulajdonságok egy vagy több gén jelenlétéből származnak a DNS-ben. Ha a gének expresszálódnak, vagyis másolják és felhasználják a fehérjék szintetizálását, akkor a megfelelő jellemzők megjelennek a szervezetben.
Közötti kölcsönhatás fenotípus és genotípus nagyon összetett lehet.
A genotípus a fenotípus tulajdonságainak gyökerében található, de ezek a tulajdonságok befolyásolják a szervezet megjelenését és megfigyelhető viselkedését.
Ennek eredményeként a fenotípus nagymértékben meghatározza, hogy a szervezet mennyire sikeres a túlélésben és a párzásban. A szervezet sikere lehetővé teszi, hogy sok leszármazottja legyen, de a genotípusát adja tovább, nem pedig a fenotípusát.
A fenotípus / genotípus interakció révén a környezetükhöz jobban alkalmazkodó organizmusok alakulhatnak ki.
A fenotípusok sok tényezőtől függenek
A halmaz gének egy szervezet DNS-e képezi a szervezet fenotípusának alapját, de sok más hatás is működik. Minden sejtek egy szervezetben ugyanaz a DNS, de sok sejt különbözik egymástól.
A különbségek attól függnek, hogy a sejt a DNS mely részeit használja az úgynevezett folyamatban génexpresszió. A génexpressziót környezeti tényezők befolyásolhatják, a környezeti hatások pedig más módon tovább befolyásolhatják a fenotípust.
A fő dolgok, amelyek befolyásolhatják a fenotípust, a következők:
- Genotípus: A fenotípust a genotípus korlátozza. Egy szervezet nem képes megjeleníteni egy jellemzőt, ha nincs rá gén.
- Epigenetika: Az epigenetika befolyásolja a gének expresszióját. Ha egy gén van jelen, de nem expresszálódik, akkor a szervezet nem tudja megmutatni a megfelelő tulajdonságot.
- Környezet: A környezet közvetlenül befolyásolhatja a tulajdonságokat azáltal, hogy megváltoztatja az organizmus viselkedését vagy megjelenését, miközben a megfelelő gén változatlan. A környezeti tényezők szintén befolyásolhatják a génexpressziót.
A genotípus génjei és génváltozatai határozzák meg a lehetséges fenotípus tulajdonságokat
Míg egy gén jelenléte a DNS genetikai kódban lehetővé teszi, hogy egy fenotípus tartalmazhassa a megfelelő tulajdonságot, maga a tulajdonság lényegesen változhat. A szexuálisan szaporodó szervezetek minden szülőtől egy génkészletet kapnak. Genetikai felépítésük két kissé eltérő génkészletet tartalmaz, és egy-egy gén domináns vagy recesszív lehet.
Mivel egy tulajdonság két génje mindig kissé eltér egymástól, két domináns gén vagy egy domináns és egy recesszív gén azt jelenti, hogy a domináns variáció a gén.
Egy két recesszív génmásolattal rendelkező szervezet megmutatja a recesszív génváltozat. A két génváltozat kissé eltérő fehérjék termelődését eredményezi, és másokat eredményezhet fenotípusok.
Például az embereknek több génjük van, amelyek befolyásolják a szem színét. A sötét szemszínt eredményező génvariánsok dominánsak, a világos szemszín génvariánsok recesszívek. Két domináns sötét szemszín génkészlettel vagy egy domináns sötét és egy recesszív világos szemszínkészlettel rendelkező szemnek sötét szemei lesznek.
Azoknak a személyeknek, akiknek két világos szemszín génkészlete van, világos szemük lesz. Ugyanaz a gén két különböző variánssal két fenotípust eredményez.
Az epigenetika segít meghatározni, hogy melyik fenotípus jelenik meg
A szervezet genotípusa meghatározza a fenotípus lehetséges vonásait, de a megfelelő géneknek aktívaknak kell lenniük a tulajdonság megjelenéséhez. Epigenetika a gének expresszióját vizsgálja a sejtekben, és sok gén nem aktív.
Különböző tényezők, például a rendelkezésre álló tápanyagok, a szervezet életkora és a más sejtek által küldött jelek határozzák meg, hogy egy sejt expresszál-e gént vagy sem.
Egy gén expresszálásához a sejtnek először a sejtmag eredeti DNS-kódjából kell elkészítenie a gén másolatát. A genetikai kód átmásolásra kerül messenger RNS, amely kilép a magból és talál egy sejtet riboszómás hogy szintetizálja a megfelelőt fehérje a kódolt szekvenciából.
A fehérje megadja a sejtnek azt a tulajdonságot, tulajdonságot vagy képességet, amely a fenotípus tulajdonságához vezet a szervezetben. A sejt blokkolhatja vagy szabályozhatja ezt a folyamatot, hogy több, kevesebb vagy egyáltalán ne termeljen fehérjét.
A génexpresszió folyamata azt jelenti, hogy egy fenotípus, például a hajszín, megváltozhat egy szervezet élete során, annak ellenére, hogy a genetikai kód ugyanaz marad. A meghatározott hajszínre vonatkozó eredeti gén a helyén marad, de a készlet egyes génjei többé-kevésbé erősen expresszálódnak, mivel a sejt szabályozza egy gén expresszióját felfelé vagy lefelé.
A hajszín szempontjából a kérdéses gén közvetlenül befolyásolhatja a sötét hajszínt, vagy olyan hormon vagy enzim termelődését okozhatja, amely befolyásolja a haj színét.
A környezeti tényezők közvetlenül vagy a génexpresszió révén befolyásolják a fenotípusokat
A környezet befolyásolhatja az élőlények megjelenését és viselkedését, megváltoztathatja fenotípusukat. Például néhány prémes állat, például a sziámi macskák hőmérséklet-érzékeny bőr. A hidegebb bőr sötét színű, míg a melegebb a világos szőrmét. Amikor a környezetük hőmérséklete megváltozik, megváltozhat a szőrük színe és a fenotípusa is.
A fenotípusok közvetlen megváltoztatása mellett a környezeti tényezők a génexpresszió befolyásolásával befolyásolhatják a tulajdonságokat. A tápanyagok és más sejtekkel kapcsolatos nyersanyagok elérhetősége tovább gátolhatja vagy megakadályozhatja egyes gének expresszióját.
A gének másolata és a fehérjék szintetizálása energiát igényel, amelyet a sejtek a szervezet által megemésztett élelmiszerből nyernek. Ha nincs elegendő tápanyag, a génexpresszió lelassulhat, és a tulajdonságok kevésbé hangsúlyossá válhatnak.
A fenotípusok és a genotípusok egyaránt befolyásolják a szervezet fejlődését
Míg a genotípus a terv a szervezet számára az a fenotípus azt tükrözi, hogy a kódolás hogyan változik a valóságban. A környezeti tényezőktől és a szervezet élettapasztalatától függően előfordulhat, hogy a genetikai kód egyes részeire nincs szükség, más részeket pedig többé-kevésbé erősen kifejezhetnek. A fenotípus leírja, hogy mi történik valójában a organizmussal.
Például az egyénnek lehetnek olyan génjei, amelyek hajlamosítják a szervezetet egy adott típusú betegség kialakulására. A betegség kialakulásához a környezeti hatások által okozott további tényezőknek is jelen kell lenniük. Az egyénnek vagy káros magatartást kell folytatnia, vagy akaratlanul is ki kell tennie őt káros tényezőknek.
A betegségre fogékony személy fenotípusa lehet elhízás vagy magas vérnyomás. Viselkedési tényezők lehetnek a cigaretta dohányzása vagy a túlzott alkoholfogyasztás. A betegség kiváltásához az egyént mérgező vegyi anyagoknak vagy általában ártalmatlan mennyiségű sugárzásnak kell kitenni. Minden esetben jelen van a genetikai hajlam, de ha az egyén nem eszik, nem iszik vagy dohányzik túl sokat, akkor a betegség valószínűleg nem vált ki.
Amikor a fenotípusok variációi befolyásolják természetes kiválasztódás, a sikeres fenotípus befolyásolhatja a szervezet genotípus-eloszlását.
Például, ha a recesszív génnel rendelkező organizmusok jobban alkalmazkodnak a környezethez, mint a domináns génnel rendelkező szervezetek, a recesszív génnel rendelkező szervezetek gyakoribbá válnak. Két recesszív génnel lesznek leszármazottaik, és a populáció főleg a két recesszív génnel rendelkező genotípusokból áll. Ily módon a fenotípusok reagálhatnak a környezeti tényezőkre, és befolyásolhatják egy organizmuscsoport genotípus-eloszlását.