ფენოტიპი: განმარტება, ტიპები, მაგალითები

ფენოტიპები არის ორგანიზმის ყველა დაკვირვებადი მახასიათებელი.

მაგალითად, ზომა, თმის ფერი, შეჯვარების ქცევა და მოძრაობის ფორმა ეს ყველაფერი კონკრეტული ფენოტიპის მახასიათებელია. ფენოტიპები შეიძლება შეიცვალოს შედეგად გარემო ფაქტორები, ან მათი თვისებები შეიძლება შეიცვალოს ორგანიზმის განვითარების ან ადაპტაციის დროს.

ორგანიზმების ჯგუფების ფენოტიპი შეიძლება შეიცვალოს ერთად, თუ შეიცვლება მათი საკვები მარაგი, საკვების ტიპი ან მტაცებლის სახეობა.

მიუხედავად იმისა, რომ გარემოზე ზემოქმედება გარკვეულ როლს ასრულებს და შეიძლება გავლენა მოახდინოს ფენოტიპზე, ორგანიზმის დაკვირვებადი ნიშნები ემყარება მათ დნმ ან გენეტიკური კოდი. თვისებები დნმ-ში ერთი ან რამდენიმე გენის არსებობის შედეგია. თუ გენები გამოხატულია, რაც ნიშნავს კოპირებას და გამოიყენება ცილების სინთეზისთვის, მაშინ ორგანიზმში ჩნდება შესაბამისი მახასიათებლები.

ურთიერთქმედება ფენოტიპი და გენოტიპი შეიძლება ძალიან რთული იყოს.

გენოტიპი ფენოტიპული თვისებების სათავეა, მაგრამ ეს თვისებები გავლენას ახდენს ორგანიზმის გარეგნობაზე და მის დაკვირვებად ქცევაზე.

შედეგად, ფენოტიპი მეტწილად განსაზღვრავს რამდენად წარმატებულია ორგანიზმი გადარჩენაში და შეჯვარებაში. ორგანიზმის წარმატება საშუალებას აძლევს მას ბევრი შთამომავალი ჰყავდეს, მაგრამ ის გადასცემს მის გენოტიპს და არა ფენოტიპს.

ფენოტიპის / გენოტიპის ურთიერთქმედებას შეუძლია წარმოქმნას ორგანიზმი, რომელიც უკეთესად იქნება ადაპტირებული მათ გარემოზე.

ნაკრები გენები ორგანიზმის დნმ-ში წარმოიქმნება ორგანიზმის ფენოტიპის საფუძველი, მაგრამ მოქმედებს მრავალი სხვა გავლენა. ყველა უჯრედები ორგანიზმში იგივე დნმ აქვთ, მაგრამ ბევრი უჯრედი განსხვავებულია.

განსხვავებები დამოკიდებულია იმაზე, თუ დნმ-ის რომელ ნაწილებს იყენებს უჯრედი პროცესში, რომელსაც ე.წ. გენის გამოხატვა. გენის გამოხატვაზე შეიძლება გავლენა იქონიოს გარემო ფაქტორებმა და გარემოზე ზემოქმედებამ კიდევ უფრო იმოქმედოს ფენოტიპზე სხვა გზით.

ძირითადი რამ, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს ფენოტიპზე, არის:

• გენოტიპი: ფენოტიპი შემოიფარგლება გენოტიპით. ორგანიზმს არ შეუძლია გამოავლინოს მახასიათებელი, თუ არ არსებობს მისი გენი.
• ეპიგენეტიკა: ეპიგენეტიკა გავლენას ახდენს გენების გამოხატვაზე. თუ გენი არსებობს, მაგრამ არ არის გამოხატული, ორგანიზმს არ შეუძლია აჩვენოს შესაბამისი მახასიათებელი.
• გარემო: გარემომ შეიძლება გავლენა მოახდინოს თვისებებზე უშუალოდ ორგანიზმის ქცევის ან გარეგნობის შეცვლით, ხოლო შესაბამისი გენი არ არის უცვლელი. გარემოს ფაქტორებმა ასევე შეიძლება გავლენა იქონიოს გენის გამოხატვაზე.

მიუხედავად იმისა, რომ დნმ-ის გენეტიკურ კოდში გენის არსებობა საშუალებას იძლევა, რომ ფენოტიპმა შეიძლება შეიცავდეს შესაბამის ნიშანს, თავისებური თვისება შეიძლება არსებითად განსხვავდებოდეს. ორგანიზმები, რომლებიც სქესობრივად მრავლდებიან, თითოეული მშობლისგან იღებენ გენების ერთ ნაკრს. მათი გენეტიკური შემადგენლობა შეიცავს ორ ოდნავ განსხვავებულ გენთა ნაკრებებს და გენი თითოეულ ნაკრებში შეიძლება იყოს დომინანტი ან რეცესიული.

იმის გამო, რომ თვისების ორი გენი ყოველთვის ოდნავ განსხვავდება, ორი დომინანტი გენი ან დომინანტი და რეცესიული გენი აქვს, ნიშნავს, რომ ორგანიზმის შესაძლო თვისებაა დომინანტი ვარიაცია გენის.

ორგანიზმი ორი რეცესიული გენის ასლით აჩვენებს უჯრედის მიერ წარმოქმნილ თვისებას რეცესიული გენის ვარიანტი. ორი გენის ვარიანტის შედეგად წარმოიქმნება ოდნავ განსხვავებული ცილები და შეიძლება წარმოიშვას განსხვავებული ფენოტიპები.

მაგალითად, ადამიანს აქვს რამდენიმე გენი, რომლებიც გავლენას ახდენენ თვალის ფერზე. დომინანტურია გენის ვარიანტები, რის შედეგადაც თვალის მუქი ფერია, ხოლო თვალის ფერის ღია გენის ვარიანტები რეცესიულია. ადამიანს აქვს ორი დომინანტი მუქი თვალის ფერის გენის ნაკრები ან ერთი დომინანტი მუქი და ერთი რეცესიული ღია ფერის თვალის ფერი აქვს მუქი თვალები.

ადამიანებს, რომლებსაც აქვთ ორი ღია ფერის თვალის გენის ნაკრები, ექნებათ ღია ფერის თვალები. ერთი და იგივე გენი ორი განსხვავებული ვარიანტით იწვევს ორ ფენოტიპს.

ორგანიზმის გენოტიპი განსაზღვრავს ფენოტიპის შესაძლო თვისებებს, მაგრამ შესაბამისი გენები უნდა იყოს აქტიური, რომ თვისება გამოჩნდეს. ეპიგენეტიკა სწავლობს უჯრედებში გენის გამოხატვას და ბევრი გენი არ არის აქტიური.

სხვადასხვა ფაქტორი, როგორიცაა ხელმისაწვდომი საკვები ნივთიერებები, ორგანიზმის ასაკი და სხვა უჯრედების მიერ გაგზავნილი სიგნალები განსაზღვრავს უჯრედი გამოხატავს თუ არა გენს.

გენის გამოსახატავად, უჯრედმა ჯერ უნდა გააკეთოს გენის ასლი უჯრედის ბირთვში თავდაპირველი დნმ-ის კოდიდან. გენეტიკური კოდი კოპირებულია მესინჯერი RNA, რომელიც გამოდის ბირთვიდან და პოულობს უჯრედს რიბოსომა შესაბამისი სინთეზირება ცილა დაშიფრული თანმიმდევრობიდან.

ცილა უჯრედს აძლევს დამახასიათებელ მახასიათებელს, თავისებურებას ან შესაძლებლობას, რაც იწვევს ორგანიზმში ფენოტიპის ნიშანს. უჯრედს შეუძლია დაბლოკოს ან დაარეგულიროს ეს პროცესი, რომ მეტი, ნაკლები ან საერთოდ არ შეიცავდეს ცილებს.

გენის გამოხატვის პროცესი ნიშნავს, რომ ფენოტიპი, როგორიცაა თმის ფერი, შეიძლება შეიცვალოს ორგანიზმის სიცოცხლის განმავლობაში, მიუხედავად იმისა, რომ გენეტიკური კოდი იგივე რჩება. ორიგინალური გენი, რომელიც შეიცავს სპეციფიკურ თმის ფერს, რჩება ადგილზე, მაგრამ ზოგიერთ გენში გამოხატულია მეტნაკლებად მკაცრად, რადგან უჯრედი არეგულირებს გენის გამოხატვას ზემოთ ან ქვემოთ.

თმის ფერისთვის, მოცემულმა გენმა შეიძლება პირდაპირ გავლენა მოახდინოს თმის მუქ ფერზე, ან ამან შეიძლება გამოიწვიოს ჰორმონის ან ფერმენტის წარმოება, რომელიც გავლენას ახდენს თმის ფერზე.

გარემომ შეიძლება გავლენა მოახდინოს ორგანიზმების გარეგნობაზე და ქცევაზე და შეცვალოს მათი ფენოტიპი. მაგალითად, ბეწვის მატარებელ ზოგიერთ ცხოველს, როგორიცაა სიამის კატები ტემპერატურისადმი მგრძნობიარე კანი. უფრო ცივი კანი იზრდება მუქი ფერის ბეწვით, ხოლო თბილი კანი ღია ბეწვს. როდესაც მათი გარემოს ტემპერატურა იცვლება, შეიძლება შეიცვალოს მათი ბეწვის ფერი და ფენოტიპიც.

გარდა ფენოტიპების პირდაპირ შეცვლისა, გარემოს ფაქტორებმა შეიძლება გავლენა მოახდინონ თვისებებზე, გენი საკვებ ნივთიერებებსა და უჯრედთან დაკავშირებული სხვა ნედლეულის არსებობამ შეიძლება ხელი შეუშალოს ან ხელი შეუშალოს გარკვეული გენების გამოხატვას.

გენების ასლების დამზადება და ცილების სინთეზირება მოითხოვს ენერგიას, რომელსაც უჯრედები იღებენ ორგანიზმის საჭმლის საჭმლისგან. თუ საკმარისი ნუტრიენტები არ არის, გენების გამოხატვა შეიძლება შენელდეს და თვისებები ნაკლებად გახდეს გამოხატული.

მიუხედავად იმისა გენოტიპი არის გეგმა ორგანიზმისთვის, ფენოტიპი ასახავს როგორ ხდება კოდირების რეალობა. გარემო ფაქტორებისა და ორგანიზმის ცხოვრებისეული გამოცდილების გათვალისწინებით, შეიძლება არ იყოს საჭირო გენეტიკური კოდის ზოგიერთი ნაწილი, ხოლო სხვა ნაწილები მეტ-ნაკლებად მკაცრად იყოს გამოხატული. ფენოტიპი აღწერს იმას, რაც სინამდვილეში ხდება ორგანიზმთან.

მაგალითად, ინდივიდს შეიძლება ჰქონდეს გენები, რომლებიც ორგანიზმს წინასწარ განსაზღვრავს დაავადების სპეციფიკური ტიპის განვითარებას. დაავადების განვითარებისათვის უნდა არსებობდეს გარემოზე ზემოქმედებით გამოწვეული დამატებითი ფაქტორები. ინდივიდს ან უნდა მოეხდინა მავნე ქცევა, ან უნებლიედ დაექვემდებარა მავნე ფაქტორებს.

დაავადებისადმი მგრძნობიარე ფენოტიპი შეიძლება შეიცავდეს სიმსუქნეს ან არტერიულ წნევას. ქცევითი ფაქტორები შეიძლება მოიცავდეს სიგარეტის მოწევას ან ალკოჰოლის ჭარბ მოხმარებას. დაავადების დასაწყებად შეიძლება ინდივიდს მოუხდეს ტოქსიკური ქიმიკატების ზემოქმედება ან ჩვეულებრივ რადიაციის უვნებელი რაოდენობა. თითოეულ შემთხვევაში, გენეტიკური განწყობა არსებობს, მაგრამ თუ ადამიანი არ ჭამს, სვამს ან ძალიან ბევრს ეწევა, დაავადება სავარაუდოდ არ გამოიწვევს.

როდესაც ფენოტიპების ვარიაციები ახდენს გავლენას ბუნებრივი გადარჩევა, წარმატებულმა ფენოტიპმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს ორგანიზმისთვის გენოტიპის განაწილებაზე.

მაგალითად, თუ რეცესიული გენის მქონე ორგანიზმები უკეთესად ეგუებიან გარემოს, ვიდრე დომინანტი გენი, რეცესიული გენის მქონე ორგანიზმები უფრო მეტად გავრცელდებიან. მათ ეყოლებათ ორი რეცესიული გენის შთამომავლები და მოსახლეობა ძირითადად შედგება ორი რეცესიული გენის გენოტიპებისგან. ამ გზით, ფენოტიპებს შეუძლიათ რეაგირება მოახდინონ გარემო ფაქტორებზე და გავლენა მოახდინონ ორგანიზმების ჯგუფის გენოტიპის განაწილებაზე.