Fenotipas: apibrėžimas, tipai, pavyzdžiai

Fenotipai yra visos pastebimos organizmo savybės.

Pavyzdžiui, dydis, plaukų spalva, poravimosi elgesys ir judesio modelis yra visos konkretaus fenotipo savybės. Dėl to gali pasikeisti fenotipai Aplinkos faktoriaiarba jų savybės gali keistis organizmui vystantis ar prisitaikant.

Organizmų grupių fenotipas gali keistis kartu, jei keičiasi jų aprūpinimas maistu, maisto rūšis ar plėšrūno rūšis.

Nors aplinkos poveikis daro įtaką ir gali paveikti fenotipą, pastebimi organizmo bruožai remiasi jais DNR arba genetinis kodas. Požymiai atsiranda dėl to, kad DNR yra vienas ar keli genai. Jei genai yra išreikšti, vadinasi, nukopijuoti ir naudojami baltymams sintetinti, tada atitinkamos savybės atsiranda organizme.

Sąveika tarp fenotipas ir genotipas gali būti labai sudėtinga.

Genotipas yra fenotipo bruožų šaknis, tačiau šie bruožai turi įtakos organizmo išvaizdai ir pastebimam jo elgesiui.

Todėl fenotipas daugiausia lemia, kaip organizmas sėkmingai išgyvena ir poruojasi. Organizmo sėkmė leidžia turėti daug palikuonių, tačiau jis perduoda savo genotipą, o ne fenotipą.

Dėl fenotipo / genotipo sąveikos organizmai gali geriau prisitaikyti prie savo aplinkos.

Rinkinys genai organizmo DNR yra organizmo fenotipo pagrindas, tačiau darbe yra daugybė kitų įtakų. Viskas ląstelių organizme turi tą pačią DNR, tačiau daugelis ląstelių yra skirtingos.

Skirtumai priklauso nuo to, kokias DNR dalis ląstelė naudoja vadinamame procese genų ekspresija. Genų raiškai įtakos gali turėti aplinkos veiksniai, o aplinkos poveikis gali dar labiau paveikti fenotipą kitais būdais.

Pagrindiniai dalykai, kurie gali turėti įtakos fenotipui, yra šie:

• Genotipas: Fenotipą riboja genotipas. Organizmas negali rodyti savybės, jei nėra jo geno.
• Epigenetika: Epigenetika turi įtakos genų raiškai. Jei yra genas, bet jis nėra išreikštas, organizmas negali parodyti atitinkamos savybės.
• Aplinka: Aplinka gali tiesiogiai paveikti bruožus, pakeisdama organizmo elgesį ar išvaizdą, o atitinkamas genas nepakinta. Aplinkos veiksniai taip pat gali turėti įtakos genų ekspresijai.

Nors geno buvimas DNR genetiniame kode leidžia, kad fenotipas gali apimti atitinkamą požymį, pats bruožas gali iš esmės skirtis. Organizmai, kurie dauginasi lytiškai, gauna po vieną genų rinkinį iš kiekvieno iš tėvų. Jų genetinėje sudėtyje bus du šiek tiek skirtingi genų rinkiniai, o genas kiekviename rinkinyje gali būti dominuojantis arba recesyvinis.

Kadangi du požymio genai visada yra šiek tiek skirtingi, turint du dominuojančius genus arba dominuojantį ir recesyvinį geną, tai reiškia, kad galimas organizmo bruožas yra tas, kurį sukuria dominuojanti variacija geno.

Organizmas, turintis dvi recesyvines genų kopijas, rodo jo sukeltą bruožą recesyvinis geno variantas. Dėl dviejų genų variantų susidaro šiek tiek skirtingi baltymai ir gali sukelti skirtingus baltymus fenotipai.

Pavyzdžiui, žmonės turi keletą genų, turinčių įtakos akių spalvai. Genų variantai, sukeliantys tamsią akių spalvą, yra dominuojantys, o šviesūs - akių recesyviniai. Asmuo, turintis du dominuojančius tamsių akių spalvų genų rinkinius arba turintis vieną dominuojantį tamsių ir recesyvių šviesių akių spalvų rinkinį, turės tamsias akis.

Žmonės, turintys du šviesius akių spalvos genų rinkinius, turės šviesias akis. Tas pats genas su dviem skirtingais variantais sukelia du fenotipus.

Organizmo genotipas lemia galimus fenotipo bruožus, tačiau atitinkami genai turi būti aktyvūs, kad požymis atsirastų. Epigenetika tiria genų ekspresiją ląstelėse, ir daugelis genų nėra aktyvūs.

Skirtingi veiksniai, tokie kaip turimos maistinės medžiagos, organizmo amžius ir kitų ląstelių siunčiami signalai, lemia, ar ląstelė išreiškia geną, ar ne.

Norėdami ekspresuoti geną, ląstelė pirmiausia turi padaryti geno kopiją iš pirminio DNR kodo, esančio ląstelės branduolyje. Genetinis kodas yra nukopijuotas pasiuntinio RNR, kuris išeina iš branduolio ir randa ląstelę ribosoma sintetinti atitinkamą baltymas iš užkoduotos sekos.

Baltymai suteikia ląstelei savybę, bruožą ar galimybes, lemiančias organizmo fenotipo bruožą. Ląstelė gali blokuoti ar reguliuoti šį procesą, kad gautų daugiau, mažiau arba visai baltymų.

Genų raiškos procesas reiškia, kad toks fenotipas kaip plaukų spalva gali pasikeisti organizmo gyvenimo metu, nors genetinis kodas išlieka tas pats. Originalus genas, skirtas konkrečiai plaukų spalvai, išlieka vietoje, tačiau kai kurie genų rinkiniai yra išreikšti daugiau ar mažiau stipriai, kai ląstelė reguliuoja geno ekspresiją aukštyn arba žemyn.

Kalbant apie plaukų spalvą, atitinkamas genas gali turėti tiesioginės įtakos tamsioms plaukų spalvoms arba gali sukelti hormoną ar fermentą, kuris veikia plaukų spalvą.

Aplinka gali paveikti organizmų išvaizdą ir elgesį bei pakeisti jų fenotipą. Pavyzdžiui, kai kurie kailiniai gyvūnai, pavyzdžiui, Siamo katės, turi temperatūrai jautri oda. Šaltesnė oda išaugina tamsios spalvos kailį, o šiltesnė - šviesų kailį. Pasikeitus aplinkos temperatūrai, gali pasikeisti ir kailio spalva bei fenotipas.

Be to, kad tiesiogiai keičiasi fenotipai, aplinkos veiksniai gali turėti įtakos bruožams, darydami įtaką genų raiškai. Maistinių medžiagų ir kitų su ląstelėmis susijusių žaliavų prieinamumas gali dar labiau arba užkirsti kelią tam tikrų genų ekspresijai.

Padaryti genų kopijas ir sintetinti baltymus reikia energijos, kurią ląstelės gauna iš organizmo suvirškinto maisto. Jei nepakanka maistinių medžiagų, genų ekspresija gali sulėtėti, o bruožai gali būti ne tokie ryškūs.

Nors genotipas yra planas organizmui - fenotipas atspindi, kaip kodavimas paverčiamas realybe. Atsižvelgiant į aplinkos veiksnius ir organizmo gyvenimo patirtį, kai kurių genetinio kodo dalių gali neprireikti, o kitos dalys gali būti išreikštos daugiau ar mažiau stipriai. Fenotipas apibūdina tai, kas iš tikrųjų vyksta su organizmu.

Pavyzdžiui, individas gali turėti genų, kurie organizmą linkę vystytis tam tikros rūšies ligai. Kad liga išsivystytų, turi būti papildomų veiksnių, kuriuos sukelia aplinkos poveikis. Asmuo turi elgtis žalingai arba būti netyčia paveiktas žalingų veiksnių.

Fenotipas tam, kuris yra linkęs į ligą, gali būti nutukimas ar aukštas kraujospūdis. Elgesio veiksniai gali būti cigarečių rūkymas ar per didelis alkoholio vartojimas. Norint sukelti ligą, asmeniui gali tekti paveikti toksiškas chemines medžiagas arba paprastai nekenksmingą radiacijos kiekį. Kiekvienu atveju egzistuoja genetinė nuostata, tačiau jei asmuo per daug nevalgo, negeria ir nerūko, liga greičiausiai nebus sukelta.

Kai įtakos turi fenotipų variacijos natūrali atranka, sėkmingas fenotipas gali paveikti organizmo genotipo pasiskirstymą.

Pavyzdžiui, jei organizmai, turintys recesyvinį geną, yra geriau prisitaikę prie aplinkos, nei turintys dominuojantį geną, organizmai, turintys recesyvinį geną, taps dažnesni. Jie turės palikuonis su dviem recesyviniais genais, o populiaciją daugiausia sudarys genotipai su dviem recesyviniais genais. Tokiu būdu fenotipai gali reaguoti į aplinkos veiksnius ir paveikti organizmų grupės genotipinį pasiskirstymą.