Fenotype: definitie, typen, voorbeelden

Fenotypen zijn alle waarneembare kenmerken van een organisme.

Grootte, haarkleur, paargedrag en bewegingspatroon zijn bijvoorbeeld allemaal eigenschappen van een bepaald fenotype. Fenotypes kunnen veranderen als gevolg van: omgevingsfactorenof hun eigenschappen kunnen veranderen naarmate een organisme evolueert of zich aanpast.

Het fenotype van groepen organismen kan samen veranderen als hun voedselvoorziening, soort voedsel of soort roofdier verandert.

Hoewel omgevingsinvloeden een rol spelen en een fenotype kunnen beïnvloeden, zijn de waarneembare eigenschappen van een organisme gebaseerd op hun DNA of genetische code. Eigenschappen komen voort uit de aanwezigheid van een of meerdere genen in het DNA. Als de genen tot expressie worden gebracht, dat wil zeggen gekopieerd en gebruikt om eiwitten te synthetiseren, verschijnen de overeenkomstige kenmerken in het organisme.

Het samenspel tussen fenotype en genotype kan erg ingewikkeld zijn.

Het genotype ligt aan de basis van de fenotype-eigenschappen, maar de eigenschappen beïnvloeden het uiterlijk en het waarneembare gedrag van het organisme.

Als gevolg hiervan bepaalt het fenotype grotendeels hoe succesvol het organisme is in overleving en paring. Door het succes van het organisme kan het veel nakomelingen krijgen, maar het geeft zijn genotype door, niet zijn fenotype.

De fenotype/genotype interactie kan organismen produceren die beter aangepast zijn aan hun omgeving.

de set van genen in het DNA van een organisme vormt de basis van het fenotype van het organisme, maar er zijn nog vele andere invloeden aan het werk. Alle cellen in een organisme hetzelfde DNA hebben, maar veel van de cellen zijn verschillend.

De verschillen hangen af ​​van welke delen van het DNA de cel gebruikt in een proces genaamd genexpressie. Genexpressie kan worden beïnvloed door omgevingsfactoren en invloeden vanuit de omgeving kunnen het fenotype op andere manieren verder beïnvloeden.

De belangrijkste dingen die het fenotype kunnen beïnvloeden zijn:

• Genotype: Het fenotype wordt beperkt door het genotype. Een organisme kan geen eigenschap vertonen als er geen gen voor is.
• Epigenetica: Epigenetica beïnvloedt de expressie van genen. Als een gen aanwezig is maar niet tot expressie komt, kan het organisme de overeenkomstige eigenschap niet vertonen.
• Milieu: De omgeving kan eigenschappen rechtstreeks beïnvloeden door het gedrag of het uiterlijk van een organisme te veranderen terwijl het overeenkomstige gen ongewijzigd blijft. Omgevingsfactoren kunnen ook de genexpressie beïnvloeden.

Hoewel de aanwezigheid van een gen in de genetische code van DNA het mogelijk maakt dat een fenotype de overeenkomstige eigenschap kan bevatten, kan de eigenschap zelf aanzienlijk variëren. Organismen die zich seksueel voortplanten, krijgen van elke ouder één set genen. Hun genetische samenstelling zal twee licht verschillende sets genen bevatten, en een gen in elke set kan dominant of recessief zijn.

Omdat de twee genen voor een eigenschap altijd iets anders zijn, betekent het hebben van twee dominante genen of een dominant en een recessief gen dat de mogelijke eigenschap van het organisme die is die wordt geproduceerd door de dominante variatie van het gen.

Een organisme met twee recessieve genkopieën vertoont de eigenschap die wordt geproduceerd door de recessieve genvariant. De twee genvarianten resulteren in de productie van enigszins verschillende eiwitten en kunnen aanleiding geven tot verschillende fenotypes.

Mensen hebben bijvoorbeeld verschillende genen die de oogkleur beïnvloeden. Genvarianten die resulteren in een donkere oogkleur zijn dominant, en lichte oogkleur genvarianten zijn recessief. Een persoon met twee dominante donkere oogkleur genensets of met een dominante donkere en een recessieve lichte oogkleur set zal donkere ogen hebben.

Mensen met twee genensets in lichte oogkleur hebben lichtgekleurde ogen. Hetzelfde gen met twee verschillende varianten resulteert in twee fenotypes.

Het genotype van het organisme bepaalt de mogelijke eigenschappen van het fenotype, maar de overeenkomstige genen moeten actief zijn om de eigenschap te laten verschijnen. Epigenetica bestudeert genexpressie in cellen, en veel genen zijn niet actief.

Verschillende factoren zoals beschikbare voedingsstoffen, leeftijd van het organisme en signalen die door andere cellen worden verzonden, bepalen of een cel een gen tot expressie brengt of niet.

Om een ​​gen tot expressie te brengen, moet een cel eerst een kopie maken van het gen uit de oorspronkelijke DNA-code in de celkern. De genetische code wordt gekopieerd naar: boodschapper RNA, die de kern verlaat en een cel vindt ribosoom om de corresponderende te synthetiseren eiwit uit de gecodeerde reeks.

Het eiwit geeft de cel het kenmerk, de eigenschap of het vermogen dat leidt tot de fenotype-eigenschap in het organisme. De cel kan dit proces blokkeren of reguleren om meer, minder of geen eiwit te maken.

Het proces van genexpressie betekent dat een fenotype zoals de haarkleur tijdens het leven van een organisme kan veranderen, ook al blijft de genetische code hetzelfde. De oorspronkelijke genenset voor een specifieke haarkleur blijft op zijn plaats, maar sommige genen in de set worden min of meer sterk tot expressie gebracht als de cel de expressie van een gen naar boven of naar beneden reguleert.

Voor haarkleur kan het betreffende gen de donkere haarkleur rechtstreeks beïnvloeden, of het kan ervoor zorgen dat een hormoon of enzym wordt geproduceerd dat de kleur van het haar beïnvloedt.

De omgeving kan het uiterlijk en het gedrag van organismen beïnvloeden en hun fenotype veranderen. Sommige pelsdieren zoals Siamese katten hebben bijvoorbeeld temperatuurgevoelige huid. Een koudere huid krijgt een donkergekleurde vacht, terwijl een warmere huid een lichte vacht krijgt. Wanneer de temperatuur van hun omgeving verandert, kunnen hun vachtkleur en fenotype ook veranderen.

Naast het direct veranderen van fenotypes, kunnen omgevingsfactoren eigenschappen beïnvloeden door genexpressie te beïnvloeden. Beschikbaarheid van nutriënten en andere celgerelateerde grondstoffen kan de expressie van bepaalde genen bevorderen of verhinderen.

Het maken van kopieën van genen en het synthetiseren van eiwitten kost energie, die cellen halen uit voedsel dat het organisme verteert. Als er niet genoeg voedingsstoffen zijn, kan de genexpressie vertragen en kunnen de eigenschappen minder uitgesproken worden.

Terwijl het genotype is de blauwdruk voor het organisme, de fenotype weerspiegelt hoe de codering wordt vertaald naar de realiteit. Afhankelijk van omgevingsfactoren en de levenservaring van het organisme, zijn sommige delen van de genetische code mogelijk niet nodig en kunnen andere delen meer of minder sterk tot uiting komen. Het fenotype beschrijft wat er feitelijk met het organisme gebeurt.

Een individu kan bijvoorbeeld genen hebben die het organisme vatbaar maken voor het ontwikkelen van een specifiek type ziekte. Om de ziekte te ontwikkelen, moeten er aanvullende factoren aanwezig zijn die worden veroorzaakt door omgevingsinvloeden. Het individu moet ofwel schadelijk gedrag vertonen ofwel onbedoeld worden blootgesteld aan schadelijke factoren.

Het fenotype voor iemand die vatbaar is voor een ziekte kan obesitas of hoge bloeddruk omvatten. Gedragsfactoren kunnen het roken van sigaretten of overmatig alcoholgebruik omvatten. Om de ziekte te veroorzaken, moet het individu mogelijk worden blootgesteld aan giftige chemicaliën of normaal onschadelijke hoeveelheden straling. In elk geval is de genetische aanleg aanwezig, maar als het individu niet te veel eet, drinkt of rookt, zal de ziekte waarschijnlijk niet worden geactiveerd.

Wanneer variaties in fenotypes invloed hebben natuurlijke selectie, kan het succesvolle fenotype de genotypeverdeling voor het organisme beïnvloeden.

Als organismen met een recessief gen bijvoorbeeld beter zijn aangepast aan de omgeving dan die met een dominant gen, zullen organismen met het recessieve gen vaker voorkomen. Ze zullen nakomelingen hebben met twee recessieve genen en de populatie zal voornamelijk bestaan ​​uit genotypen met de twee recessieve genen. Op deze manier kunnen fenotypen reageren op omgevingsfactoren en de genotypeverdeling van een groep organismen beïnvloeden.