Os fenótipos são todas as características observáveis de um organismo.
Por exemplo, tamanho, cor do cabelo, comportamento de acasalamento e padrão de movimento são todos traços de um fenótipo particular. Os fenótipos podem mudar como resultado de Fatores Ambientais, ou suas características podem mudar à medida que um organismo evolui ou se adapta.
O fenótipo de grupos de organismos pode mudar junto se seu suprimento de alimento, tipo de alimento ou tipo de predador mudar.
Enquanto as influências ambientais desempenham um papel e podem afetar um fenótipo, as características observáveis de um organismo são baseadas em seus DNA ou Código genético. As características resultam da presença de um ou vários genes no DNA. Se os genes são expressos, ou seja, copiados e usados para sintetizar proteínas, então as características correspondentes aparecem no organismo.
A interação entre fenótipo e genótipo pode ser muito complexo.
O genótipo está na raiz das características do fenótipo, mas as características afetam a aparência do organismo e seu comportamento observável.
Como resultado, o fenótipo determina em grande parte o quão bem-sucedido é o organismo na sobrevivência e no acasalamento. O sucesso do organismo permite que ele tenha muitos descendentes, mas ele passa seu genótipo, não seu fenótipo.
A interação fenótipo / genótipo pode produzir organismos mais bem adaptados ao seu ambiente.
Os fenótipos dependem de muitos fatores
O conjunto de genes no DNA de um organismo forma a base do fenótipo do organismo, mas há muitas outras influências em ação. Tudo células em um organismo têm o mesmo DNA, mas muitas das células são diferentes.
As diferenças dependem de quais partes do DNA a célula usa em um processo chamado expressão genetica. A expressão do gene pode ser influenciada por fatores ambientais e as influências do ambiente podem afetar ainda mais o fenótipo de outras maneiras.
As principais coisas que podem influenciar o fenótipo são:
- Genótipo: O fenótipo é limitado pelo genótipo. Um organismo não pode exibir uma característica se não houver um gene para ela.
- Epigenética: A epigenética afeta a expressão dos genes. Se um gene está presente, mas não é expresso, o organismo não pode exibir a característica correspondente.
- Meio Ambiente: O ambiente pode afetar as características diretamente, alterando o comportamento ou a aparência de um organismo, enquanto o gene correspondente permanece inalterado. Fatores ambientais também podem afetar a expressão gênica.
Genes e variantes gênicas do genótipo determinam as possíveis características do fenótipo
Embora a presença de um gene no código genético do DNA possibilite que um fenótipo possa incluir a característica correspondente, a própria característica pode variar substancialmente. Os organismos que se reproduzem sexualmente recebem um conjunto de genes de cada pai. Sua composição genética conterá dois conjuntos ligeiramente diferentes de genes, e um gene em cada conjunto pode ser dominante ou recessivo.
Como os dois genes para uma característica são sempre ligeiramente diferentes, ter dois genes dominantes ou um dominante e um recessivo significa que a possível característica do organismo é aquela produzida pelo variação dominante do gene.
Um organismo com duas cópias recessivas de genes exibe a característica produzida pelo variante do gene recessivo. As duas variantes do gene resultam em proteínas ligeiramente diferentes sendo produzidas e podem dar origem a diferentes fenótipos.
Por exemplo, os humanos têm vários genes que influenciam a cor dos olhos. As variantes do gene que resultam na cor dos olhos escuros são dominantes e as variantes do gene da cor dos olhos claros são recessivas. Uma pessoa com dois conjuntos de genes da cor dos olhos escuros dominantes ou com um conjunto de cores dos olhos escuros dominante e outro claro recessivo terá olhos escuros.
Pessoas com dois conjuntos de genes de cor clara dos olhos terão olhos claros. O mesmo gene com duas variantes diferentes resulta em dois fenótipos.
A epigenética ajuda a determinar quais dos possíveis fenótipos são exibidos
O genótipo do organismo determina as possíveis características do fenótipo, mas os genes correspondentes precisam estar ativos para que a característica apareça. Epigenética estuda a expressão gênica em células, e muitos genes não estão ativos.
Diferentes fatores, como nutrientes disponíveis, idade do organismo e sinais enviados por outras células, determinam se uma célula expressa um gene ou não.
Para expressar um gene, uma célula precisa primeiro fazer uma cópia do gene do código do DNA original no núcleo da célula. O código genético é copiado para RNA mensageiro, que sai do núcleo e encontra uma célula ribossomo para sintetizar o correspondente proteína da sequência codificada.
A proteína dá à célula a característica, característica ou capacidade que leva ao traço fenótipo no organismo. A célula pode bloquear ou regular esse processo para produzir mais, menos ou nenhuma proteína.
O processo de expressão do gene significa que um fenótipo, como a cor do cabelo, pode mudar durante a vida de um organismo, embora o código genético permaneça o mesmo. O conjunto de genes original para uma cor de cabelo específica permanece no lugar, mas alguns dos genes do conjunto são expressos mais ou menos fortemente conforme a célula regula a expressão de um gene para cima ou para baixo.
Para a cor do cabelo, o gene em questão pode influenciar diretamente a cor do cabelo escuro ou pode causar a produção de um hormônio ou enzima que afeta a cor do cabelo.
Fatores ambientais influenciam os fenótipos diretamente ou por meio da expressão gênica
O ambiente pode afetar a aparência e o comportamento dos organismos e alterar seu fenótipo. Por exemplo, alguns animais peludos, como os gatos siameses, pele sensível à temperatura. A pele mais fria produz pelo de cor escura, enquanto a pele mais quente produz pelo claro. Quando a temperatura do ambiente muda, a cor e o fenótipo de sua pele também podem mudar.
Além de alterar os fenótipos diretamente, os fatores ambientais podem afetar as características ao influenciar a expressão do gene. A disponibilidade de nutrientes e outras matérias-primas relacionadas às células pode favorecer ou impedir a expressão de certos genes.
Fazer cópias de genes e sintetizar proteínas consome energia, que as células derivam dos alimentos digeridos pelo organismo. Se não houver nutrientes suficientes, a expressão do gene pode diminuir e as características podem se tornar menos pronunciadas.
Fenótipos e genótipos afetam o desenvolvimento do organismo
Enquanto o genótipo é o projeto para o organismo, o fenótipo reflete como a codificação é traduzida em realidade. Dependendo dos fatores ambientais e da experiência de vida do organismo, algumas partes do código genético podem não ser necessárias e outras partes podem ser expressas com mais ou menos força. O fenótipo descreve o que está realmente acontecendo com o organismo.
Por exemplo, um indivíduo pode ter genes que predispõem o organismo a desenvolver um tipo específico de doença. Para que a doença se desenvolva, fatores adicionais causados por influências ambientais devem estar presentes. O indivíduo deve se envolver em um comportamento prejudicial ou ser inadvertidamente exposto a fatores prejudiciais.
O fenótipo de alguém suscetível a uma doença pode incluir obesidade ou hipertensão. Fatores comportamentais podem incluir tabagismo ou consumo excessivo de álcool. Para desencadear a doença, o indivíduo pode ter que ser exposto a produtos químicos tóxicos ou a quantidades normalmente inofensivas de radiação. Em cada caso, a disposição genética está presente, mas se o indivíduo não comer, beber ou fumar muito, a doença provavelmente não será desencadeada.
Quando variações nos fenótipos influenciam seleção natural, o fenótipo bem-sucedido pode afetar a distribuição do genótipo do organismo.
Por exemplo, se os organismos com um gene recessivo são mais bem adaptados ao ambiente do que aqueles com um gene dominante, os organismos com o gene recessivo se tornarão mais comuns. Eles terão descendentes com dois genes recessivos, e a população consistirá principalmente de genótipos com os dois genes recessivos. Dessa forma, os fenótipos podem responder a fatores ambientais e afetar a distribuição dos genótipos de um grupo de organismos.