Fenotipurile sunt toate caracteristicile observabile ale unui organism.
De exemplu, mărimea, culoarea părului, comportamentul de împerechere și modelul de mișcare sunt toate trăsăturile unui anumit fenotip. Fenotipurile se pot schimba ca urmare a factori de mediu, sau trăsăturile lor se pot schimba pe măsură ce un organism evoluează sau se adaptează.
Fenotipul grupurilor de organisme se poate schimba împreună dacă se modifică aprovizionarea cu alimente, tipul de hrană sau tipul de prădător.
În timp ce influențele de mediu joacă un rol și pot afecta un fenotip, trăsăturile observabile ale unui organism se bazează pe acestea ADN sau cod genetic. Trăsăturile rezultă din prezența uneia sau mai multor gene în ADN. Dacă genele sunt exprimate, adică copiate și utilizate pentru sintetizarea proteinelor, atunci caracteristicile corespunzătoare apar în organism.
Interacțiunea dintre fenotip și genotip poate fi foarte complex.
Genotipul se află la rădăcina trăsăturilor fenotipice, dar trăsăturile afectează aspectul organismului și comportamentul său observabil.
Ca urmare, fenotipul determină în mare măsură cât de reușit este organismul la supraviețuire și la împerechere. Succesul organismului îi permite să aibă mulți descendenți, dar își transmite genotipul, nu fenotipul.
Interacțiunea fenotip / genotip poate produce organisme mai bine adaptate mediului lor.
Fenotipurile depind de mulți factori
Setul de gene în ADN-ul unui organism formează baza fenotipului organismului, dar există multe alte influențe la locul de muncă. Toate celule într-un organism au același ADN, dar multe dintre celule sunt diferite.
Diferențele depind de ce părți ale ADN-ului folosește celula într-un proces numit expresia genelor. Expresia genelor poate fi influențată de factori de mediu, iar influențele din mediu pot afecta în continuare fenotipul în alte moduri.
Principalele lucruri care pot influența fenotipul sunt:
- Genotip: Fenotipul este limitat de genotip. Un organism nu poate afișa o caracteristică dacă nu există o genă pentru aceasta.
- Epigenetica: Epigenetica afectează expresia genelor. Dacă o genă este prezentă dar nu este exprimată, organismul nu poate afișa caracteristica corespunzătoare.
- Mediu inconjurator: Mediul poate afecta direct trăsăturile prin schimbarea comportamentului sau aspectului unui organism în timp ce gena corespunzătoare este neschimbată. Factorii de mediu pot afecta, de asemenea, expresia genelor.
Genele și variantele genetice ale genotipului determină trăsăturile de fenotip posibile
În timp ce prezența unei gene în codul genetic ADN face posibil ca un fenotip să includă trăsătura corespunzătoare, trăsătura în sine ar putea varia substanțial. Organismele care se reproduc sexual primesc un set de gene de la fiecare părinte. Componența lor genetică va conține două seturi ușor diferite de gene, iar o genă din fiecare set ar putea fi dominantă sau recesivă.
Deoarece cele două gene pentru o trăsătură sunt întotdeauna ușor diferite, având două gene dominante sau o genă dominantă și recesivă înseamnă că posibila trăsătură a organismului este cea produsă de variație dominantă a genei.
Un organism cu două copii recesive ale genelor afișează trăsătura produsă de variantă genică recesivă. Cele două variante genetice duc la producerea unor proteine ușor diferite și pot da naștere la diferite fenotipuri.
De exemplu, oamenii au mai multe gene care influențează culoarea ochilor. Variantele genetice care rezultă în culoarea întunecată a ochilor sunt dominante, iar variantele genetice deschise ale culorii ochilor sunt recesive. O persoană cu două seturi de gene dominante de culoare închisă a ochilor sau cu un set de culoare închisă dominantă și una recesivă de culoare deschisă a ochilor va avea ochi întunecați.
Persoanele cu două seturi de gene de culoare deschisă vor avea ochi de culoare deschisă. Aceeași genă cu două variante diferite are ca rezultat două fenotipuri.
Epigenetica ajută la determinarea careia dintre fenotipurile posibile sunt afișate
Genotipul organismului determină trăsăturile posibile ale fenotipului, dar genele corespunzătoare trebuie să fie active pentru ca trăsătura să apară. Epigenetica studiază expresia genelor în celule, iar multe gene nu sunt active.
Diferiti factori precum nutrientii disponibili, varsta organismului si semnalele transmise de alte celule determina daca o celula exprima sau nu o gena.
Pentru a exprima o genă, o celulă trebuie să facă mai întâi o copie a genei din codul ADN original din nucleul celulei. Codul genetic este copiat în ARN mesager, care iese din nucleu și găsește o celulă ribozom pentru a sintetiza corespondentul proteină din secvența codificată.
Proteina conferă celulei caracteristica, caracteristica sau capacitatea care duce la trăsătura fenotipului din organism. Celula poate bloca sau regla acest proces pentru a produce mai multe, mai puține sau deloc proteine.
Procesul de exprimare a genelor înseamnă că un fenotip, cum ar fi culoarea părului, se poate schimba în timpul vieții unui organism, chiar dacă codul genetic rămâne același. Setul de gene originale pentru o culoare specifică a părului rămâne la locul său, dar unele dintre genele din set sunt exprimate mai mult sau mai puțin puternic pe măsură ce celula reglează expresia unei gene în sus sau în jos.
Pentru culoarea părului, gena în cauză poate influența direct culoarea întunecată a părului sau poate provoca producerea unui hormon sau enzimă care afectează culoarea părului.
Factorii de mediu influențează fenotipurile direct sau prin expresia genică
Mediul poate afecta aspectul și comportamentul organismelor și le poate schimba fenotipul. De exemplu, unele animale purtătoare de blană, precum pisicile siameze, au piele sensibilă la temperatură. Pielea mai rece crește blana de culoare închisă, în timp ce pielea mai caldă crește blana ușoară. Când temperatura mediului lor se schimbă, culoarea blănii și fenotipul lor se pot schimba, de asemenea.
Pe lângă schimbarea directă a fenotipurilor, factorii de mediu pot afecta trăsăturile influențând expresia genelor. Disponibilitatea nutrienților și a altor materii prime legate de celule poate spori sau împiedica exprimarea anumitor gene.
Efectuarea de copii ale genelor și sintetizarea proteinelor necesită energie, pe care celulele o obțin din alimentele pe care organismul le digeră. Dacă nu sunt suficienți nutrienți, expresia genelor poate încetini, iar trăsăturile pot deveni mai puțin pronunțate.
Ambele fenotipuri și genotipuri afectează dezvoltarea organismelor
In timp ce genotipul este planul pentru organism, fenotipul reflectă modul în care codificarea este tradusă în realitate. În funcție de factorii de mediu și de experiența de viață a organismului, este posibil ca unele părți ale codului genetic să nu fie necesare, iar alte părți să fie exprimate mai mult sau mai puțin puternic. Fenotipul descrie ceea ce se întâmplă de fapt cu organismul.
De exemplu, o persoană poate avea gene care predispun organismul să dezvolte un tip specific de boală. Pentru ca boala să se dezvolte, trebuie să fie prezenți factori suplimentari cauzați de influențele de mediu. Individul fie trebuie să se angajeze într-un comportament dăunător, fie să fie expus din greșeală la factori nocivi.
Fenotipul pentru cineva susceptibil la o boală poate include obezitate sau hipertensiune arterială. Factorii comportamentali pot include fumatul sau consumul excesiv de alcool. Pentru a declanșa boala, este posibil ca individul să fie expus la substanțe chimice toxice sau la cantități inofensive de radiații. În fiecare caz, dispoziția genetică este prezentă, dar dacă individul nu mănâncă, nu bea sau fumează prea mult, boala nu va fi probabil declanșată.
Când variațiile fenotipurilor influențează selecție naturală, fenotipul de succes poate afecta distribuția genotipului pentru organism.
De exemplu, dacă organismele cu o genă recesivă sunt mai bine adaptate la mediu decât cele cu o genă dominantă, organismele cu gena recesivă vor deveni mai frecvente. Vor avea descendenți cu două gene recesive, iar populația va consta în principal din genotipuri cu cele două gene recesive. În acest fel, fenotipurile pot răspunde factorilor de mediu și pot afecta distribuția genotipului unui grup de organisme.
