Фенотипы - это все наблюдаемые характеристики организма.
Например, размер, цвет волос, брачное поведение и характер движений - все это черты определенного фенотипа. Фенотипы могут измениться в результате экологические факторы, или их черты могут измениться по мере развития или адаптации организма.
Фенотип групп организмов может изменяться вместе, если меняются их кормовая база, тип пищи или вид хищника.
Хотя влияние окружающей среды играет определенную роль и может влиять на фенотип, наблюдаемые черты организма основаны на их свойствах. ДНК или же генетический код. Признаки возникают из-за наличия одного или нескольких генов в ДНК. Если гены экспрессируются, то есть копируются и используются для синтеза белков, то в организме появляются соответствующие характеристики.
Взаимодействие между фенотип и генотип может быть очень сложным.
Генотип лежит в основе черт фенотипа, но эти черты влияют на внешний вид организма и его наблюдаемое поведение.
В результате фенотип во многом определяет, насколько успешно организм выживает и спаривается. Успех организма позволяет ему иметь много потомков, но он передает свой генотип, а не фенотип.
Взаимодействие фенотип / генотип может привести к появлению организмов, лучше адаптированных к окружающей среде.
Фенотипы зависят от многих факторов
Набор гены ДНК организма составляет основу фенотипа организма, но действует множество других факторов. Все клетки в организме есть одна и та же ДНК, но многие клетки разные.
Различия зависят от того, какие части ДНК клетка использует в процессе, называемом экспрессия гена. На экспрессию генов могут влиять факторы окружающей среды, а влияние окружающей среды может в дальнейшем влиять на фенотип другими способами.
Основные факторы, которые могут повлиять на фенотип:
- Генотип: Фенотип ограничен генотипом. Организм не может отображать характеристику, если для нее нет гена.
- Эпигенетика: Эпигенетика влияет на экспрессию генов. Если ген присутствует, но не экспрессируется, организм не может отображать соответствующую характеристику.
- Среда: Окружающая среда может влиять на черты характера напрямую, изменяя поведение или внешний вид организма, в то время как соответствующий ген остается неизменным. Факторы окружающей среды также могут влиять на экспрессию генов.
Гены и варианты генов генотипа определяют возможные признаки фенотипа
Хотя присутствие гена в генетическом коде ДНК позволяет фенотипу включать соответствующий признак, сам признак может существенно различаться. Организмы, размножающиеся половым путем, получают по одному набору генов от каждого родителя. Их генетический состав будет содержать два немного разных набора генов, и ген в каждом наборе может быть доминантным или рецессивным.
Поскольку два гена признака всегда немного отличаются, наличие двух доминантных генов или доминантного и рецессивного гена означает, что возможный признак организма - это тот, который продуцируется доминирующая вариация гена.
Организм с двумя рецессивными копиями гена демонстрирует черту, производимую вариант рецессивного гена. Два варианта гена приводят к образованию немного разных белков и могут вызывать разные фенотипы.
Например, у человека есть несколько генов, влияющих на цвет глаз. Варианты генов, приводящие к темному цвету глаз, являются доминирующими, а варианты генов светлого цвета глаз являются рецессивными. У человека с двумя доминантными наборами генов темного цвета глаз или с одним доминантным набором темного цвета глаз и одним рецессивным набором светлых глаз будут темные глаза.
Люди с двумя наборами генов светлого цвета глаз будут иметь глаза светлого цвета. Один и тот же ген с двумя разными вариантами дает два фенотипа.
Эпигенетика помогает определить, какие из возможных фенотипов проявляются
Генотип организма определяет возможные признаки фенотипа, но соответствующие гены должны быть активными, чтобы признак появился. Эпигенетика изучает экспрессию генов в клетках, и многие гены неактивны.
Различные факторы, такие как доступные питательные вещества, возраст организма и сигналы, посылаемые другими клетками, определяют, экспрессирует клетка ген или нет.
Чтобы экспрессировать ген, клетка должна сначала сделать копию гена из исходного кода ДНК в ядре клетки. Генетический код копируется в информационная РНК, который выходит из ядра и находит клетку рибосома синтезировать соответствующие белок из закодированной последовательности.
Белок придает клетке характеристики, свойства или возможности, которые приводят к фенотипическому признаку в организме. Клетка может блокировать или регулировать этот процесс, чтобы производить больше, меньше или не производить белка.
Процесс экспрессии генов означает, что фенотип, такой как цвет волос, может меняться в течение жизни организма, даже если генетический код остается прежним. Исходный набор генов для определенного цвета волос остается на месте, но некоторые из генов в наборе экспрессируются более или менее сильно, поскольку клетка регулирует экспрессию гена вверх или вниз.
В отношении цвета волос рассматриваемый ген может напрямую влиять на темный цвет волос или вызывать выработку гормона или фермента, влияющего на цвет волос.
Факторы окружающей среды влияют на фенотипы напрямую или через экспрессию генов
Окружающая среда может влиять на внешний вид и поведение организмов и изменять их фенотип. Например, у некоторых пушных зверей, таких как сиамские кошки, есть чувствительная к температуре кожа. На более холодной коже растет темный мех, а на более теплой - светлый. Когда температура окружающей среды меняется, цвет и фенотип меха также могут измениться.
Помимо прямого изменения фенотипов, факторы окружающей среды могут влиять на признаки, влияя на экспрессию генов. Доступность питательных веществ и другого связанного с клетками сырья может способствовать или предотвращать экспрессию определенных генов.
Создание копий генов и синтез белков требует энергии, которую клетки получают из пищи, которую переваривает организм. Если питательных веществ недостаточно, экспрессия генов может замедлиться, и признаки могут стать менее выраженными.
И фенотип, и генотип влияют на развитие организма
Пока генотип - это план для организма фенотип отражает то, как кодирование воплощается в реальность. В зависимости от факторов окружающей среды и жизненного опыта организма некоторые части генетического кода могут не понадобиться, а другие части могут быть выражены более или менее сильно. Фенотип описывает то, что на самом деле происходит с организмом.
Например, у человека могут быть гены, которые предрасполагают организм к развитию определенного типа заболевания. Для развития болезни должны присутствовать дополнительные факторы, вызванные влиянием окружающей среды. Человеку приходится либо вести себя вредно, либо непреднамеренно подвергаться воздействию вредных факторов.
Фенотип человека, подверженного заболеванию, может включать ожирение или высокое кровяное давление. Поведенческие факторы могут включать курение сигарет или чрезмерное употребление алкоголя. Чтобы вызвать болезнь, человеку, возможно, придется подвергнуться воздействию токсичных химикатов или обычно безвредного количества радиации. В каждом случае присутствует генетическая предрасположенность, но если человек не ест, не пьет и не курит слишком много, болезнь вряд ли будет спровоцирована.
Когда вариации фенотипов влияют естественный отбор, успешный фенотип может повлиять на распределение генотипов организма.
Например, если организмы с рецессивным геном лучше приспособлены к окружающей среде, чем организмы с доминантным геном, организмы с рецессивным геном станут более распространенными. У них будут потомки с двумя рецессивными генами, и популяция будет состоять в основном из генотипов с двумя рецессивными генами. Таким образом, фенотипы могут реагировать на факторы окружающей среды и влиять на распределение генотипов группы организмов.