Хорошая отправная точка. Наличие вируса гепатита С в крови определяется с помощью анализа образцов крови на полимеразную цепную реакцию. Анализ на антитела к гепатиту С показывает, контактировали ли вы когда-либо с вирусом, путем выявления антител к гепатиту С, которые вырабатываются организмом для борьбы с вирусом.
Что такое генотип и фенотип, как это связано с геномом и генофондом
Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Генетика — новая наука, но она произвела революцию в нашем понимании эволюционных процессов.
Одними из ключевых понятий являются генотип, фенотип, геном и генофонд. Все эти понятия взаимосвязаны, поэтому сегодня мы поговорим о них вместе.
Однако основное внимание будет уделено именно генотипу — что это такое и как он связан с другими фундаментальными принципами генетики. Это будет интересно, так что следите за новостями.
Генотип — это.
В двух словах, генотип — это набор генов в конкретном организме. Иногда термин «генотип» используется для обозначения одного гена или группы генов.
Термин «генотип» был введен в науку в начале 20 века по инициативе датского биолога профессора В. Йохансена. Но прежде чем говорить о генотипе, было бы полезно определить его основу: ген.
В классической генетике ген — это сложная молекулярная система, которая содержит специфическую информацию об определенных важных функциях организма и выступает в качестве строительного блока наследственности.
С развитием естественных наук, особенно после открытия ДНК как носителя генетической информации, термин «ген» постепенно расширялся, но не имел единого определения в научном мире.
Тем не менее, генетики согласны с тем, что ген — это часть молекулы ДНК, которая содержит информацию о последовательности аминокислот в конкретном белке (т.е. о его первичной структуре).
Генотип — это не просто сумма независимых генов, а очень сложная интегрированная система, генетическая среда, в которой функция гена находится под влиянием других генов.
Генотип, содержащий ряд генетической информации, контролирует структуру, жизнедеятельность и развитие организма.
В то же время особи с одинаковым генотипом в разных условиях среды обычно различаются по характеристикам, т.е. по фенотипу, который будет рассмотрен ниже.
Генетический материал животных и растений создается путем слияния мужских и женских половых клеток. Он определяется аналитическим скрещиванием, которое основано на скрещивании особи с неизвестным набором генов с особью, гомозиготной по рецессивному гену (который служит «аналитом»).
Другими словами, анализирующее скрещивание позволяет определить генотип одного из родителей по фенотипу потомства.
- Если в результате такого скрещивания всё потомство получится однородным, значит, анализируемая особь – гомозиготная (с идентичным набором гамет).
- Если же произойдёт расщепление, то анализируемая особь – гетерозиготная (с разными сортами гамет).
Генотип — это фиксированная структура, но она может быть изменена мутацией, то есть нарушением структуры ДНК. Мутации могут быть вызваны естественными или искусственными факторами, такими как радиация, ультрафиолетовое излучение, химические вещества и т.д.
Термин «геном» был введен немецким биологом Г. Винклером через 10 лет после введения термина «генотип».
Геном также относится к набору генов, но в отличие от генотипа, ген здесь рассматривается как нуклеотидная последовательность ДНК в гаплоидных клетках (с одним набором хромосом), а не аллель (альтернативная форма одного и того же гена) в диплоидном наборе хромосом.
Чтобы не запутаться в дебрях генетики, важно понять ее основы:
Генотип — это индивидуальный признак (особи одного вида с одинаковым набором генов могут отличаться по аллельным характеристикам), а геном — видовой признак (особи одного вида имеют набор одинаковых генов).
Геном, то есть генетический материал организма, хранится в нескольких (иногда простых) хромосомах, число которых уникально для конкретного вида.
Размер генома (измеряемый количеством содержащихся в нем генов) сильно варьируется и может достигать десятков тысяч единиц. Самые маленькие геномы находятся у простейших вирусов (несколько сотен), а самые большие — у растений (например, у риса их более 46 000).
Согласно последним исследованиям, геном человека состоит из 46 хромосом (23 пары), содержащих около 22-25 тысяч генов.
Генофонд — это сумма всех генотипов особи в данной популяции, в нем закодирована генетическая память, которая передается из поколения в поколение.
Особи из разных популяций могут скрещиваться и производить потомство. Генофонд вида состоит из генофонда популяций.
Характеристики генофонда включают следующие отличительные признаки:
- При постоянных условиях окружающей среды генофонд остаётся неизменным.
- При изменении внешних условий преимущество получают особи, гены которых обладают полезными для выживания свойствами признаками. Именно эти особи будут передавать наиболее ценные качества своему потомству при половом размножении.
- Ответственные за наиболее «выгодные» признаки гены накапливаются из поколения в поколение, создавая основу для изменения генофонда.
- Изменчивость генофонда как механизм естественного отбора носит направленный характер и способствует улучшению приспособленческих функций организма.
Эволюционные изменения, происходящие в популяции, можно увидеть на следующих примерах. В суровых климатических условиях (сильный холод, жара) увеличивается доля генотипов, повышающих теплоустойчивость организмов.
В других случаях продолжение популяции в значительной степени зависит от генов, кодирующих окраску животного (для улучшения маскировки), синтез защитных ферментов (жидкости, газы) или поведенческую модель и т.д.
Все это делает популяцию (или вид в целом) более устойчивой к воздействию внешней среды и тем самым обеспечивает ее выживание.
Человек, как и большинство живых организмов, получает от родителей свой генотип, который определяет его физические характеристики, особенно строение организма и функционирование мозга.
Бывает, что некоторые гены (родителей или их потомков) повреждены (мутированы), но это практически не влияет на генотип, поскольку мутации, вызванные такими генами, нестабильны и не повторяются при наследовании. Это означает, что геном человека абсолютно стабилен.
Термин фенотип был предложен в 1909 году датским ученым Вильгельмом Йохансеном вместе с понятием генотип, чтобы отличить наследственность организма от той, которая возникает в результате ее транспозиции. 2 Идея различать носителей наследственности и результат ее действия встречается уже в работах Грегора Менделя (1865) и Августа Вейсмана. Последняя отличала (у многоклеточных организмов) репродуктивные клетки (гаметы) от соматических клеток.
Факторы, определяющие фенотип
Некоторые характеристики фенотипа напрямую определяются генотипом, например, цвет глаз. Другие сильно зависят от взаимодействия организма с окружающей средой — например, однояйцевые близнецы могут отличаться по росту, весу и другим основным физическим характеристикам, даже если они несут одинаковые гены.
Фенотипическая вариация (определяемая генотипической вариацией) является основным требованием для естественного отбора и эволюции. Организм в целом оставляет (или не оставляет) потомство, поэтому естественный отбор косвенно влияет на генетическую структуру популяции через вклад фенотипа. Без различных фенотипов нет эволюции. Остаточные аллели не всегда отражаются на характеристиках фенотипа, но сохраняются и могут передаваться потомству.
Фенотип и онтогенез
Факторы, от которых зависит фенотипическое разнообразие, генетическая программа (генотип), условия окружающей среды и частота случайных изменений (мутаций), суммируются в следующей зависимости
Генотип + внешняя среда + случайные изменения → фенотип.
Способность генотипа формировать различные фенотипы в течение онтогенеза в зависимости от условий окружающей среды называется нормой реакции. Он характеризует вклад окружающей среды в проявление признака. Чем шире норма реакции, тем больше влияние среды и тем меньше влияние генотипа на онтогенез. Как правило, чем разнообразнее среда обитания вида, тем шире норма его реакции.
Что такое фенотип в биологии
В биологии фенотип — это набор характеристик, которые являются результатом генотипа. Однако под влиянием окружающей среды набор признаков может меняться, что приводит к индивидуальным различиям.
Не всегда можно определить генотип индивидуума на основании характеристик организма. Организмы могут иметь одинаковый набор признаков, даже если у них разные наборы генов. Например, красный цветок может иметь генотипы AA и Aa. В этом случае для определения набора генов используется аналитическое скрещивание.
Читайте также: Какие организмы относятся к прокариотам
Фенотипы человека
Фенотипы человека — это характеристики, присущие индивидууму в определенный момент времени. Другими словами, они представляют собой набор характеристик организма.
Фенотипические признаки
Фенотипические признаки человека включают рост, вес, цвет волос, цвет глаз, цвет кожи и группу крови. Большинство людей имеют более одного фенотипа одновременно: обычно два, но иногда три или четыре. Особое внимание следует уделить генетическим заболеваниям. Они часто имеют специфические фенотипические характеристики и проявления.
Телесные признаки также делятся на количественные и качественные. Первый выражает количество и может быть изменен и измерен. Примером количественного признака является масса. Он меняется в течение жизни, но может быть измерен.
Качественные характеристики — это вербальные характеристики. Это, например, цвет ваших волос, цвет вашего меха или цвет ваших семян. В общем, это характеристики, которые могут быть описаны определениями.
Количественные признаки, в отличие от качественных, зависят от многих генов. В то же время они более чувствительны к воздействию окружающей среды.
Альтернативные признаки — это две взаимоисключающие характеристики организма. Например, женский и мужской пол.
От чего зависит фенотип
Набор характеристик организма зависит от набора генов и условий окружающей среды.
При какой форме изменчивости изменяется лишь фенотип
Модификация или ненаследственная вариация — это изменение характеристик организма под влиянием окружающей среды. Это также можно назвать адаптацией. В этом случае меняется только фенотип, а набор генов остается неизменным.
В то же время, изменчивость изменений не может передаваться из поколения в поколение. Существует необратимая изменчивость и обратимая, ненаследственная изменчивость. Примером первого случая является образование рубца на месте царапины. Примером второго случая является загар.
Фенотип и онтогенез
Факторы, определяющие фенотипическое разнообразие, генетическая программа (генотип), условия окружающей среды и частота случайных изменений (мутаций), суммируются в следующей зависимости: Генотип + среда + случайные изменения → фенотип Способность генотипа формировать различные фенотипы в течение онтогенеза в зависимости от условий окружающей среды называется нормой реакции. Он характеризует вклад окружающей среды в проявление признака. Чем шире норма реакции, тем больше влияние среды и тем меньше влияние генотипа на онтогенез. В целом, чем разнообразнее условия обитания вида, тем шире норма реакции.
Что такое ГЕНОТИП и ФЕНОТИП – определение простыми словами.
Проще говоря, генотип — это изначально закодированная генетическая информация, которую несут все живые существа. Это своего рода генеральный план или инструкция по созданию нового организма, в которой указаны все параметры того, как этот организм должен выглядеть и функционировать. Эти инструкции переводятся в кодированную форму — генетический код. Генетический код, в свою очередь, присутствует во всех клетках организма и копируется, когда клетки делятся или размножаются, передавая таким образом генетическую информацию потомству. Информация, содержащаяся в генетическом коде, напрямую связана со всеми аспектами жизни клетки и организма в целом. Он контролирует все процессы — от образования макромолекул белка до регуляции обмена веществ и регенерации клеток.
Проще говоря, фенотип — это внешний вид и поведение конкретного человека. Другими словами, это результат того, каким стал организм благодаря компонентам генотипа, соотношению доминантных аллелей и окружающей среды.
Особенности фенотипа
Фенотип — это совокупность характеристик, которые проявляются у человека на определенной стадии развития. Поэтому можно с уверенностью сказать, что фенотип человека может меняться в течение его жизни.
Каждая наблюдаемая характеристика или черта живого существа определяет фенотип индивидуума. Характеристики фенотипа — это черты индивидуума:
Читайте также: Что такое филофобия: проявления и методы лечения.
- развитие;
- морфология;
- физиологические характеристики;
- биохимические свойства;
- поведение и т.д.
Фенотип сначала формируется генотипом. Факторы окружающей среды также оказывают на него влияние. Фенотип также включает клинические факторы:
- рост;
- вес;
- группа крови;
- цвет и тип волос;
- цвет глаз.
Генотип человека
Генотип — это набор наследственных характеристик индивидуума, то есть набор генов, расположенных на хромосомах. Генотип формируется в соответствии с предрасположенностями и адаптивными механизмами индивидуума. Наконец, каждый живой организм подчиняется определенным условиям. Животные, птицы, рыбы, простейшие и другие виды приспособлены к условиям, в которых они живут. Например, человек, живущий в южной части планеты, может легко переносить высокие или очень низкие температуры благодаря своему цвету кожи. Эти адаптивные механизмы активируются не только географическим положением субъекта, но и другими условиями, короче говоря, генотипом.
Каждый организм характеризуется наличием генотипа и фенотипа (см. раздел 1.3), что обусловлено двумя условиями, которые необходимы для земной белково-ядерной жизни. Во-первых, существование живых организмов возможно только во взаимодействии с окружающей средой — источником энергии и «структурных» (пластических) материалов. Во-вторых, эволюционно отобранная видовая информация, имеющая биологический смысл, т.е. обеспечивающая выживание и размножение, передается из поколения в поколение. Это неизбежно происходит в мире жизни, поскольку смена поколений является необходимым условием эволюции. Задача организации взаимоотношений со средой обитания в каждом поколении решается благодаря существованию фенотипа. Задача создания новой, хранения и передачи видоспецифической биологической (генетической) информации решается наличием генотипа. Следует иметь в виду, что генотип
Фенотип эукариотического организма — это совокупность всех генов или, в функционально-генетических терминах, аллелей структурных (экспрессируемых, кодирующих полипептидные аминокислотные последовательности) генов и участков ДНК (нуклеотидных последовательностей) с другими функциями в диплоидном наборе хромосом. Фенотип организма — это совокупность характеристик, признаков и особенностей особи конкретного биологического вида. В случае вида, фенотип — это набор черт, характеристик и признаков, которые позволяют особи взаимодействовать с окружающей средой, необходимой для жизни организма.
В фенотипе биоинформация представлена в материализованном виде, т.е. она непосредственно участвует в процессах жизнеобеспечения,
в основном в виде ферментов, транспортных, структурных и других функциональных белков. Биоинформация, содержащаяся в генотипе, не участвует непосредственно в процессах жизнеобеспечения. Перевод биоинформации из «потенциальной» в «активную» форму связан с формированием фенотипа, соответствующего конкретному генотипу, на основе конкретного генотипа. Этот процесс происходит при активном участии и изменяющем влиянии окружающей среды в самом широком смысле (см. раздел 4.3.1.1).
При рассмотрении относительной роли наследственности (генотипа) и факторов окружающей среды (эпигенетических, экзогенетических факторов) в формировании фенотипа индивида следует исходить из ядра генетических концепций, таких как норма реакции (см. раздел 4.1.1), представлений о системном принципе организации и функционирования генома (см. раздел 4.3.3. 4.3.3. 4) и генотипа (см. раздел 4. 3.1.1), что выражается в зависимости развития отдельных фенотипических признаков (см. раздел 4.3. 1) и фенотипа в целом не только от наличия соответствующих генов с присущими им свойствами (см. 4.3.1.1), но и от конкретных форм взаимодействия между аллельными (см. 4.3.1.2) и неаллельными (см. 4.3.3.1) генами.
