Фенотип организма это: Фенотип организма – что такое, определение и примеры кратко (10 класс, биология)

Содержание

Фенотип | это… Что такое Фенотип?

Разные фенотипы особей в популяции мидийDonax variabilis.

Феноти́п (от греческого слова phainotip — являю, обнаруживаю) — совокупность характеристик, присущих индивиду на определённой стадии развития. Фенотип формируется на основе генотипа, опосредованного рядом внешне средовых факторов. У диплоидных организмов в фенотипе проявляются доминантные гены.

Фенотип — совокупность внешних и внутренних признаков организма, приобретённых в результате онтогенеза (индивидуального развития).

Несмотря на кажущееся строгое определение, концепция фенотипа имеет некоторые неопределенности. Во-первых, большинство молекул и структур кодируемых генетическим материалом, не заметны во внешнем виде организма, хотя являются частью фенотипа. Например, именно так обстоит дело с группами крови человека. Поэтому расширенное определение фенотипа должно включать характеристики, которые могут быть обнаружены техническими, медицинскими или диагностическими процедурами.

Дальнейшее, более радикальное расширение может включать приобретенное поведение или даже влияние организма на окружающую среду и другие организмы. Например, согласно Ричарду Докинзу, плотину бобров также как и их резцы можно считать фенотипом генов бобра.[1]

Фенотип можно определить как «вынос» генетической информации навстречу факторам среды. В первом приближении можно говорить о двух характеристиках фенотипа: а) число направлений выноса характеризует число факторов среды, к которым чувствителен фенотип, — мерность фенотипа; б) «дальность» выноса характеризует степень чувствительности фенотипа к данному фактору среды. В совокупности эти характеристики определяют богатство и развитость фенотипа. Чем многомернее фенотип и чем он чувствительнее, чем дальше фенотип от генотипа, тем он богаче. Если сравнить вирус, бактерию, аскариду, лягушку и человека, то богатство фенотипа в этом ряду растет.

Содержание

  • 1 Историческая справка
  • 2 Факторы, определяющие фенотип
  • 3 Фенотипическая дисперсия
  • 4 Фенотип и онтогенез
  • 5 Примеры
  • 6 Литература
  • 7 См. также

Историческая справка

Термин фенотип предложил датский ученый Вильгельм Иогансен в 1909 г., вместе с концепцией генотипа, чтобы различать наследственность организма от того, что получается в результате её реализации.[2] Идею о различии носителей наследственности от результата их действия можно проследить уже в работах Грегора Менделя (1865) и Августа Вейсмана. Последний различал (в многоклеточных организмах) репродуктивные клетки (гаметы) от соматических.

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 различаться по росту, весу и другим основным физическим характеристикам, несмотря на то, что несут одни и те же гены.

Фенотипическая дисперсия

Фенотипическая дисперсия (определяемая генотипической дисперсией) является основной предпосылкой для естественого отбора и эволюции. Организм как целое оставляет (или не оставляет) потомство, поэтому естественный отбор влияет на генетическую структуру популяции опосредованно через вклады фенотипов. Без различных фенотипов нет эволюции. При этом рецессивные аллели не всегда отражаются в признаках фенотипа, но сохраняются и могут быть переданы потомству.

Фенотип и онтогенез

Факторы, от которых зависит фенотипическое разнообразие, генетическая программа (генотип), условия среды и частота случайных изменений (мутации), обобщены в следующей зависимости:

генотип + внешняя среда + случайные изменения → фенотип


Способность генотипа формировать в онтогенезе, в зависимости от условий среды, разные фенотипы называют нормой реакции. Она характеризует долю участия среды в реализации признака. Чем шире норма реакции, тем больше влияние среды и тем меньше влияние генотипа в онтогенезе. Обычно чем разнообразнее условия обитания вида, тем шире у него норма реакции.

Примеры

Иногда фенотипы в разных условиях сильно отличаются друг от друга. Так, сосны в лесу высокие и стройные, а на открытом пространстве — развесистые. Форма листьев водяного лютика зависит от того, в воде или на воздухе оказался лист. У людей все клинически определяемые признаки — рост, масса тела, цвет глаз, форма волос, группа крови и т. д. являются фенотипическими.

Литература

  1. The Extended Phenotype (Расширенный фенотип) (1982; переизд., 1999).)
  2. Johannsen W., (1911) «The genotype conception of heredity». Am Nat 45:129-159 [1] .

См. также

  • Фен (биология)
  • Генотип
  • Дисперсия (биология)
  • Дисперсия полов
  • Норма реакции
  • Морфа
  • Мутация
  • Пенетрантность
  • Популяция
  • Феном
  • Эндофенотип

Генотип и фенотип

Здравствуйте, уважаемые читатели блога репетитора  биологии по Скайпу  biorepet-ufa.ru.

Вот такая получается «петрушка», если не сказать хуже. Очередной раз сталкиваюсь с тем, что основополагающие понятия генетики в учебниках преподносятся так, что разобраться в них бывает трудно.

Эту статью меня так и подмывало назвать сначала «Фенотип и генотип». Понятно, что фенотип вторичен от генотипа. Но если сам термин «генотип» учащиеся чаще всего могут истолковать правильно, то относительно понятия «фенотипа»,  как выясняется, нет четкого представления.

Да откуда же ему быть «четкому», если определения фенотипа в учебной литературе носят такой расплывчатый характер.

«Фенотип — совокупность всех внешних признаков организма, определяемых генотипом и условиями окружающей среды». Или «Фенотип — совокупность всех внешних и внутренних признаков и свойств организма, зависящих от генотипа и условий внешней среды».

А если действительно  и «внешних», и «внутренних»,  а это на самом деле так, то  в чем тогда отличие фенотипа от генотипа?

Всё же придется начинать  не с «хвоста», а с «головы». Уверен, пройдет пара минут и вы, несколько уточнив для себя, что такое «генотип организма», сможете получить более четкое представление и о «фенотипе».

Часто  термины  «признак»  и «ген» мы  используем как синонимы

Говорят, «генотип — совокупность всех признаков организма». И вот тут то важно понять самое главное  — именно к определению генотипа такое определение вносит дополнительную путаницу. Да, действительно, информация о любом признаке закодирована в каком-либо гене (или совокупности генов) организма.

Но всех генов очень много, весь генотип организма   огромен, а в течение жизни данной особи или отдельной клетки реализуется (то есть служит образованию каких-либо определенных признаков) лишь незначительная часть генотипа.

Поэтому правильным будет запомнить, что  «генотип — совокупность всех генов организма». А уж какие из этих генов реализуются в течение жизни организма в его фенотипе , то есть послужат образованию каких-либо  признаков  — это зависит как от взаимодействия множества этих генов, так и от конкретных условий окружающей среды.

Таким образом, если  правильно понимать, что собой представляет генотип, то не остается и лазейки для путаницы  в терминах, обозначающих, что такое  «генотип»,  а что такое  «фенотип».

Понятно, что «фенотип — это совокупность всех реализовавшихся  в течение жизни организма   генов, послуживших образованию конкретных признаков данного организма   в определенных условиях среды».

Поэтому на протяжении жизни организма, под действием меняющихся условий среды,   фенотип может изменяться,  хотя он и базируется  на том же самом неизменном генотипе. А в каких границах может меняться фенотип?

                                             Норма реакции

Эти границы для фенотипа четко очерчены генотипом и носят название «нормы реакции». В фенотипе ведь не может проявиться ничего того, чего бы не было уже «записано» ранее в генотипе.

Чтобы лучше понять, что вкладывается в понятие «нормы реакции»,  разберем на конкретных примерах возможного проявления «широкой» или «узкой» нормы реакции.

Вес (масса) коровы и удойность коровы, какой признак имеет более широкую, а какой более узкую норму реакции?

Понятно, что вес взрослой коровы определенной породы как ее хорошо ни корми не может превысить, к примеру, 900 кг, а при плохом содержании — не может быть  меньше 600 кг.

А удойность? При оптимальном содержании и кормлении удойность может меняться от каких-то максимально возможных для данной породы  величин,  она может упасть до 0, при неблагоприятных условиях содержания. Значит масса коровы имеет довольно узкую норму реакции,  а удойность — очень широкую.

Пример с картофелем.  Любому очевидно, что «вершки» имеют довольно узкую норму реакции, а масса клубней  — очень широкую.

Думаю, теперь всё «устаканилось». Генотип — множество всех  генов организма, это весь его потенциал на что он может быть способен в жизни. А фенотип — лишь проявление небольшой части этого потенциала, реализация лишь части генов организма  в ряд конкретных признаков в течение его жизни.

Наглядным примером реализации в течение жизни организма части его генотипа в фенотип, являются однояйцевые близнецы. Имея абсолютно одинаковый генотип, в первые годы жизни они почти неотличимы друг от друга фенотипически. Но взрослея, имея сначала незначительные отличия в поведении, в каких-то привязанностях, отдавая предпочтение тому или иному роду деятельности, эти близнецы становятся довольно отличимыми и фенотипически:  по выражению лица, строению тела.  

В конце этой заметки, я бы хотел вот на что ещё обратить ваше внимание. Слово генотип для изучающих основы генетики имеет как бы два смысла. Выше мы  разобрали значение «генотипа» в широком его понимании.

Но для уяснения законов генетики, при решении генетических задач, под  словом генотип подразумевают лишь сочетание  каких-то конкретных отдельных  аллелей одной (моногибридное скрещивание) или двух (дигибридное скрещивание) пар определенных генов,  контролирующих проявление конкретного одного или двух признаков.

То есть, и фенотип то у нас при этом какой-то усеченный, говорим «фенотип организма», а сами изучили механизм наследования  лишь одного,  двух его признаков. В широком же смысле термин «фенотип» относится к любым морфологическим, биохимическим, физиологическим и поведенческим характеристикам организмов.

P.S. В связи с характеристиками понятий «генотип» и «фенотип», уместным было бы здесь разобрать вопрос о наследственной и ненаследственной  формах изменчивости организмов. Ну да ладно, об этом как раз и поговорим в следующей статье.

                                        ******************************************************************
У меня на блоге вы можете приобрести  ответы на все тесты ОБЗ ФИПИ за все годы проведения экзаменов  по ЕГЭ и ОГЭ (ГИА).

Фенотип

Фенотип — совокупность генетически определяемых признаков и свойств организма.[ …]

Фенотип и генотип животного находятся в тесной взаимозависимости: развитие всех фенотипических признаков обусловлено определенным генотипом. [ …]

Фенотипы — совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся в процессе онтогенеза на основе данного генотипа. Дело в том, что при большой скученности (плотности) образуются разные фенотипы за счет того, что в организмах происходят физиологические изменения в результате так называемой стресс-реакции (дистресс), вызываемой неестественно большим скоплением особей. Например, у самок грызунов происходит воспаление надпочечников, что ведет к сокращению рождаемости. Кроме того, нехватка пищи заставляет особей мигрировать на новые участки, что приводит к большой их гибели в пути и на новых участках, в новых условиях, т. е. повышается смертность и сокращается численность.[ …]

Фенотип — совокупность внешних и внутренних признаков организма.[ …]

Фенотип популяции, определяющий ее морфофизиологические особенности и характер реакции на среду в данное время, формируется в течение прошедших сезонов. Экологическая обстановка прошедших сезонов определяет возможности реализации в будущем потенции размножения, выживаемости и формирования всех, параметров структуры. Поэтому о тенденциях динамики популяций в следующем году можно судить по их состоянию, сложившемуся в конце вегетационного периода. Основными показателями сложившегося состояния популяций служат их пространственная структура и морфофизиологические особенности. В то же время отмеченное обстоятельство приводит к тому, что реакция популяций на изменение экологической обстановки запаздывает. Поэтому при объективно оптимальных условиях в данное время популяция может быть малочисленной и размножаться слабо, если прошедшие сезоны были неблагоприятными. И наоборот, при объективно неблагоприятной экологической обстановке популяция некоторое время еще может быть многочисленной и р.азмножаться, если предшествующие сезоны были благоприятными.[ …]

Фенотип — сумма всех внешних и внутренних признаков (свойств) данного организма. У всех организмов различают качественные и количественные признаки. Качественными признаками служат те, которые можно, глядя на них, сфотографировать или описать, причем степень достоверности в описании зависит от умения описывающего. Так К. Линней настолько ярко описал качественные признаки домашней собаки, что эти описания уже два столетия переходят из одного учебника в другой без изменений. Такими признаками организмов являются половые различия, форма тела, строение, масть животного, окраска цветков и плодов, форма семян, плодов и т. д. Особенно разнообразны качественные признаки у человека. Они специфичны применительно к каждому индивидууму.[ …]

Фенотип — весь комплекс внешних и внутренних признаков и свойств организма, проявляющийся в течение его онтогенеза. Фенотип является результатом реализации генотипа в определенных условиях внешней среды. Наследственность — обусловленное генотипом свойство растений сохранять и передавать потомству свои признаки и особенности своего развития. Наследственность обеспечивает материальную преемственность между поколениями организмов.[ …]

Фенотип — совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся на основе взаимодействия генотипа с условиями внешней среды. [ …]

Фенотип — меняющаяся в процессе индивидуального развития совокупность признаков и свойств организма, формирующаяся на основе наследственности генотипа) и влияния внешней среды..[ …]

В фенотипе животного никогда «е реализуются полностью все генотипические возможности организма. Полагают, что у высших животных в геноме содержится около 300 тыс. генов. Однако в каждый период онтогенеза генетическая информация считывается только с 5% генов, именно тех, которые обусловливают контроль необходимых в данный момент белков. Для реализации их нужны соответствующие условия внешней среды. Следовательно, развитие животного, формирование его признаков и свойств определяются как генотипом данной особи, так и внешними условиями, в которых проходит онтогенез.[ …]

Под фенотипом позвоночника мы подразумевали конкретное сочетание числа позвонков в туловищном, пере-ходиомн хвостовом отделах позвоночника. В каждой выборке подсчитывали частоты фенотипов, и полученные распределения сравнивали попарно по критерию идентичности (I) показателя сходства (г) Дивановского 3]. На основании рассчитанных критериев идентичности строили дендрограмму взвешенным цопарно-групповым л методом. Для оценки йкутривыборочной рааиокачественности по данному признаку аналогичным методом сравнивали возрастные группы каждой выборки.[ …]

Что такое фенотип? Фенотип (биологический тип) — есть совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся в процессе его индивидуального развития, складывающегося в процессе взаимодействия наследственных свойств организма — генотипа и условий среды обитания.[ …]

Итак, хотя фенотип нельзя свести только к генотипу или среде, различия в фенотипе могут определяться раздельными или совместными различиями генотипа или среды, наследственность и среда постоянно взаимодействуют, определяя свойства организмов. Это, однако, не означает абсолютного влияния среды на проявление всех признаков. Известны отдельные признаки, развитие которых настолько сильно ограничено генотипом, что они не подвержены модификации ни одним из известных факторов среды. Можно сказать, что эти признаки генетически; очень узко детерминированы к существующему разнообразию среды. Примерами таких признаков являются группы крови и цвет глаз у человека. Одновременно есть признаки, которые зависят от внешней среды, например, уродства новорожденных в результате приема ядов или алкоголя беременными женщинами, но такие признаки не имеют прямого отношения к наследственности.[ …]

Оценку и отбор по фенотипу называют массовым отбором, а оценку и отбор по генотипу — индивидуальным. Строгих разграничений между этими формами отбора не должно быть. Генотип проявляет себя как единая, целостная система, регулирующая все процессы развития. По В. Иогансену, генотип означает норму реакции данного организма на факторы среды в течение онтогенеза. Он обусловливает не только развитие разносторонних особенностей самого животного, но и сохранение их в той или иной степени в потомстве.[ …]

Родословная шире, богаче, а фенотип беднее, уже действительного наследственного содержания животного, так как не вся наследственность предков и даже непосредственных родителей передается потомкам и не все наследственные возможности, присущие особи, полностью реализуются в процессе ее роста и развития (в онтогенезе), т, е. не все, что заложено в генотипе, реализуется в фенотипе.[ …]

Норма реакции — разнообразие фенотипов, возникающих в результате взаимодействия генотипа с разными факторами среды.[ …]

В противоположность генотипу фенотип любого организма изменяется в процессе роста и развития на протяжении всей его жизни. В случае человека изменения фенотипа у отдельного индиви-диума можно проследить по его фотографиям, сделанным в разные периоды жизни. Можно сказать, что фенотип организма является различным в онтогенезе индивидуума, т. е. в эмбриональном периоде, после рождения, во время полового созревания и т. д.[ …]

Генотип If. Генотипы if.[ …]

Индивидуальный отбор основан на оценке фенотипа ближайших родственников. Усредненное значение фенотипа родственников отбираемой особи позволяет судить о ее генетической ценности, и поэтому индивидуальный отбор называют отбором по генотипу.[ …]

Другой подход связан с учетом «сторожевых» фенотипов, т. е. с определением фенотипов, возникающих благодаря определенным мутациям, унаследованным доминантно. Примером такого фенотипа является вывих тазобедренного сустава. В отобранной популяции ведется слежение за динамикой частоты интересующих фенотипов среди новорожденных, например, за динамикой частоты вывиха тазобедренного сустава.[ …]

Как видно из табл. 1, сочетание этих вариантов образует 9 фенотипов в московской и шосткинской группах и 8 — в конаковской. Наиболее часто встречались фенотипы АА, АВ, АС, ВО, фенотипы АД ВВ, ВС, СС, £Ш соответственно встречались во всех группах редко.[ …]

Замкнутая цепь коррелятивных связей между генотипами и фенотипами родителей н потомка (по Райту)

Когда два гена определяют одну и ту же биохимическую реакцию, соотношение фенотипов дает основание предполагать действие генов. Например, два гена, каждый из которых проявляет полное доминирование и оба взаимодействуют во влиянии на один признак, превращают отношение 9 : 3 : 3 : 1 в 9 : 7. Один из генов, гомозиготный по рецессивному признаку, блокирует на каком-то этапе действие другого гена (рис. 131). Такое явление взаимодействия генов называется эпистазом. Различные типы взаимодействия генов создают различные соотношения Г2 как результат слияния различных генотипических классов, имеющих сходные фенотипы.[ …]

Видовой состав сообществ может быть разным, но некоторые виды в них имеют сходные фенотипы и функционально одинаковы. Эти виды называют экологическими двойниками (экологическим эквивалентами).[ …]

Оценка и отбор животных по индивидуальным признакам и свойствам есть оценка и отбор по фенотипу, Хотя фенотип тесно связан с генотипом (все фенотипические особенности развиваются в онтогенезе из определенной наследственной основы) и по фенотипу можно также предположительно судить о генотипических особенностях организма, подобное суждение будет весьма неточным, а часто и ошибочным. Поэтому для более верного суждения о наследственных качествах, генотипических особенностях и племенной ценности животных, оценка по их индивидуальным свойствам должна быть дополнена специальной оценкой по наследственности (генотипу). Изучать наследственность следует одновременно с выявлением условий, благоприятствующих развитию тех или иных признаков и свойств. Наследственность лишь выращенных в таких условиях животных можно правильно оценить по их происхождению и качеству получаемого от них потомства. Подобная оценка животных дает возможность судить о степени устойчивости наследственной основы организма и его способности в той или иной мере передавать свои свойства потомству; она имеет особо важное значение в племенном животноводстве.[ …]

Генотип организма определяют путем наблюдения его действия (реализации генетической информации) и влияния на фенотип в условиях определенной среды. Когда два или несколько организмов растут и развиваются в одинаковых условиях, но фенотипы их различны, то это означает, что такие организмы имеют разные генотипы. Строго говоря, фенотипы являются результатом взаимодействия различных генов (компонентов генотипа) между собой и генотипа со средой. Поэтому нельзя думать, что организм или ка-кие-либо признаки организма зависят исключительно только от генотипа или только от среды. Два одинаковых генотипа могут развиваться в разных условиях и дать разные фенотипы. Точно так же два разных генотипа могут развиваться в условиях одинаковой среды и дать разные фенотипы. Кроме того, если организмы, развивающиеся в условиях сходной или неодинаковой среды, имеют сходные фенотипы, это еще не означает, что их генотипы одинаковы. В таких случаях часто имеет значение доминантность признаков, которая может осложнять установление генотипа.[ …]

Примером полудоминантной мутации может служить мутационное образование гетерозиготной формы Аа, промежуточной по фенотипу между организмами АА и аа. Это имеет место в случае биохимических признаков, когда вклад в признак обоих аллелей одинаков.[ …]

Преобладание животных морфы striata среди взрослых особей озерной лягушки на городской территории свидетельствует в пользу того, что этот фенотип обладает селективными преимуществами в популяциях техногенной зоны Уральского региона. Удалось показать, что успешному освоению новых местообитаний за пределами естественного ареала способствует высокий адаптивный потенциал озерной лягушки, значительную роль в котором играют наследственно обусловленные особенности системы гемопоэза морфы striata (Силс, Вершинин, 2 004). [ …]

Большинство генов довольно устойчива по отношению к мутациям, однако известны гены, которые мутируют очень часто. Как правило, мутантный фенотип организмов является одинаковым, независимо от того, наследуется ли генная мутация от отца или матери. Тем не менее небольшое число генов у человека и мышей экспрессируется дифференциально, причем в зависимости от источника наследования мутантного гена (от отца или матери). Во всех случаях один из родительских аллелей полностью инактивируется, тогда как другой аллель является активным. Напоминая инактивацию Х-хромосом, это явление получило название генетического импринтинга. Следовательно, генетический импринтинг представляет собой явление неэквивалентности генных аллелей, активность которых зависит от родительского происхождения. Например, патологический синдром Прадела-Вилли у человека обязан мутации, которая встречается только в отцовском хромосомном гомологе, а синдром Ангельмана у человека возникает в результате мутации в материнском хромосомном гомологе. [ …]

Вся совокупность признаков, отличающих термофилы от мезофилов, наследственно 8акреплена, закодирована в процессе эволюции в генотипе. Эта закодированная информация реализуется в фенотипе только при определенных условиях — при повышенной температуре, т.е. при температура, оптимальной именно для термофлов. Следовательно, термофи-г ды — это особая группа организмов со специфическая, только им присущи-чертами строения, протекания биохимических реакций и условий существования .[ …]

Основное преимущество массового отбора состоит в его относительной простоте. Селекционер работает с многочисленным материалом, что позволяет достигать высокой эффективности отбора. Однако оценка по фенотипу при массовом отборе не позволяет достоверно судить о генетической ценности отбираемой особи.[ …]

У клетки это ее особое состояние повышенной резистентности, служащее первой фазой фенотипического приспособительного процесса. В результате стресса в фенотипе клетки проявляются признаки, заложенные в генотипе, пробуждаются (экспрессируются) «спящие» гены. Видимым изображением их деятельности являются: индукция синтеза адаптивных ферментов, модификации и др., т.е. ненасле-дуемые структурно-функциональные изменения. Молекулярный механизм появления последних был разработан Ф. Жакобом и Ж. Мано. Названные изменения возникают в клетке при уровне возмущающего воздействия, который соответствует первому максимуму чувствительности (и несколько выше) дозовой кривой реагирования живой системы (рис. 20). В этих условиях вероятность появления новых мутантных форм, изменение генофонда популяции крайне мала.[ …]

Таким образом, совокупность всех генов организма определяет его генотип; совокупность всех признаков организма, начиная с внешних и кончая особенностями строения и функционирования клеток и органов, составляет фенотип. Следовательно, генотип определяет поведение вида, тогда как фенотип — характеризует только конкретную особь. Фенотип формируется под влиянием генотипа и условий внешней среды.[ …]

Для общего выражения племенной ценности животного по ряду признаков с учетом их взаимосвязи разработаны так называемые селекционные индексы. Они могут быть основаны либо на показателях оцениваемого животного (на фенотипе пробанда), либо на сочетании показателей пробанда с показателями родственников (матери, сестер, полусестер и т. д.). Для правильного построения индекса по наиболее важным признакам важно знать фенотипическую и генотипическую корреляцию между этими признаками и относительную их экономическую ценность. Подобно наследуемости, селекционный индекс основывается на простых линейных связях и не учитывает эффекта гетерозиса, эпистаза и взаимодействия между генотипом и окружающей средой. Поэтому чем большая доля общей изменчивости обусловлена эффектом такого взаимодействия, тем меньшее значение имеет селекционный индекс.[ …]

Третий отбор козликов проводится в возрасте 1-1,5 лет основе данных о происхождении, индивидуальной бонитир« ки и продуктивности (начеса пуха, настрига шерсти и жив массы). Осенью из ремонтной группы выбирают самых л; ших по фенотипу козликов в количестве, превышающем требность в 3 раза.[ . ..]

Обратные мутации представляют собой реверсии к исходным (диким) типам от мутантных. Эти реверсии бывают двух типов. Одни из реверсий обусловлены повторными мутациями аналогичного сайта или локуса с восстановлением исходного фенотипа и их называют истинными обратными мутациями. Другие реверсии представляют собой мутации в каком-то другом гене, которые изменяют выражение мутантного гена в сторону исходного типа, т. е. повреждение в мутантном гене сохраняется, но он как бы восстанавливает свою функцию, в результате чего восстанавливается фенотип. Как правило, супрессии происходят в результате мутаций генов, кодирующих синтез тРНК и рибосом.[ …]

Формула Харди-Вайнберга пригодна лишь для предельно упрощенной ситуации, для идеальной бесконечно большой популяции (иногда ее называют «менделевской») и при отсутствии давления ка-ких-либо факторов. Кроме того, как известно, на частоту фенотипов оказывает влияние не только частота данного аллеля, но и такие его свойства, как доминантность, рецессивность, пенетрантность и экспрессивность. Таким образом, при анализе природных популяций данная формула применима лишь с большими оговорками.[ …]

Доминантные мутации характеризуются непосредственным эффектом на организм, полудоминантные мутации заключаются в том, что гетерозиготная форма по фенотипу является промежуточной между формами АА и аа, а для кодоминантных мутаций характерно то, что у гетерозигот А!Аз проявляются признаки обоих аллелей. Рецессивные мутации не проявляются у гетерозигот.[ …]

Разведение тиляпии в нашей стране базируется главным образом на индустриальных методах выращивания. Важное значение при этом приобретает племенная работа. Основным методом селекции тиляпий в настоящее время является массовый отбор, предполагающий сохранение на племя лучших по фенотипу особей. Важнейшими направлениями селекции тиляпии являются: ускорение роста, лучшее использование корма, повышение устойчивости к низким температурам, замедленное половое созревание.[ …]

Для надежной оценки генетической изменчивости популяций или стад животных желательно исследовать до 20 и более белковых локусов. [ …]

Концепция «адаптивной нормы» популяций отвергает типологическое представление о генетической структуре вида и постулирует, что за внешне «нормальными», наиболее приспособленными «средними» фенотипами стоит множество разнообразных генотипов, селективная ценность которых может меняться в условиях изменяющейся среды. Это обеспечиват ет широкую норму реакции популяции как целостной системы на флуктуирующие условия внешней среды, т. е. ее экологическую пластичность. Вопрос же об общем числе полиморфных локусов генома и механизмах поддержания изменчивости — одна из главных проблем в современной популяционной генетике и, соответственно, главный источник противоречий между приверженцами типологической и популяционной, балансовой концепции генетической структуры вида.[ …]

Обусловленный генетическими различиями более высокий уровень гранулоцитов гарантирует от гемодепрессии и определяет высокие адаптивные способности морфы striata в условиях резких изменений среды (Вершинин, 2004). С возрастом, у особей striata (в отличие от бесполосых) значительно растет число эритроцитов и лейкоцитов, что увеличивает их индивидуальный адаптивный потенциал. Наиболее интересным, на наш взгляд, представляется разнонаправленное возрастное изменение доли нейтрофилов для полосатых и бесполосых. Возможно, это является одной из причин резкого преобладания фенотипа striata среди взрослых особей в городских популяциях.[ …]

Однако данные по внутривидовой аллозимной изменчивости не: могут служить достаточно надежным показателем при оценках, закономерностей генетического процесса и особенностей экологически разнородных групп видов. Они должны быть дополнены анализом структурных и регуляторных особенностей анализируемых изоферментов с целью оценки межвидового разнообразия фаунистических комплексов по данным параметрам. Выделение, структурных вариантов (типов) изоферментов выполнено по показателям относительной электрофоретической подвижности и по числу полос. Гетерозиготные фенотипы у полиморфных по структурным генам видов принимались во внимание, но в анализ вводились только гомозиготные. Варианты регистрировались, если различия между ними были сопоставимы или превышали соответствующие аллельные различия по данному изоферменту (рис. 90).[ …]

Полученные результаты говорят о том, что между бурозубками из разных биотопов, удаленных друг от друга незначительно, существуют некоторые различия в морфологии черепа. Они едва улавливаются довольно чувствительным методом дискриминантного анализа, но вряд ли являются случайными, так как использовано большое число признаков. Возможно, что эти различия вызваны не разными условиями обитания, а колебаниями численности обыкновенной бурозубки. В весенний период происходит массовая гибель особей. Резкое снижение численности может дать эффект «бутылочного горлышка», когда соотношения долей разных фенотипов в удаленных друг от друга биотопах будет неодинаковым. Данное утверждение требует дальнейшей проработки на более массовом материале, особенно из предгорного района Печоро-Илычского заповедника, где фрагментация рельефа выше и подобная картина может проявиться более четко. [ …]

Анализ сыворотки крови карпов семи породных групп и линий из четырех хозяйств показал наличие пяти аллотипов трансферрина. Особи гомо- гетерозиготные по типам белка А, В и С встречались почти во всех группах рыб и количественно преобладали. Вариант О встречался гораздо реже, он был обнаружен у куболт-ских и местных беспородных карпов, что является результатом наследственности амурского сазана. Нарушение закона можно было наблюдать лишь у днестровского и мындыкского карпов, что было вызвано в основном недостатком гомозиготных фенотипов. У остальных групп преобладали гомозиготы, причем у украинских и данченских карпов — тип АА, у местных — ВВ. Этим, видимо, и объясняется высокий гетерозисный эффект при скрещивании нивчанско-го карпа с местными селекционными.[ …]

Таким образом, проведенный анализ показал специфичность нерестовых стад плотвы Рыбинского водохранилища, подтверждённую анализом другой системы признаков, описывающих строение каналов сейсмосенсорной системы головы. Наиболее сходны выборки из Шекснинского плеса и устья р. Согожи, от них достоверно отличается объединенная выборка из Волжского плеса. .Наибольшим своеобразием обладает выборка из Моложского плеса. По данным признакам различия между возрастными группами, а также самцами и самками в отдельных нерестовых стадах, как правило, недостоверны. Специфичность некоторых возрастных групп в пределах нерестового стада связана, по всей видимости, со сложным миграционным поведением и требует дополнительного исследования. Выявленные фенетические различия между нерестовыми группировками из разных плесов свидетельствуют, об их репродуктивной изоляции я, соответственно, о принадлежности к разным локальным популяциям. Частоты встречаемости различных фенотипов позвоночника являются специфичными; для1 изолированных популяций и могут использоваться в более детальном популяционном анализе плотвы Рыбинского водохранилища.[ …]

Разнообразие — более чем приправа к жизни, оно квинтэссенция ее. Различия между садовыми растениями колеблются от очень заметных (водяная лилия и арбуз) до едва различимых, которые могут существовать между двумя растущими рядом яблонями одного и того же клопового сорта. Изменчивость может быть разделена на два типа: вызываемую условиями внешней среды и наследственную. Генетические различия обусловливаются наследственными особенностями организмов. Изменчивость можно проследить по различиям в генах — основных единицах, определяющих наследственность. Изменчивость, возникающая под влиянием условий окружающей среды, может быть обнаружена путем сравнения генетически однородных организмов, выращенных в разных условиях среды. Генетическое строение организма выражается термином генотип, общий внешний вид организма — фенотип. В более точном значении фенотип — производное взаимодействия генотипа с внутренними и внешними факторами окружающей среды.[ …]

фенотипические признаки мутационной изменчивости в биологии, как определить генотип, совокупность всех признаков и свойств организма

Биология

12.11.21

7 мин.

Каждый человек должен знать, что такое генотип и фенотип.

Оглавление:

  • Что такое генотип
  • Что такое фенотип в биологии
  • Фенотипы человека
  • Заключение

Это основы биологии, которые когда-нибудь могут пригодиться.

Что такое генотип

Это совокупность наследственной информации в организме. Иными словами, это сумма генов, образующая единую систему.

В отличие от генофонда, он описывает не весь вид, а отдельную особь.

Как определить генотип

Для определения генотипа животных и растений используют анализирующее скрещивание. В его основе лежит скрещивание неопределенной особи и особи с гомозиготным (одинаковым) набором хромосом.

Так как вторая особь образует одну гамету рецессивного признака, определить первую особь легко и просто.

А вот человеку, чтобы узнать свой набор генов, нужно сдать анализы в специальной лаборатории.

Как изменяется генотип

Изменение набора генов может быть вызвано мутацией. Во время данного процесса изменяется структура ДНК, которая может передаваться по наследству. Мутации возникают по разным причинам.

Например, из-за ультрафиолетовых лучей, радиации или под действием химических веществ.

Мутации делятся на:

  • генные;
  • хромосомные;
  • геномные;
  • соматические;
  • цитоплазмические.

Генные мутации подразумевают под собой изменение строения одного гена, хромосомные — модификацию строения хромосомы, геномные — изменения количества хромосом.

Также мутации бывают спонтанными и искусственными. Первые возникают самопроизвольно и случаются на протяжении всей жизни. Вторые же искусственно вызваны в лаборатории.

Мутации в основном носят летальный или нейтральный характер. Изредка мутации бывают полезны для организма.

Набор генов также может изменяться из-за комбинативной изменчивости. В ее основе лежит перекомбинация генов в ходе полового процесса.

В результате какого процесса формируется генотип потомства

Он формируется в результате слияния родительских гамет. Например, при слиянии двух гомозиготных организмов, потомок получит генотип «аа».

Что такое фенотип в биологии

Фенотип (англ. phenotype) в биологии — это совокупность признаков, формирующихся на основе генотипа. Однако, под влиянием окружающей среды, набор свойств может меняться, из-за чего появляются индивидуальные различия.

По свойствам организма не всегда можно понять, какой генотип у особи. У организмов может быть одинаковый набор свойств даже при разном наборе генов. Например, у красного цветка может быть генотип и «АА», и «Аа». В данном случае для определения набора генов применяется анализирующее скрещивание.

Фенотипы человека

Фенотипы человека — это характеристики, присущие личности в данный момент времени. Другими словами, это совокупность свойств организма.

Фенотипические признаки

Фенотипические признаки человека — это рост, вес, цвет волос, оттенок глаз, тон кожи, а также группа крови. Большинство людей имеют сразу несколько фенотипов: в основном два, но иногда три или четыре. Отдельное внимание стоит уделить генетическим болезням. Зачастую у них есть особенные фенотипические признаки и проявления.

Свойства организма также делятся на количественные и качественные. Первые выражают количество, могут изменяться и подсчитываться. Примером количественного признака является масса. Она изменяется в течение жизни, но может подсчитываться.

Качественные же признаки являются словесными характеристиками. Это, например, цвет волос, окрас шерсти или оттенок семян. В общем, это те качества, которые можно описать определениями.

Количественные признаки в отличие от качественных зависят от нескольких генов. При этом они сильнее подвержены влиянию окружающей среды.

Альтернативные признаки — это две взаимоисключающие характеристики организма. Например, женский и мужской пол.

От чего зависит фенотип

Совокупность свойств организма зависит от набора генов и условий окружающей среды.

При какой форме изменчивости изменяется лишь фенотип

Модификационная или ненаследственная изменчивость — трансформация свойств организма под влиянием окружающей среды. По-другому, это можно назвать адаптацией. В данном случае изменениям подвергается лишь фенотип, набор генов остается неизменным.

При этом модификационная изменчивость не может передаваться из поколения в поколение. Существует необратимая и обратимая ненаследственная изменчивость. Пример первой — образование шрама на месте царапины. Пример второй — загар.

Заключение

Как известно, изучением наследственности и изменчивости занимается генетика. Ученые говорят, что это наука будущего. Значит, ее основы должен знать и помнить каждый человек.

2)Фенотип организма. Роль наследственности и среды в формировании фенотипа.

Феноти́п— (от греческого словаphainotip— являю, обнаруживаю) совокупность характеристик, присущих индивиду на определённой стадии развития. Фенотип формируется на основегенотипа, опосредованного рядом внешнесредовых факторов. Удиплоидныхорганизмов в фенотипе проявляются доминантные гены.

Фенотип — совокупность внешних и внутренних признаков организма, приобретённых в результатеонтогенеза(индивидуального развития).

Несмотря на кажущееся строгое определение, концепция фенотипа имеет некоторые неопределенности. Во-первых, большинство молекул и структур кодируемых генетическим материалом, не заметны во внешнем виде организма, хотя являются частью фенотипа. Например, именно так обстоит дело с группами крови человека. Поэтому расширенное определение фенотипа должно включать характеристики, которые могут быть обнаружены техническими, медицинскими или диагностическими процедурами. Дальнейшее, более радикальное расширение может включать приобретенное поведение или даже влияние организма на окружающую среду и другие организмы. Например, согласно Ричарду Докинзу, плотинубобровтакже как и их резцы можно считать фенотипом генов бобра.

Фенотип можно определить как «вынос» генетической информации навстречу факторам среды. В первом приближении можно говорить о двух характеристиках фенотипа: а) число направлений выноса характеризует число факторов среды, к которым чувствителен фенотип, — мерность фенотипа; б) «дальность» выноса характеризует степень чувствительности фенотипа к данному фактору среды. В совокупности эти характеристики определяют богатство и развитость фенотипа. Чем многомернее фенотип и чем он чувствительнее, чем дальше фенотип от генотипа, тем он богаче. Если сравнить вирус,бактерию,аскариду,лягушкуичеловека, то богатство фенотипа в этом ряду растет.

Модифика-ционная изменчивость — изменение фенотипа, не связанное с изменениями генов и генотипа.Особенности — не передается по наследству, так как не затрагивает гены и генотип, имеет массовый характер (проявляется одинаково у всех особей вида), обратима — изменение исчезает, если вызвавший его фактор прекращает действовать

Переход к паразитическому образу жизни сопровождается появлением у паразитов ряда адаптации, облегчающих их существование, развитие и размножение в специфических условиях организма хозяина Разнообразие форм паразитизма, различное систематическое положение паразитов (их принадлежность к разным отрядам, классам и типам), а также обитание их в разных органах и системах хозяина обусловливают многообразие этих адаптации. Однако некоторые приспособления являются абсолютно универсальными. К ним в первую очередь относятся высокая плодовитость и особенности половой системы. Действительно, возможность оставления потомства и попадания его в благоприятную среду — организм хозяина — у паразитов часто ничтожна. В связи с этим интенсивность размножения паразитов по сравнению со свободноживущими формами гораздо более велика. Достигается это разными способами. У многоклеточных это сильная степень развития половой системы и образование огромного количества половых продуктов. Этому способствуют первичный гермафродитизм плоских червей, изначально высокая плодовитость круглых червей и основной массы членистоногих. Нередко высокая интенсивность полового размножения дополняется размножением личиночных стадий жизненного цикла. Особенно это характерно для сосальщиков, личинки которых размножаются партеногенетически, а у некоторых ленточных червей — внутренним или наружным почкованием. Присасывательные диски у инфузории и лямблии, сложная присоска и кутикулярные шипики на коже у сосальщиков, крючья и сложные присоски на головках ленточных червей, конечности, служащие для прикрепления, у ракообразного и насекомого Некоторые паразиты из типа простейших приобретают способность к множественному делению — шизогонии, когда из одного паразита может образоваться более 1000 дочерних особей, или к спорогонии, в результате которой из одной особи могут образоваться десятки тысяч организмов следующего поколения. Практически у всех эктопаразитов и паразитов, обитающих в полостных органах, имеются адаптации для прикрепления к телу хозяина. Они встречаются у простейших (присасывательные диски лямблии), у гельминтов (присоски, шипики, крючья плоских червей, хитинизированный ротовой аппарат ряда круглых червей) и паразитических членистоногих (своеобразные конечности).Эндопаразиты, обитающие в полостных органах, имеют покровы, обладающие антиферментными свойствами, быстро регенерирующие либо вообще непроницаемые для ферментов хозяина. Паразиты, живущие в тканях, часто там инкапсулируются.Паразиты, питающиеся кровью (представлены в основном членистоногими), имеют колюще-сосущий ротовой аппарат, а также сильно растяжимый хитиновый покров, часто разветвленную пищеварительную трубку, антикоагулянтные свойства слюны и консервантные свойства ферментов пищеварительной системы.Эндопаразиты, активно отыскивающие хозяина, обладают органами ориентации в среде, используемыми для поисков хозяина (светочувствительные глазки, термо- и хеморецепторы), и органами передвижения. Передний конец тела паразитов, внедряющихся в организм хозяина, снабжен органами проникновения — специализированными железами, колющими стилетами и т.д. Это касается даже некоторых простейших, способных проникать в ткани хозяина через неповрежденные покровы.Все паразиты, развивающиеся со сменой хозяев, используют в качестве таковых виды, связанные между собой непосредственными пищевыми взаимоотношениями или обитающие с ними в одной среде. Большинство промежуточных хозяев являются источником питания для основных. Другой распространенный путь попадания паразита в организм хозяина — это использование многочисленных переносчиков, которые обеспечивают не только постоянную циркуляцию паразитов в экологических системах, но и их широкое расселение.Высшей степенью адаптации паразитов к хозяевам является наблюдаемая часто полная зависимость паразита от жизнедеятельности хозяев. При этом паразит нередко вызывает такие реакции хозяина, которые обеспечивают максимальную вероятность заражения последнего. Так, самки остриц, откладывая яйца в области анального отверстия, вызывают зуд. Расчесывание зудящих мест способствует распространению яиц этого паразита руками по окружающим предметам. Таким же образом обеспечивается расселение чесоточного клеща. Зуд в пораженной конечности, прекращающийся от соприкосновения с водой, способствует циркуляции в природе такого паразита, как ришта. Высокая температура больных паразитарными заболеваниями, распространяющимися с помощью кровососущих членистоногих, привлекает переносчиков нередко с больших расстояний и также оказывается полезной для паразитов.Нередко особенности жизнедеятельности паразитов оказываются синхронизированными с образом жизни хозяев. Так, откладка яиц шистосомами происходит обычно в самое жаркое время суток, когда наиболее вероятным оказывается контакт хозяев с водой, куда для развития должны попасть яйца этих паразитов. В это же время в поверхностных слоях воды скапливаются в поисках хозяев церкарии этих шистосом. Таким образом облегчается циркуляция паразита сразу на двух стадиях его жизненного цикла. Если в циркуляцию паразита включены несколько хозяев, то наблюдаются их взаимные адаптации, оказывающиеся выгодными паразитам и обеспечивающие его эффективное развитие. Так, выход микрофилярий в кровеносные сосуды человека происходит в часы суток, соответствующие периоду максимальной активности кровососущих насекомых, являющихся их переносчиками.Нередко паразиты даже модифицируют поведение одних хозяев таким образом, что в результате облегчается их попадание к другим. Так, рыбы, пораженные личинками ленточных червей, плавают в основном у поверхности воды и чаще вылавливаются рыбаками и хищными животными. Ленточные черви, использующие в качестве промежуточных хозяев копытных животных, снижают их жизнеспособность, и, таким образом, хищники поедают их в первую очередь. Сосальщики, заражающие травоядных животных и человека через случайное проглатывание насекомых, вызывают обездвиживание последних и плотное прикрепление к растениям, облегчающее им попадание в пищеварительный тракт хозяина. Одновременно с перечисленными признаками свойства паразитов переживать неблагоприятные условия внешней среды являются также несомненными адаптациями к паразитизму. Большинство простейших, заражение которыми происходит без участия переносчиков, во внешней среде способны инцистироваться. Яйца большинства гельминтов обладают феноменальной устойчивостью к неблагоприятным воздействиям. Капсулы с личинками трихинелл переносят не только промораживание, кипячение, но и многократное прохождение через пищеварительную систему рыб, земноводных, птиц, насекомых и ракообразных, не теряя жизнеспособности.Для большинства паразитов, переживших нахождение во внешней среде или в промежуточном хозяине в покоящихся стадиях и попавших в организм окончательного хозяина, существует комплекс условий, являющийся сигналом к началу активной жизнедеятельности. У млекопитающих он часто неспецифичен: это температура тела около 37°С, водная среда и высокая ее кислотность, а также наличие ферментов желудочного сока. Такие условия характерны для желудка любого млекопитающего, поэтому цисты, яйца и другие инвазионные стадии паразитов, обитающие у разных млекопитающих могут, попадая в желудок человека, начинать развитие. Некоторые из них проходят лишь часть цикла и, не находя специфических условий, гибнут успевая, однако, привести к тяжелым последствиям.Указанные особенности паразитов, общие для многих из них, не состоящих в родстве, возникли в разных их группах независимо друг от друга, иллюстрируя конвергентный характер эволюции организмов разных видов, классов и типов, адаптирующихся к сходным условиям.

Билет 52

Связь между фенотипом и генотипом человека: их сходства и различия

Совокупность всех генов, являющихся наследственной основой организма, называют генотипом. Морфологические, анатомические, функциональные признаки организма (их совокупность) составляют фенотип. Фенотип организма может изменяться на протяжении его жизни, при этом его генотип остается неизменным. Он формируется под влиянием генотипа и условий среды.

  • Что такое фенотип?
  • Неопределенность концепции
  • Что такое генотип?
  • Мутационная изменчивость

Что такое фенотип?

Итак, фенотип — это любые физические свойства и характеристики организма, поддающиеся наблюдению, а также биохимические, физические, физиологические (т.е. измеряемые) и различные характеристики индивидуума. Этот термин можно отнести к абсолютно любым поведенческим, морфологическим, физиологическим, биохимическим характеристикам организмов.

В процессе онтогенеза (индивидуального развития) формируются внешние и внутренние признаки организма. Так вот, их совокупность и является фенотипом.

Неопределенность концепции

Некоторые неопределённости имеются в концепции фенотипа. В большинстве своем молекулы и структуры, частью фенотипа хоти и являются, но при этом во внешнем виде организма незаметны. Группы крови человека как раз таки характеризуют данную неопределенность. Именно потому характеристики, обнаруживаемые медицинскими, техническими, или диагностическими процедурами должны составлять расширенное определение этого термина.

Поведение, приобретенное в процессе жизни или даже влияние организма на другие организмы и на окружающую среду, в дальнейшем, могут составить основу радикального расширения. Например, фенотипом генов бобра, согласно Докинзу Ричарду, можно считать резцы бобров, а также их плотину.

Основу эволюции составляет многообразие различных фенотипов. Факторы, от которых зависит их разнообразие, генотип (генетическая программа), мутации-частота случайных изменений и условия среды приведены в такой зависимости:

фенотип = 1) генотип + 2) внешняя среда + 3) случайные изменения

В разных условиях фенотипы иногда сильно различаются. К примеру, на открытом пространстве — развесистые, а в лесу при этом стройные и высокие. Выделим список признаков, которые определяются клинически и являются фенотипическими:

  1. форма волос
  2. масса тела
  3. рост
  4. цвет глаз
  5. группы крови

Фенотип выявляется в процессе онтогенеза в данных условиях в результате взаимодействия генотипа и факторов внешней и внутренней среды. В общем случае это то, что можно услышать, ощутить, увидеть (окрас собаки) и поведение животного.

У каждого биологического вида можно заметить фенотип, свойственный только ему, который формируется согласно заложенной в генах наследственной информации. При изменении внешней среды возникает изменчивость — индивидуальные различия. Это происходит из-за того, что от организма к организму состояние признаков колеблется. Фундаментом для генетического разнообразия форм служит изменчивость. Различают фенотипическую и или генетическую изменчивость, а также модификационную или мутационную.

Модификационная изменчивость изменений генотипа не вызывает, она лишь показывает максимальные возможности организма, которому присущ данный генотип. Характеристиками модификационной изменчивости являются количественные и качественные отклонения от исходной нормы, не передающиеся по наследству, а имеющие всего лишь характер приспособительного толка. К примеру, изменение цвета кожи человека из-за воздействия на нее солнечного света или развитие мускулатуры благодаря физическим нагрузкам и т. д.

Норма реакции-это термин, который обозначает в каких пределах варьируется модификационная изменчивость. Итак, мы уяснили, что в результате взаимодействия генотипа и факторов среды формируется фенотип. К потомкам фенотипические признаки от родителей не передаются, а передается наследуется только норма реакции, т. е. характер реагирования на изменение окружающих условий.

Что такое генотип?

Генофонд характеризует вид, а генотип представляет собой совокупность генов данного организма, характеризующая вид. Процесс определения генотипа называется генотипированием. Как уже говорилось выше, генотип совместно с факторами внешней среды определяет фенотип организма. Особи, отличающиеся генотипом, могут иметь один и тот же фенотип. При этом отличаться друг от друга в различных условиях могут и особи с одинаковым фенотипом.

Генетическая изменчивость бывает комбинативной и мутационной. Первый случай является результатом обмена гомологичными участками гомологичных хромосом в процессе мейоза, приводящее впоследствии к образованию в генотипе новых объединений генов. Возникает в результате трех процессов:

  • случайного соединения их при оплодотворении;
  • независимого расхождения хромосом в процессе мейоза;
  • обмена участками гомологичных хромосом или конъюгации.

Мутационная изменчивость

При скачкообразном и устойчивом изменении генов (единиц наследственности) происходят изменения наследственных признаков. Такого рода изменения называются мутациями. Они самым непосредственным образом влияют на изменения генотипа, которые в дальнейшем передаются потомкам. Мутации не связаны рекомбинацией и скрещиванием генов. Различают 2 типа мутаций- генные и хромосомные.

Научно доказано, что люди отличаются между собой по фенотипу и генотипу.

Люди друг от друга сильно отличаются, хотя и являются представителями одного биологического вида. В природе не существует двух одинаковых людей, т. к. фенотип и генотип каждого из них индивидуален. Адаптация людей к климато-географическим факторам — первое отличие людей по фено- и генотипическим особенностям. Другим отличием является фактор истории и эволюции. Заключается оно в том, что этносы, имеющие свою культуру, религию и национальные особенности, сформировались под воздействием таких фактором, как войны, миграции населения, культуры определенных народностей, их смешения. К примеру, стиль и способ жизнь монгола и славянина имеют явные различия.

Также люди могут иметь отличия по социальному параметру. Тут учитывается уровень образование, культуры людей социальных притязаний. Экономический фактор является последним критерием различий между людьми. Возникают различия между индивидами из-за потребностей семьи и общества, их материального достатка.

Определение и примеры фенотипа — Биологический онлайн-словарь

Фенотип
сущ., множественное число: фенотипы
[ˈfiːnəʊˌtaɪp]
Определение: наблюдаемые и измеримые характеристики организма

Содержание относится к наблюдаемым характеристикам организма как многофакторное следствие генетических особенностей и влияния окружающей среды. Фенотип организма включает его морфологические, биохимические, физиологические и поведенческие свойства. Следовательно, фенотип — это совокупность характеристик, проявляемых организмом, которые являются результатом экспрессии генов организма, а также влияния факторов окружающей среды и случайных вариаций. Взаимодействие между этими факторами часто представлялось следующим соотношением: генотип + среда + случайная изменчивость → фенотип.


Давайте поговорим о фенотипе! Присоединяйтесь к обсуждению на форуме: Неполное доминирование против кодоминирования. Станьте частью нашего сообщества!


Определение фенотипа

В биологии « фенотип » определяется как наблюдаемые и измеримые характеристики организма в результате взаимодействия генов организма, факторов окружающей среды и случайных вариаций . Фенотип организма будет включать не только наблюдаемые особенности, такие как морфология, но также будет включать молекулы и структуры, такие как РНК и белки, продуцируемые генами; это называется «молекулярным фенотипом».

Etymology

The term phenotype  came from the Latin phaeno- , from Greek phaino- , meaning “shining”, from phaínein, meaning “to shine” , “to appear ««, « показать» , и — набрать из «опечатки». Сравните: генотип. Термин фенотипический представляет собой описательное слово, которое используется для обозначения, отношения или описания фенотипа конкретного организма.

Рисунок 1: Эта диаграмма (квадрат Пеннета) показывает взаимосвязь между фенотипом и генотипом. Характер окраски лепестков растений гороха представлен генами В и В . Ген B является доминантным признаком и проявляется в виде цветка с пурпурными лепестками. Ген b является рецессивным признаком. Тестовое скрещивание двух растений, гетерозиготных по признаку пурпурной окраски лепестков (Bb) , даст 3 потомства с признаком пурпурной окраски цветков (BB 9). 0019 и Bb) и 1 потомство с белоцветковым признаком (bb). В этом примере соотношение фенотипов составляет 3:1.

Признак против фенотипа

Признак — это атрибут фенотипа организма. Таким образом, в генетике этот признак также упоминается как фенотипический признак , чтобы отличить один признак от другого в более широком термине фенотип. Фенотип организма состоит из различных признаков. Признаки могут быть унаследованы (генетически детерминированы), приобретены под влиянием окружающей среды или в результате их взаимодействия. Например, цвет волос — это персонаж, черты которого могут быть черными, светлыми, рыжими или брюнетками.

Фенотип против генотипа

В генетике генотип и фенотип являются общими терминами, используемыми для объяснения внешнего вида, функции и поведения организма. Генотип определяется как набор генов, экспрессия которых определяет характеристику или черту организма. Проще говоря, генотип — это генетический вклад в фенотип.

Гены составляют последовательности ДНК. У людей и других организмов они встречаются парами — один исходит от родителя-мужчины, а другой — от родителя-женщины. Пары генов, занимающие одни и те же локусы на хромосомах и контролирующие один и тот же признак, называются аллелями. Итак, как связаны аллели и признаки?

Как правило, пара генов (или пара аллелей) определенного признака состоит из двух, один из которых доминантный, , а другой рецессивный. Доминантный аллель будет выражен как признак, тогда как рецессивный аллель не будет выражен. Аннотируя доминантный аллель A и рецессивный аллель a , можно выделить три возможных генотипа: (1) AA, гомозиготный доминантный аллель, (2) Аа, гетерозиготный доминантный и (3) аа, гомозиготный рецессивный. Генотип организма является основной детерминантой фенотипа организма.

Но как генотип влияет на фенотип? Возьмем, к примеру, пару аллелей (или пару генов), определяющую конкретный признак, где один из них является доминантным ( А ), а другой рецессивным ( А ). Доминантный аллель ( А ) будет выражен и станет частью фенотипа организма, тогда как действие рецессивного аллеля ()0016 a ) будут замаскированы.

Когда признак следует менделевскому наследованию, A проявится как признак, а a — нет. Таким образом, фенотип организма должен включать признаки всех экспрессированных генов. Однако у людей многие из наблюдаемых признаков более сложны, чем те, которые соответствуют менделевскому образцу. Сложные признаки, такие как рост и цвет кожи, возникают в результате взаимодействия нескольких аллелей, как в случае полигенного наследования.


Давайте изучим различные черты фенотипа! Присоединяйтесь к обсуждению на форуме: Неполное доминирование против кодоминирования.



Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы уже узнали о фенотипах.

Викторина

Выберите лучший ответ.

1. Фенотип относится к наблюдаемым характеристикам в результате взаимодействия …

генотип и среда

генотип и случайная изменчивость

генотип, среда и случайная изменчивость

2. Что из перечисленного ниже является примером фенотипа?

Доминантный аллель

Гены

Цвет кожуры

3. Гомозиготный доминантный аллель

Аа

аа

AA

4. У Белеба представляет признак наследования всех пурпурных цветков, если белеб представляет признак белого цветка, если белеб представляет признак белого цветка, приведет к …

Признак белого цветка

Признак пурпурного цветка

Признак пурпурно-белого цветка

5. Что из следующего показывает менделевское наследование?

Полное господство

Кодоминантность

Неполное доминирование

Отправить свои результаты (необязательно)

Ваше имя

на электронную почту

Далее

Генотип/фенотип соединение — Наука.

коллекция

Какую роль играют гены в развитии? Как ваш генотип влияет на ваш фенотип? Или, точнее, как гены работают вместе, чтобы произвести РНК, которая кодирует белки, из которых состоят ваши клетки, ткани и органы, что приводит к вашему фенотипу (физическому выражению ваших генов)?

Этот вопрос интересует профессора Питера Дирдена, директора отдела генетики Отаго, который считает его одним из самых важных вопросов в биологии.

Фенотип и генотип

Генотип организма определяется как сумма всех его генов. Фенотип организма — это наблюдаемые физические или биохимические характеристики организма, определяемые как генетическими особенностями, так и влиянием окружающей среды.

Проект «Геном человека» повысил значимость исследований генома — в настоящее время секвенированы геномы более 1000 организмов. Это дало много информации о генах и геномах и позволило исследовать связь между генотипом и фенотипом.

Исследователи обнаружили, что между геномами разных организмов больше сходства, чем различий, и что многие фенотипические различия между организмами обусловлены различиями в том, как их гены включаются и выключаются, а не тем, какие гены у них есть .

Использование моделей насекомых

Эволюция и развитие являются особыми темами исследований, проводимых Питером и его коллегами. Текущая работа сосредоточена на изучении того, как процессы, происходящие во время развития организма, меняются в эволюционных масштабах времени, чтобы дать разные формы одного и того же организма. Одним из ключевых аспектов этого исследования является изучение того, как генотип организма приводит к определенному фенотипу.

Для проведения этого исследования Питер и его коллеги работают с рядом модельных организмов, включая медоносных пчел ( Apis mellifera ) и плодовых мушек ( Drosophila melanogaster ).

Природа науки

Животные и клеточные модели часто необходимы для изучения сложности человеческого развития и генетики. Биологические пути между моделями животных и людьми не идентичны, но открытия, сделанные с использованием модельного организма, часто позволяют ученым лучше понять развитие человека и болезни. Конкретное направление научного исследования будет информировать модель животного, которую выберет ученый.

Включение и выключение генов

Подход Питера к пониманию роли генов в процессе развития включает в себя включение и выключение генов, чтобы увидеть, как это влияет на фенотип. Тем не менее, этот тип исследования очень сложен!

В 20 -м веке D. melanogaster был популярной моделью насекомых для генетических исследовательских проектов. Включение или выключение гена у плодовой мушки — это четко определенный метод, который позволяет ученым определить роль гена в развитии организма. Когда ген отключается химическими или физическими средствами, продукт его гена (белок) не производится, и можно увидеть влияние отсутствия этого белка на развитие. Однако включить или выключить ген в эмбрионе пчелы сложнее.

Недавняя работа Питера была сосредоточена на разработке лабораторных методов отключения генов у медоносных пчел. Модифицируя технику, называемую РНК-интерференцией, они открыли способ отключения генов у эмбриона медоносной пчелы. Теперь они могут перейти к новому этапу исследований, где они могут манипулировать отдельными генами и смотреть, что происходит. Это позволит им сравнить роли, которые разные гены играют в развитии плодовой мушки по сравнению с медоносной пчелой.

Тот же ген, другой результат

Питер и его коллеги обнаружили, что D. melanogaster и A. mellifera имеют почти одинаковые гены, но во многих случаях их работа совершенно различна. Например, у обоих видов есть ген, называемый каудальным. У D. melanogaster он включает ген, называемый гигантским, а у A. mellifera он выключает гигантский. Его роль эволюционировала от включения гена до выключения гена.

Это не уникальная находка сама по себе. Их исследования показывают, что эволюционирует то, как гены влияют друг на друга, а не сами гены. Хотя это исследование все еще находится в стадии разработки, Питер надеется, что их работа внесет значительный вклад в нынешнее понимание развития и эволюции.

Посмотрите видеоклип ниже, в котором лауреат Нобелевской премии сэр Пол Нерс обсуждает влияние проекта «Геном человека» на научные исследования.

Полезные ссылки

Посетите веб-сайт Национального института исследования генома человека, чтобы узнать больше о сравнительной геномике и модельных организмах.

См. Биохимия Отаго: ресурсы для старшеклассников.

    Опубликовано 8 июня 2011 г. Статьи Reference Hub

      Перейти к полному глоссарию

      Добавить 0 шт. в коллекцию

    1. + Создать новую коллекцию
    2. Скачать 0 шт.

      Скачать все

      Фенотип | Что такое фенотип?

      Определение фенотипа

      Фенотип — это описание ваших физических характеристик. Он включает в себя как ваши видимые черты (например, цвет волос или глаз), так и ваши измеримые черты (например, рост или вес). Фенотип также относится к характеристикам, связанным с вашим развитием и поведением, например к элементам вашей личности.

       

      Набор генов, который вы носите (известный как ваш генотип), определяет ваш фенотип. На него также влияют факторы окружающей среды, такие как пол и температура.

       

      Фенотип против генотипа

      Хотя ваш фенотип описывает ваши физические характеристики, ваш генотип представляет собой полный набор генов, которые вы несете.

      Это различие между генотипом и фенотипом применимо не только к людям: генотип относится к генетической информации организма, тогда как фенотип относится к наблюдаемым характеристикам, включая черты, являющиеся результатом этой генетической информации. Таким образом, рыжие волосы бабушки, голубые глаза вашей собаки и прекрасный запах розы — все это примеры фенотипов, происходящих от генотипа каждого организма.

      Люди — «диплоидные» организмы, что означает наличие у них двух копий каждой хромосомы — по одной от каждого родителя. Исключением являются биологические мужчины, имеющие одну X- и одну Y-хромосому. В данном положении в ДНК — или генетическом локусе — пара аллелей из двух хромосом составляет генотип в этом положении. Другими словами, то, какой признак проявляет организм, зависит от комбинации конкретных аллелей, которые он имеет.

      Например, у человека генетический локус типа ушной серы имеет два аллеля: один для влажной ушной серы (обычно обозначается буквой W) и один для сухой ушной серы (обычно обозначается буквой w). Фенотип организма является результатом его комбинации аллелей.

      В примере с ушной серой у людей с двумя аллелями влажного состояния (WW) или одним аллелем влажного и одним сухим аллелем (Ww) ушная сера влажная. Только люди с двумя аллелями сухой ушной серы (ww) имеют сухую ушную серу. Если для признака требуется только одна копия аллеля, аллель является доминантной. Если необходимы две копии, аллель является рецессивным. Таким образом, для ушной серы аллель «влажный» доминирует над рецессивным аллелем «сухой».

      Не каждый аллель является рецессивным или доминантным, как тип ушной серы. Аллели также могут быть кодоминантными, что, по сути, означает, что они объединяются, чтобы создать признак. Одним из примеров является группа крови, когда человек с группой крови AB имеет генотип, состоящий из аллеля A и аллеля B.

      Или аллели могут быть неполностью доминантными. Одним из примеров является львиный зев, у которого розовый цветок является фенотипом, который является результатом генотипа, состоящего из одного красного аллеля и одного белого аллеля.

      Примеры фенотипов

      Примеры фенотипов, относящиеся к внешнему виду, были изучены одними из первых и на них обычно ссылаются в учебниках. Новаторское исследование 1860-х годов Грегора Менделя, которого часто называют отцом современной генетики, например, было основано на внешнем виде растений гороха. Он изучал такие признаки растений гороха, как белые или фиолетовые лепестки, короткие или длинные стебли и круглые или морщинистые семена. У людей примеры фенотипа включают тип ушной серы, рост, группу крови, цвет глаз, веснушки и цвет волос.

      Фенотипы — это не только физические черты. Поведение также считается фенотипом. Примером наследуемого поведения могут служить бордер-колли, порода собак, выведенная для пасти овец. Домашние бордер-колли, даже если они никогда не были рядом с овцами всю свою жизнь, все равно будут демонстрировать стадное поведение, например, собирать предметы одного типа по дому.

      Интересные факты о фенотипе и экспрессии генов

      Представители одного и того же вида могут иметь разные фенотипы в зависимости от географического положения. Цвет кожи человека — отличный пример. Солнечный свет — это палка о двух концах: слишком много — можно обжечься, слишком мало — может не хватить витамина D.

      Если климат более солнечный, например, в районах ближе к экватору, то цвет кожи должен быть темнее, чтобы защитить людей от солнца. Но в северном климате с относительно небольшим количеством солнечного света цвет кожи должен быть светлее, чтобы поглощать больше солнечного света. Это помогает объяснить, почему цвет кожи становится светлее по мере продвижения на север.

      Два фенотипа могут быть коррелированы. У людей одним из примеров является цвет и количество волос: у брюнетов, как правило, меньше волос, чем у блондинов (примерно 100 000 волос по сравнению со 120 000 волос у блондинов). Это может иметь свои корни в эволюции. Волосы разработаны частично для защиты кожи от ультрафиолетовых лучей. Чем темнее волосы, тем меньше волос нужно.

      Некоторые распространенные сегодня фенотипы были почти неизвестны тысячи лет назад. Например, раньше почти ни один взрослый человек не мог пить молоко, не чувствуя тошноты в желудке. Но поскольку в таких местах, как Северная Европа и некоторые части Африки, стало важно иметь возможность пить молоко, чтобы выжить, этот фенотип сейчас гораздо более распространен: почти ⅓ взрослых сегодня могут пить молоко.

      Важно отметить, что потребность в молоке не вызвала эту мутацию, которая позволяет гену переваривания молока продолжать экспрессироваться во взрослом возрасте. Вместо этого те немногие счастливчики, у которых уже была мутация, выжили и процветали лучше, чем их соседи с непереносимостью лактозы. Со временем непереносимость лактозы стала намного реже.

      Определенные фенотипы человека более распространены в определенных регионах. Рыжие волосы — яркий тому пример. Рыжие волосы чаще всего встречаются в западных и северных регионах Европы. В таких странах, как Ирландия, и таких регионах, как Поволжье, наблюдается одна из самых высоких концентраций рыжеволосых в мире.

      Но то, что у вас рыжие волосы, не означает автоматически, что ваша семья недавно приехала из одного из этих районов. Рыжие волосы действительно встречаются в регионах и у народов мира, которые, возможно, реже ассоциируются с рыжими волосами, например, у берберских популяций в Марокко и Алжире, а также среди еврейского населения ашкенази.

      Точно так же веснушки чаще всего ассоциируются у людей с рыжими волосами и светлой кожей. Однако генные вариации, вызывающие появление веснушек, встречаются по всему миру, в том числе в Азии, Африке и Америке.

       

      Проект по биологии: словарный запас

      Биологический проект: словарный запас
      аллели
      Различные формы гена. Y и y — разные аллели гена, определяющего окраску семян. Аллели занимают один и тот же локус или положение в хромосомах.
      аутосомно
      Локус на любой хромосоме, кроме половой. Не связан с полом.
      кодоминантные аллели
      Два разных аллеля в локусе отвечают за разные фенотипы, и оба аллеля влияют на фенотип гетерозиготы. Например, рассмотрим ситуацию, когда есть три аллеля A, B и O, которые определяют группу крови человека. Возможны три генотипа: AA, BB, OO, которые соответствуют фенотипам групп крови A, B и O соответственно; Два других генотипа — это АО и ВО, которые соответствуют группам крови А и В, соответственно, поскольку аллель О является рецессивным. Оставшийся генотип — это АВ, соответствующий группе крови АВ. Оба аллеля А и В вносят вклад в фенотип гетерозиготы. Таким образом, аллели А и В называются кодоминантными.
      Полное соединение.
      Полное сцепление описывает модели наследования двух генов на одной и той же хромосоме, когда наблюдаемая частота кроссинговера между локусами равна нулю.
      раздельнополые
      Организмы производят только один тип гамет; то есть люди
      доминантный признак.
      Признак, выраженный преимущественно по сравнению с другим признаком.
      Drosophila melanogaster
      Плодовая муха, излюбленный организм для генетического анализа.
      эпистаз.
      Один ген маскирует экспрессию другого гена для другого признака.
      Поколение F1
      Потомство скрещивания настоящих селекционных растений, гомозиготных по интересующему признаку
      Поколение F2
      Потомство скрещивания с участием поколения F1.
      генотип
      Генетическая конституция организма по признаку. По одному признаку на аутосоме человек может быть гомозиготным по доминантному признаку, гетерозиготным или гомозиготным по рецессивному признаку. Желтые семена преобладают, но растения с желтыми семенами могут иметь генотип либо YY, либо Yy.
      гемизиготные
      Если существует только одна копия гена определенного признака В диплоидном организме организм является гемизиготным по признаку и будет демонстрировать рецессивный фенотип. Гены, сцепленные с Х-хромосомой, у самцов мух или человека гемизиготны.
      гетерозиготный
      Различные аллели признака у индивидуума, например, Yy.
      гомологичные хромосомы
      Пара хромосом у диплоидного индивидуума с одинаковым общим генетическим содержанием. Один член каждой гомологичной пары хромосом наследуется от каждого родителя.
      гомозиготный
      Оба аллеля признака одинаковы у индивидуума. Они могут быть гомозиготными доминантными (YY) или гомозиготными рецессивными (yy).
      гибрид
      гетерозиготные; обычно относится к потомству двух чистопородных (гомозиготных) особей, различающихся интересующими признаками.
      неполное доминирование
      Промежуточный фенотип в F1, родительские фенотипы вновь появляются в F2. Цветы львиного зева могут быть красными, розовыми или белыми. Цвет определяется в одном локусе. Генотип RR дает красные цветы, а rr — белые. Гетерозиготный генотип Rr дает розовые цветки. Когда гетерозигота имеет другой промежуточный фенотип по сравнению с гомозиготными доминантными или гомозиготными рецессивными особями, это называется неполным доминированием.
      летальные аллели.
      Мутировавшие гены, способные вызвать смерть.
      рычажный механизм.
      генов, которые наследуются вместе на одной хромосоме. Возможны три модели наследования: несцепление, частичное сцепление и полное сцепление.
      закон Менделя о независимом наборе аллелей.
      Аллели разных генов сортируются независимо друг от друга при формировании гамет.
      закон сегрегации Менделя
      Аллели сегрегируют друг от друга во время образования гамет.
      однодомные
      Организмы производят как мужские, так и женские гаметы; то есть садовый горох.
      моногибридный кросс.
      Скрещивание с участием родителей, отличающихся только одним признаком.
      мутация
      Изменение последовательности ДНК гена в какую-то новую, наследуемую форму. Обычно, но теперь всегда рецессивный аллель.
      без связи.
      Несцепление описывает модели наследования для 2 генов на одной и той же хромосоме, когда ожидаемая частота кроссинговера между локусами составляет по крайней мере один. Наблюдаемые модели наследования несцепленных генов на одной и той же хромосоме такие же, как и для двух генов на разных хромосомах.
      частичное соединение.
      Частичное сцепление описывает один из вариантов наследования двух генов на одной хромосоме, когда ожидаемая частота кроссинговера между локусами больше нуля, но меньше единицы. Из частичного анализа сцепления мы можем узнать о порядке и интервалах между генами в одной и той же хромосоме.
      фенотип
      Внешний вид организма по признаку, т. е. желтые (Y) или зеленые (y) семена гороха. Доминантный признак обычно обозначается заглавной буквой, а рецессивный признак — той же строчной буквой.
      плейотропный.
      Один ген определяет более одного фенотипа организма.
      рецессивный признак.
      Противоположность доминирующему. Черта, которая предпочтительно маскируется.
      ответный крест
      Использование мужских и женских гамет для получения двух разных признаков с чередованием источников гамет.
      половые хромосомы
      Определение пола основано на половых хромосомах
      сцепленный с полом.
      Ген, закодированный на половой хромосоме, такой как сцепленные с Х-хромосомой гены мух и человека.
      тестовый крест
      Обычно скрещивание с участием гомозиготной рецессивной особи. При изучении одного признака тестовое скрещивание представляет собой скрещивание особи с доминантным фенотипом, но неизвестным генотипом (гомозиготной или гетерозиготной) с гомозиготной рецессивной особью. Если неизвестный является гетерозиготным, то примерно 50% потомства должны иметь рецессивный фенотип.
      чистокровный
      Гомозиготны по чистопородному признаку.
      аллель дикого типа
      Немутантная форма гена, кодирующая нормальную генетическую функцию. Как правило, но не всегда доминантный аллель.


      Биологический проект
      Университет Аризоны
      Вторник, 13 августа 1996 г.
      [email protected]

      http://www.biology.arizona.edu
      Все права защищены авторским правом © 1996. Все права защищены.

      8.2 Законы о наследовании – Концепции биологии – 1-е канадское издание

      Перейти к содержанию

      Глава 8: Введение в модели наследования

      Цели обучения

      К концу этого раздела вы сможете:

      • Объяснять связь между генотипами и фенотипами в системах доминантных и рецессивных генов
      • Использование квадрата Пеннета для расчета ожидаемых пропорций генотипов и фенотипов в моногибридном скрещивании
      • Объясните закон Менделя о расщеплении и независимом сортировании с точки зрения генетики и событий мейоза
      • Объясните цель и методы тестового скрещивания

      Каждая из семи характеристик, которые Мендель оценил в своих растениях гороха, была выражена в виде одной из двух версий или черт. Мендель сделал вывод из своих результатов, что у каждого человека есть две дискретные копии характеристики, которые индивидуально передаются потомству. Теперь мы называем эти две копии генов , которые находятся в хромосомах. Причина, по которой у нас есть две копии каждого гена, заключается в том, что мы наследуем по одной копии от каждого родителя. На самом деле мы наследуем именно хромосомы и две копии каждого гена расположены на парных хромосомах. Напомним, что в мейозе эти хромосомы расходятся на гаплоидные гаметы. Это разделение или сегрегация гомологичных хромосом означает также, что только одна из копий гена перемещается в гамету. Потомство образуется, когда эта гамета соединяется с гаметой другого родителя и восстанавливаются две копии каждого гена (и хромосомы).

      В случаях, когда один ген контролирует один признак, диплоидный организм имеет две генетические копии, которые могут кодировать или не кодировать одну и ту же версию этого признака. Например, один человек может нести ген, определяющий цвет белого цветка, и ген, определяющий фиолетовый цвет цветка. Варианты генов, которые возникают в результате мутаций и существуют в одних и тех же относительных положениях на гомологичных хромосомах, называются аллелями . Мендель исследовал наследование генов всего с двумя аллельными формами, но в естественной популяции обычно встречается более двух аллелей для любого данного гена.

      Два аллеля данного гена в диплоидном организме экспрессируются и взаимодействуют, создавая физические характеристики. Наблюдаемые признаки, выраженные организмом, называются его фенотипом . Лежащая в основе генетическая структура организма, состоящая как из физически видимых, так и из невыраженных аллелей, называется его генотипом . Опыты Менделя по гибридизации демонстрируют различие между фенотипом и генотипом. Например, фенотипы, которые Мендель наблюдал при скрещивании растений гороха с разными признаками, связаны с диплоидными генотипами растений в P, F 1 и F 2 поколений. В качестве примера мы будем использовать второй признак, который исследовал Мендель, — цвет семян. Цвет семян определяется одним геном с двумя аллелями. Аллель желтых семян является доминантным, а аллель зеленых семян рецессивным. При перекрестном опылении чистопородных растений, у которых один родитель имел желтые семена, а другой — зеленые семена, все потомство гибридов F 1 имело желтые семена. То есть гибридное потомство было фенотипически идентично истинному родителю с желтыми семенами. Однако мы знаем, что аллель, подаренный родителем с зелеными семенами, не был просто утрачен, потому что он вновь появился у некоторых F9.0735 2 потомков (рис. 8.5). Следовательно, растения F 1 должны были генотипически отличаться от родительского растения с желтыми семенами.

      Каждое растение P, которое Мендель использовал в своих экспериментах, было гомозиготным по признаку, который он изучал. Диплоидные организмы, гомозиготные по гену, имеют два идентичных аллеля, по одному на каждой из их гомологичных хромосом. Генотип часто записывается как YY или yy , где каждая буква представляет один из двух аллелей в генотипе. Доминантный аллель пишется с большой буквы, а рецессивный аллель пишется с маленькой буквы. Буква, используемая для обозначения гена (в данном случае цвет семян), обычно связана с доминантным признаком (желтый аллель в данном случае или « Г «). Родительские растения гороха Менделя всегда были истинными, потому что обе продуцируемые гаметы несли один и тот же аллель. Когда растения P с контрастными признаками подвергались перекрестному опылению, все потомство было гетерозиготным по контрастному признаку, что означает, что их генотип имел разные аллели для исследуемого гена. Например, желтые растения F 1 , получившие аллель Y от своего желтого родителя и аллель y от своего зеленого родителя, имели генотип 9.0016 ГГ .

      Рисунок 8.5. Фенотипы — это физические проявления признаков, которые передаются аллелями. Заглавные буквы обозначают доминантные аллели, а строчные буквы обозначают рецессивные аллели. Фенотипические соотношения – это соотношения видимых признаков. Генотипические соотношения — это соотношения комбинаций генов в потомстве, и они не всегда различимы в фенотипах.

      Закон господства

      Наше обсуждение гомозиготных и гетерозиготных организмов подводит нас к тому, почему F 1 гетерозиготных потомков были идентичны одному из родителей, а не экспрессировали оба аллеля. Во всех семи признаках гороха один из двух контрастирующих аллелей был доминантным, а другой — рецессивным. Мендель назвал доминантный аллель выраженным единичным фактором; рецессивный аллель был назван фактором латентной единицы. Теперь мы знаем, что эти так называемые единичные факторы на самом деле являются генами на гомологичных хромосомах. Для гена, который экспрессируется по доминантному и рецессивному типу, гомозиготные доминантные и гетерозиготные организмы будут выглядеть одинаково (то есть они будут иметь разные генотипы, но одинаковый фенотип), а рецессивный аллель будет наблюдаться только у гомозиготных рецессивных особей.

      Соответствие между генотипом и фенотипом для доминантно-рецессивного признака.
      Гомозиготный Гетерозиготный Гомозиготный
      Генотип ГГ ГГ гг
      Фенотип желтый желтый зеленый

      Закон доминирования Менделя гласит, что у гетерозиготы один признак будет скрывать наличие другого признака для той же характеристики. Например, при скрещивании настоящих растений с фиолетовыми цветками с настоящими растениями с белыми цветками все потомство было с фиолетовыми цветками, хотя все они имели один аллель фиолетового и один аллель белого. Вместо обоих аллелей, вносящих вклад в фенотип, будет экспрессироваться исключительно доминантный аллель. Рецессивный аллель останется латентным, но будет передаваться потомству таким же образом, как и доминантный аллель. Рецессивный признак будет выражен только потомством, имеющим две копии этого аллеля (рис. 8.6), и такое потомство будет истинным при самоскрещивании.

      Рис. 8.6 Аллель альбинизма, выраженный здесь у людей, является рецессивным. Оба родителя этого ребенка несли рецессивный аллель.

      Когда оплодотворение происходит между двумя истинно размножающимися родителями, отличающимися только изучаемым признаком, процесс называется моногибридным скрещиванием, а получающееся потомство — моногибридами. Мендель провел семь типов моногибридных скрещиваний, каждое из которых включало контрастные признаки для разных характеристик. Из этих кроссов все F 9Потомство 0735 1 имело фенотип одного родителя, а потомство F 2 имело соотношение фенотипов 3:1. На основании этих результатов Мендель постулировал, что каждый родитель в моногибридном скрещивании дает каждому потомству один из двух парных единичных факторов, и каждая возможная комбинация единичных факторов равновероятна.

      Результаты исследований Менделя можно объяснить с помощью вероятностей, которые являются математическими мерами правдоподобия. Вероятность события рассчитывается путем деления количества раз, когда событие произошло, на общее количество возможностей для события. Вероятность, равная единице (100 процентов), для некоторого события означает, что оно гарантированно произойдет, тогда как вероятность, равная нулю (0 процентов), означает, что оно гарантированно не произойдет, а вероятность 0,5 (50 процентов) означает, что оно имеет место. равные шансы произойти или не произойти.

      Чтобы продемонстрировать это на примере моногибридного скрещивания, рассмотрим случай истинного размножения гороха с желтыми семенами по сравнению с зелеными. Преобладающий цвет семян желтый; таким образом, родительские генотипы были YY для растений с желтыми семенами и yy для растений с зелеными семенами. Квадрат Пеннета, разработанный британским генетиком Реджинальдом Пеннеттом, полезен для определения вероятностей, потому что он рисуется для предсказания всех возможных результатов всех возможных случайных событий оплодотворения и их ожидаемой частоты. Рисунок 8.9показывает квадрат Пеннета для скрещивания растения с желтым горошком и растением с зеленым горошком. Чтобы подготовить квадрат Пеннета, все возможные комбинации родительских аллелей (генотипы гамет) перечислены вверху (для одного родителя) и сбоку (для другого родителя) сетки. Комбинации яйцеклеток и гамет сперматозоидов затем составляются в ячейках таблицы, на основе которых комбинируются аллели. Затем каждая коробка представляет собой диплоидный генотип зиготы или оплодотворенной яйцеклетки. Поскольку каждая возможность равновероятна, генотипические соотношения можно определить с помощью квадрата Пеннета. Если известен тип наследования (доминантный и рецессивный), можно также сделать вывод о фенотипических соотношениях. При моногибридном скрещивании двух чистопородных родителей каждый родитель вносит один тип аллеля. В этом случае в F 9 возможен только один генотип.0735 1 потомство. Все потомки Yy и имеют желтые семена.

      Когда потомки F 1 скрещиваются друг с другом, каждый из них имеет равную вероятность внести вклад либо Y , либо y в потомство F 2 . В результате получается вероятность 1 из 4 (25 процентов) того, что оба родителя внесут вклад Y , что приведет к потомству с желтым фенотипом; 25-процентная вероятность того, что родитель А внесет вклад Y и родитель B a y , что приводит к потомству с желтым фенотипом; 25-процентная вероятность того, что родитель А дает y , а родитель B Y , что также приводит к желтому фенотипу; и (25 процентов) вероятность того, что оба родителя внесут вклад y , что приведет к зеленому фенотипу. При подсчете всех четырех возможных исходов вероятность того, что потомство будет иметь желтый фенотип, составляет 3 из 4, а вероятность того, что потомство будет иметь зеленый фенотип, составляет 1 из 4. Это объясняет, почему результаты Менделя F 9Поколение 0735 2 произошло в соотношении фенотипов 3:1. Используя большое количество скрещиваний, Мендель смог рассчитать вероятности, обнаружил, что они соответствуют модели наследования, и использовал их для предсказания результатов других скрещиваний.

      Наблюдая, что чистокровные растения гороха с контрастными признаками дали F 1 поколений, все из которых выражали доминантный признак, и F 2 поколений, которые выражали доминантный и рецессивный признаки в соотношении 3:1, Мендель предложил закон сегрегация. Этот закон гласит, что парных единичных факторов (генов) должны поровну разделяться на гаметы , чтобы потомство имело равную вероятность унаследовать любой фактор. Для поколения F 2 моногибридного скрещивания получаются следующие три возможные комбинации генотипов: гомозиготный доминантный, гетерозиготный или гомозиготный рецессивный. Поскольку гетерозиготы могут возникнуть двумя разными путями (получение одного доминантного и одного рецессивного аллеля от любого из родителей) и поскольку гетерозиготы и гомозиготные доминантные особи фенотипически идентичны, закон поддерживает наблюдаемое Менделем соотношение фенотипов 3:1. Равное разделение аллелей — причина, по которой мы можем применять квадрат Пеннета для точного предсказания потомства родителей с известными генотипами. Физической основой закона расщепления Менделя является первое деление мейоза, в котором гомологичные хромосомы с их различными версиями каждого гена расходятся в дочерние ядра. Этот процесс не был понят научным сообществом при жизни Менделя (рис. 8.7).

      Рис. 8.7. Показано первое деление мейоза.

      Тестовый крест

      Помимо предсказания потомства от скрещивания известных гомозиготных или гетерозиготных родителей, Мендель также разработал способ определения того, является ли организм, экспрессирующий доминантный признак, гетерозиготой или гомозиготой. Этот метод, называемый тестовым скрещиванием, до сих пор используется селекционерами растений и животных. В тестовом скрещивании доминантно-экспрессирующий организм скрещивают с гомозиготным по рецессивному 9 организму.0011 для той же характеристики. Если доминантно-экспрессирующий организм является гомозиготным, то все потомство F 1 будет гетерозиготным, экспрессирующим доминантный признак (рис. 8.8). В качестве альтернативы, если доминантно-экспрессирующий организм является гетерозиготой, потомство F 1 будет демонстрировать соотношение гетерозигот и рецессивных гомозигот 1:1 (рис. 8.9). Тестовое скрещивание еще раз подтверждает постулат Менделя о том, что пары единичных факторов разделяются одинаково.

      Рис. 8.8 Тестовое скрещивание можно провести, чтобы определить, является ли организм, экспрессирующий доминантный признак, гомозиготой или гетерозиготой.

       

      Рисунок 8.9. Этот квадрат Пеннета показывает скрещивание растений с желтыми семенами и зелеными семенами. При скрещивании настоящих растений P получаются гетерозиготы F1, способные к самоопылению. Самоскрещивание поколения F1 можно проанализировать с помощью квадрата Пеннета, чтобы предсказать генотипы поколения F2. При наличии доминантно-рецессивного типа наследования можно определить генотипические и фенотипические соотношения.

      Горох, круглый горох ( R ) доминируют над морщинистым горохом (r ). Вы делаете тестовое скрещивание между растением гороха с морщинистым горошком (генотип rr ) и растением неизвестного генотипа с круглым горошком. В итоге вы получите три растения, на каждом из которых будет круглый горошек. По этим данным можете ли вы сказать, является ли родительское растение гомозиготным доминантным или гетерозиготным?

      Вы не можете быть уверены, является ли растение гомозиготным или гетерозиготным, поскольку набор данных слишком мал: по случайному стечению обстоятельств все три растения могли приобрести только доминантный ген, даже если присутствует рецессивный.

      Закон независимого ассортимента Менделя гласит, что генов не влияют друг на друга в отношении сортировки аллелей в гаметы , и вероятность возникновения любой возможной комбинации аллелей для каждого гена одинакова. Независимый набор генов может быть проиллюстрирован дигибридным скрещиванием, скрещиванием двух чистопородных родителей, которые выражают разные черты по двум характеристикам. Рассмотрите характеристики цвета и текстуры семян двух растений гороха, одно из которых имеет морщинистые зеленые семена (9).0016 rryy ) и еще один с круглыми желтыми семенами ( RRYY ). Поскольку каждый родитель гомозиготен, закон сегрегации указывает, что все гаметы морщинисто-зеленого растения имеют номер ry , а гаметы округло-желтого растения — все гаметы RY . Таким образом, все поколения потомства F 1 составляют RrYy (рис. 8.10).

      Рис. 8.10. Дигибридное скрещивание растений гороха включает гены окраски и текстуры семян. P-скрещивание дает потомство F1, гетерозиготное по обоим признакам. В результате 9Соотношение фенотипов F2 :3:3:1 получают с использованием квадрата Пеннета.

      У гороха фиолетовые цветки ( P ) преобладают над белыми ( p ), а желтые горошки ( Y ) преобладают над зелеными ( y ). Каковы возможные генотипы и фенотипы при скрещивании растений гороха PpYY и ppYy ? Сколько квадратов вам потребуется, чтобы выполнить анализ квадрата Пеннета этого креста?

      Возможные генотипы: PpYY, PpYy, ppYY и ppYy. Первые два генотипа дадут растения с пурпурными цветками и желтым горошком, а последние два генотипа дадут растения с белыми цветками и желтым горошком при соотношении каждого фенотипа 1:1. Вам нужен только квадрат Пеннета 2 × 2 (всего четыре квадрата), чтобы провести этот анализ, потому что два аллеля гомозиготны.

      Гаметы, продуцируемые особями F 1 , должны иметь по одному аллелю каждого из двух генов. Например, гамета может получить аллель R для гена формы семян и аллель Y или y для гена цвета семян. Он не может получить одновременно аллель R и r ; каждая гамета может иметь только один аллель на ген. Закон независимого ассортимента гласит, что гамета, в которую отсортирован аллель r , с равной вероятностью будет содержать либо Y или аллель y . Таким образом, при самоскрещивании гетерозиготы RrYy могут образоваться четыре равновероятные гаметы: RY , rY , Ry и ry . Размещение этих гамет вдоль верхней и левой части квадрата Пеннета 4 × 4 дает нам 16 равновероятных генотипических комбинаций. Из этих генотипов мы находим фенотипическое соотношение 9 круглых-желтых:3 круглых-зеленых:3 морщинистых-желтых:1 морщинистых-зеленых. Это соотношение потомства, которое мы могли бы ожидать, предполагая, что мы выполнили скрещивания с достаточно большим размером выборки.

      Физическая основа закона независимого распределения также лежит в мейозе I, в котором различные гомологичные пары выстраиваются в случайном порядке. Каждая гамета может содержать любую комбинацию отцовских и материнских хромосом (а значит, и генов на них), поскольку ориентация тетрад на плоскости метафазы случайна (рис. 8.11).

      Рис. 8.11 Случайное разделение на дочерние ядра, происходящее во время первого деления мейоза, может привести к множеству возможных генетических механизмов.

      Вероятности — это математические меры правдоподобия. Эмпирическая вероятность события рассчитывается путем деления количества раз, когда событие происходит, на общее количество возможностей для события произойти. Также возможно вычислить теоретическую вероятность, разделив количество ожидаемых событий, на количество возможных событий. Эмпирические вероятности исходят из наблюдений, как у Менделя. Теоретические вероятности исходят из знания того, как происходят события, и предположения, что вероятности отдельных исходов равны. Вероятность, равная единице, для некоторого события указывает на то, что оно гарантированно произойдет, тогда как вероятность, равная нулю, указывает на то, что оно гарантированно не произойдет. Примером генетического события является круглое семя гороха. В своем эксперименте Мендель продемонстрировал, что вероятность возникновения события «круглое семя» равна единице в F 1 потомство чистопородных родителей, одно из которых имеет круглые семена, а другое — морщинистое. Когда растения F 1 впоследствии были подвергнуты самоскрещиванию, вероятность того, что любое заданное потомство F 2 будет иметь круглые семена, теперь составляла три из четырех. Другими словами, в большой популяции F 2 потомков, выбранных случайным образом, ожидалось, что 75 % будут иметь круглые семена, а 25 % — морщинистые. Используя большое количество скрещиваний, Мендель смог рассчитать вероятности и использовать их для предсказания результатов других скрещиваний.

      Правило произведения и правило суммы

      Мендель продемонстрировал, что изученные им характеристики растений гороха передавались в виде дискретных единиц от родителя к потомству. Как будет показано ниже, Мендель также определил, что различные характеристики, такие как цвет и текстура семян, передаются независимо друг от друга и могут рассматриваться в отдельных вероятностных анализах. Например, при скрещивании растения с зелеными морщинистыми семенами и растения с желтыми круглыми семенами по-прежнему будет получено потомство с соотношением зеленых и желтых семян 3:1 (без учета текстуры семян) и соотношением круглых семян 3:1. : морщинистые семена (без учета цвета семян). Характеристики цвета и текстуры не влияли друг на друга.

      К этому явлению независимой передачи характеристик можно применить правило вероятности произведения. Правило произведения гласит, что вероятность того, что два независимых события произойдут вместе, может быть рассчитана путем умножения индивидуальных вероятностей каждого события, происходящего по отдельности. Чтобы продемонстрировать правило произведения, представьте, что вы одновременно бросаете шестигранный кубик (D) и монетку (P). На игральной кости может выпасть любое число от 1 до 6 (D # ), тогда как пенни может выпасть орлом (P H ) или решки (P T ). Результат броска кубика не влияет на результат броска монеты и наоборот. Возможны 12 исходов этого действия, и ожидается, что каждое событие произойдет с равной вероятностью.

      Двенадцать равновероятных исходов броска игральной кости и подбрасывания монеты
      Прокатная матрица Подбрасывание пенни
      Д 1 П Н
      Д 1 П Т
      Д 2 П Н
      Д 2 П Т
      Д 3 П Н
      Д 3 П Т
      Д 4 П Н
      Д 4 П Т
      Д 5 П Н
      Д 5 П Т
      Д 6 П Н
      Д 6 П Т

      Из 12 возможных исходов кость имеет вероятность 2/12 (или 1/6) выпадения двойки, а пенни имеет вероятность 6/12 (или 1/2) выпадения орла. По правилу произведения вероятность того, что вы получите комбинированный исход 2 и орел, равна: (D 2 ) х (P H ) = (1/6) х (1/2) или 1/12. Обратите внимание на слово «и» в описании вероятности. «И» — это сигнал к применению правила произведения. Например, рассмотрим, как правило произведения применяется к дигибридному скрещиванию: вероятность наличия обоих доминантных признаков в потомстве F 2 является произведением вероятностей наличия доминантного признака для каждого признака, как показано здесь:

      3/4×3/4=​9/16

      С другой стороны, правило сумм вероятности применяется при рассмотрении двух взаимоисключающих исходов, которые могут произойти более чем одним путем. Правило сумм гласит, что вероятность наступления того или иного события, двух взаимоисключающих событий равна сумме их индивидуальных вероятностей. Обратите внимание на слово «или» в описании вероятности. Знак «или» означает, что следует применить правило суммы. В этом случае давайте представим, что вы подбрасываете пенни (P) и четвертак (Q). Какова вероятность того, что одна монета выпадет орлом, а другая решкой? Этот результат может быть достигнут в двух случаях: пенни может выпасть орлом (P H ), а четвертак может быть решкой (Q T ), или четвертак может быть орлом (Q H ), а пенни может быть решкой (P T ). В любом случае результат соответствует результату. По правилу сумм вычисляем вероятность выпадения одного орла и одной решки как [(P H ) × (Q T )] + [(Q H ) × (P T )] = [ (1/2) × (1/2)] + [(1/2) × (1/2)] = 1/2. Вы также должны заметить, что мы использовали правило произведения для расчета вероятности P H и Q T , а также вероятности P T и Q H до того, как мы их суммировали. Опять же, можно применить правило сумм, чтобы показать вероятность наличия только одного доминантного признака в поколении F 2 дигибридного скрещивания:

      3/16 + 3/4 = 15/16

      Правило произведения и правило суммы
      Правило продукта Правило сумм
      Для независимых событий A и B вероятность (P) того, что они оба произойдут (A и B) равно (P A × P B ) Для взаимоисключающих событий A и B вероятность (P) того, что хотя бы одно событие (A или B) произойдет, равна (P A + P B )

      Чтобы использовать законы вероятности на практике, необходимо работать с большими размерами выборки, поскольку малые размеры выборки склонны к случайным отклонениям. Большое количество растений гороха, которые исследовал Мендель, позволило ему рассчитать вероятность появления признаков в его F9.0735 2 поколение. Как вы узнаете, это открытие означало, что, когда были известны родительские черты, черты потомства можно было точно предсказать еще до оплодотворения.

      Рисунок 8.12.

      Алкаптонурия — это рецессивное генетическое заболевание, при котором две аминокислоты, фенилаланин и тирозин, не метаболизируются должным образом. У пострадавших людей может быть потемневшая кожа и коричневая моча, они могут страдать от повреждения суставов и других осложнений. В этой родословной люди с заболеванием обозначены синим цветом и имеют генотип 9.0016 аа . Непораженные особи обозначены желтым цветом и имеют генотип AA или Aa . Обратите внимание, что часто можно определить генотип человека по генотипу его потомства. Например, если ни у одного из родителей нет расстройства, но есть у их ребенка, они должны быть гетерозиготными. Два человека в родословной имеют незатронутый фенотип, но неизвестный генотип. Поскольку у них нет этого расстройства, у них должен быть хотя бы один нормальный аллель, поэтому их генотип получает «9».0016 А? ”обозначение.

      Каковы генотипы особей, помеченных цифрами 1, 2 и 3?

      При скрещивании чистопородных или гомозиготных особей, отличающихся по определенному признаку, все потомство будет гетерозиготным по этому признаку. Если признаки наследуются как доминантные и рецессивные, потомство F 1 будет демонстрировать тот же фенотип, что и родитель, гомозиготный по доминантному признаку. Если эти гетерозиготные потомки подверглись самоскрещиванию, то в результате F 2 потомство с равной вероятностью наследует гаметы, несущие доминантный или рецессивный признак, что дает потомство, четверть которого гомозиготно доминантно, половина гетерозиготно и одна четверть гомозиготно рецессивно. Поскольку гомозиготные доминантные и гетерозиготные особи фенотипически идентичны, наблюдаемые признаки в потомстве F 2 будут демонстрировать соотношение трех доминантных к одному рецессивному.

      Мендель постулировал, что гены (характеристики) наследуются как пары аллелей (признаков), которые ведут себя по доминантному и рецессивному типу. Аллели разделяются на гаметы, так что каждая гамета с равной вероятностью может получить любой из двух аллелей, присутствующих у диплоидной особи. Кроме того, гены объединяются в гаметы независимо друг от друга. То есть, как правило, аллели с большей вероятностью не сегрегируют в гамету с определенной аллелью другого гена.

      Глоссарий

      аллель: один из двух или более вариантов гена, который определяет конкретный признак для признака характеристики

      генотип: основная генетическая структура организма, состоящая как из физически видимых, так и из невыраженных аллелей

      гетерозиготный: наличие двух разных аллелей данного гена в гомологичных хромосомах

      гомозиготный: наличие двух идентичных аллелей для данного гена в гомологичных хромосомах

      закон доминирования: у гетерозиготы один признак будет скрывать наличие другого признака по тому же признаку

      закон независимого распределения : генов не влияют друг на друга в отношении сортировки аллелей в гаметы; любая возможная комбинация аллелей с одинаковой вероятностью может возникнуть

      закон сегрегации: парные единичные факторы (т. е. гены) в равной степени разделяются на гаметы, так что потомство имеет равную вероятность унаследовать любую комбинацию факторов характеристика

      фенотип: наблюдаемые признаки, выраженные организмом

      квадрат Пеннета: визуальное представление скрещивания двух особей, в котором гаметы каждой особи обозначены вдоль верхней и боковой стороны сетки, соответственно, и возможные зиготические генотипы рекомбинируются в каждом квадрате сетки

      тестовое скрещивание: скрещивание между доминантно экспрессирующим индивидуумом с неизвестным генотипом и гомозиготным рецессивным индивидуумом; фенотипы потомства указывают, является ли неизвестный родитель гетерозиготным или гомозиготным по доминантному признаку

      License

      Concepts of Biology — 1st Canadian Edition Чарльза Молнара и Джейн Гэйр распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License, если не указано иное.

      Поделиться этой книгой

      Поделиться в Твиттере

      Фенотип — Энциклопедия Нового Света

      Особи моллюсков вида Donax variabilis демонстрируют разнообразную окраску и рисунок в своих фенотипах.

      Фенотип – совокупность наблюдаемых физических признаков индивидуума (организма или клетки). Mayr (2001) отмечает, что эти наблюдаемые особенности включают анатомические, физиологические, биохимические и поведенческие характеристики. Этот термин также может использоваться по отношению к одной конкретной черте или характеристике, которая поддается измерению и выражается только у подмножества людей в этой популяции (Brenner and Miller 2002). Например, голубой цвет глаз, агрессивное поведение, билатеральная симметрия и длина усиков являются фенотипическими признаками.

      Фенотип развивающегося или развитого организма считается результатом взаимодействия между унаследованным генотипом (генетический состав индивидуума), передаваемыми эпигенетическими факторами (теми изменениями в функции генома, которые не изменяют нуклеотидный последовательность в ДНК) и ненаследственное изменение окружающей среды . Некоторые фенотипы полностью контролируются генами человека. Другие контролируются генами, но на них существенно влияют негенетические факторы или факторы окружающей среды. Есть и другие фенотипы, полностью не генетические, например, язык человека или физические черты, измененные хирургическим путем.

      Каждый человек имеет уникальный фенотип. Даже однояйцевые близнецы с одинаковыми генотипами обнаруживают различия (например, отпечатки пальцев или поведенческие характеристики) из-за негенетических факторов. Процесс полового размножения, кроссинговер, мутации, влияние окружающей среды и другие негенетические влияния — все это помогает гарантировать, что каждый человек на протяжении всей истории уникален. Религии также подчеркивают важность духовного аспекта (души, духа) и духовной среды (например, истории прошлых действий) как влияющих на природу человека, а не чрезмерного внимания к генотипу и физическим влияниям. С точки зрения религии, как уникального проявления природы Бога, каждый человек может принести уникальную радость Богу и другим.

      Генетики используют легко наблюдаемые фенотипы для определения генотипа организма и анализируют сложные фенотипы, чтобы помочь выдвинуть гипотезу о том, как функционируют отдельные гены.

      Содержание

      • 1 Генотип и фенотип
      • 2 Фенотипическая вариация
      • 3 Каталожные номера
      • 4 кредита

      Генотип и фенотип

      Термины «генотип» и «фенотип» были введены Вильгельмом Йохансеном в 1911 году.

      А генотип — это генетический состав (набор генов) отдельного организма или клетки. Гены являются единицами наследственности в живых организмах и закодированы в генетическом материале организма — тех сегментах ДНК, которые клетки транскрибируют в РНК и транслируют, по крайней мере частично, в белки.

      Генотип организма является основным (самым значительным для морфологии) фактором, влияющим на развитие его фенотипа, но не единственным. Для многих признаков генотип может устанавливать потенциал и пределы фенотипической экспрессии, но влияние окружающей среды может быть значительным.

      Несмотря на исторические дебаты о том, какое значение следует уделять «природе» (генам) по сравнению с «воспитанием» (окружающей средой), все согласны с тем, что на большинство характеристик организма влияют оба фактора (Mayr 2001). Например, наличие или отсутствие питательных веществ повлияет на рост и здоровье растений. Фраза норма реакции относится к амплитуде изменчивости фенотипа, возникающего в различных условиях окружающей среды (Mayr 2001).

      Многие фенотипы также определяются несколькими генами. Таким образом, идентичность одного или нескольких аллелей организма не всегда позволяет предсказать его фенотип.

      Даже два организма с идентичными генотипами обычно различаются по своим фенотипам. Это происходит в повседневной жизни с монозиготными (т.е. однояйцевыми) близнецами. Однояйцевые близнецы имеют одинаковый генотип, поскольку их геномы идентичны; но они никогда не имеют одного и того же фенотипа, хотя их фенотипы могут быть очень похожими. Это проявляется в том факте, что их матери и близкие друзья могут отличить их друг от друга, даже если другие могут не заметить тонкие различия. Кроме того, однояйцевых близнецов можно отличить по отпечаткам пальцев, которые никогда не бывают полностью идентичными. Конечно, личностные различия могут быть существенными.

      Понятие фенотипической пластичности описывает степень, в которой фенотип организма определяется его генотипом. Высокий уровень пластичности означает, что факторы окружающей среды оказывают сильное влияние на конкретный развивающийся фенотип. При малой пластичности фенотип организма можно надежно предсказать по знанию генотипа, независимо от особенностей среды в процессе развития. Пример высокой пластичности можно наблюдать у личинок тритонов: когда эти личинки чувствуют присутствие хищников, таких как стрекозы, у них развиваются большие головы и хвосты по сравнению с размером их тела и появляется более темная пигментация (Buskirk and Schmidt 2000). Личинки с этими признаками имеют более высокие шансы на выживание при контакте с хищниками, но растут медленнее, чем другие фенотипы.

      В отличие от фенотипической пластичности, концепция генетической канализации касается степени, в которой фенотип организма позволяет делать выводы о его генотипе. Фенотип называется канализированным, если мутации (изменения в геноме) не оказывают заметного влияния на физические свойства организма. Это означает, что канализированный фенотип может формироваться из большого количества различных генотипов, и в этом случае невозможно точно предсказать генотип на основании знания фенотипа (т. е. карта генотип-фенотип необратима). Если канализации нет, небольшие изменения в геноме оказывают непосредственное влияние на развивающийся фенотип.

      Фенотипическая изменчивость

      Фенотипическая изменчивость (обусловленная лежащей в основе наследуемой генетической изменчивостью) является фундаментальной предпосылкой адаптации популяции к окружающей среде благодаря естественному отбору. «Приспособленность» организма — это фенотип высокого уровня, определяемый вкладом тысяч более специфических фенотипов. Без фенотипической изменчивости все отдельные организмы имели бы одинаковую приспособленность, а изменения частоты фенотипа происходили бы без какого-либо отбора (случайно).

      Взаимодействие между генотипом и фенотипом часто концептуализируют следующим отношением:

      генотип + среда → фенотип

      Немного более детализированная версия отношений:

      генотип + окружающая среда + случайная изменчивость → фенотип

      Примером важности случайной изменчивости в фенотипическом выражении являются мухи дрозофилы , у которых количество глаз может варьироваться (случайно) между левой и правой сторонами в одного индивидуума так же, как и между разными генотипами в целом или между клонами, выращенными в разных средах.

      Фенотип – это любая обнаруживаемая характеристика организма (т. е. структурная, биохимическая, физиологическая и поведенческая), определяемая взаимодействием между его генотипом и окружающей средой. Согласно аутопоэзному представлению о живых системах Умберто Матураны, фенотип конструируется эпигенетически на протяжении всего онтогенеза, и мы, как наблюдатели, делаем различия, определяющие любой конкретный признак на любом конкретном этапе жизненного цикла организма.

      Концепция фенотипа может быть расширена до вариаций ниже уровня гена, влияющих на приспособленность организма. Например, молчащие мутации, которые не изменяют соответствующую аминокислотную последовательность гена, могут изменить частоту пар оснований гуанин-цитозин (содержание GC). Эти пары оснований могут иметь более высокую термическую стабильность («температура плавления»), чем аденин-тимин, свойство, которое может дать среди организмов, живущих в условиях высокой температуры, селективное преимущество над вариантами, обогащенными содержанием GC.

      Ссылки

      Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

      • Бреннер С. и Дж. Х. Миллер (ред.). Генетическая энциклопедия . Сан-Диего: Academic Press, 2002. ISBN 0122270800
      • .
      • Майр, Э. Что такое эволюция . Нью-Йорк: Basic Books, 2001. ISBN 0-465044255-
      • .
      • Ван Бускирк, Дж., и Б. Р. Шмидт. «Вызванная хищниками фенотипическая пластичность у личинок тритонов: компромиссы, отбор и вариации в природе».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.