Что такое генотип и фенотип, как это связано с геномом и генофондом

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Генетика является молодой наукой, но она произвела революции в нашем понимании эволюционных процессов.

Одним из основных понятий является генотип, фенотип, геном и генофонд. Все эти понятия взаимосвязаны, поэтому сегодня мы поговорим об этом в комплексе.

Однако акцент будет сделан именно на генотипе — что это такое и как соотносится с другими основополагающими постулатами генетики. Будет интересно, не переключайтесь...

Генотип — это...

Если коротко, то генотип – это совокупность генов конкретного организма. Иногда термин «генотип» употребляется для обозначения обособленного гена или группы генов.

Понятие «генотип» вошло в науку в начале ХХ века с подачи датского биолога, профессора В.Йохансена. Но прежде чем говорить о генотипе, логично будет дать определение его основе – гену.

В классической генетике ген – это сложная молекулярная система, содержащая определённую информацию о ряде важнейших функций организма и выступающая как структурная единица наследственности.

По мере развития естественных наук, особенно после открытия ДНК как носителя генетической информации, понятие «ген» постепенно расширялось, но так и не получило универсального определения в научном мире.

Тем не менее генетики сходятся на том, что ген являет собой участок молекулы ДНК, который содержит сведения о последовательности аминокислот в конкретном белке (т.е. о его первичной структуре).

Генотип – это не просто сумма самостоятельных, независящих друг от друга генов, а очень сложная целостная система – генетическая среда, где работа отдельного гена находится под влиянием других генов.

Генотип, несущий в себе набор генетической информации, держит под контролем строение, жизнедеятельность и развитие организма.

В то же время особи с одинаковым генотипом в разной окружающей среде, как правило, отличаются друг от друга по характерным признакам, то есть по фенотипу, о котором будет сказано ниже.

Генотип животных и растений формируется в результате слияния мужских и женских гамет. Его определяют при помощи анализирующего скрещивания, в основе которого лежит скрещивание особи с неизвестным набором ген с особью, гомозиготной по рецессивному гену (она служит в качестве «анализатора»).

Иными словами, анализирующее скрещивание позволяет установить генотип одного из родителей по фенотипам потомков.

1. Если в результате такого скрещивания всё потомство получится однородным, значит, анализируемая особь – гомозиготная (с идентичным набором гамет).
2. Если же произойдёт расщепление, то анализируемая особь – гетерозиготная (с разными сортами гамет).

Генотип является устойчивой структурой, однако может измениться в результате мутации, в процессе которой нарушается структура ДНК. Причиной мутации могут стать естественные или искусственные факторы, такие как радиация, ультрафиолетовое облучение, воздействие химических веществ и др.

Генотип и фенотип

Эти два понятия тесно связаны между собой и в то же время несут разную смысловую нагрузку.

1. Генотип содержит закодированную наследственную информацию, представленную генетическим кодом, который можно расшифровать только при помощи биологических тестов.
2. Фенотип же формируется в процессе взаимодействия генотипа особи с внешней средой и является способом проявления генетического кода. Его можно наблюдать визуально по таким признакам, как окраска волос (шерсти), цвет и разрез глаз, форма носа, манера поведения и т.п.

   Если вкратце, то фенотип – это проявление генотипа в конкретных условиях.

У фенотипа есть не только внешние, но и внутренние признаки, к которым относятся:

1. анатомические (строение и взаиморасположение внутренних органов);
2. физиологические (строение и функционирование клеток);
3. биохимические (структура белка, состав гормонов и ферментов).

Фенотип формируется под воздействием окружающей среды.

А это значит, что при определённых условиях разные генотипы способны создавать похожие друг на друга фенотипы, равно как и наоборот: из одинаковых генотипов могут получиться разнообразные фенотипы.

Генотип передаётся по наследству и остаётся неизменным (если исключить возможность мутации), в то время как фенотип может меняться на протяжении жизненного цикла.

Однако эти изменения происходят в пределах определённой границы, называемой «нормой реакции»: ведь в фенотипе не может проявиться ничего сверх того, что уже «записано» в генотипе.

Норму реакции можно проиллюстрировать на таком примере. Вес взрослой коровы определённой породы в силу генетических особенностей не может быть больше или меньше конкретной величины, вне зависимости от того, в каких условиях она содержится.

Так же и удой: даже при самом хорошем уходе он не превысит отметки, максимальной для данной породы. А в ответ на плохое содержание корова вообще может не дать молока – и это будет логично и справедливо.

Взаимосвязь генотипа и фенотипа отчётливо прослеживается у однояйцевых близнецов: имея абсолютно одинаковый набор генов (генотип), они практически неотличимы в первые дни жизни.

Но по мере взросления начинают проявляться фенотипические отличия: выражение лица, цвет волос, манера поведения и т.д.

В генотипе сосредоточен весь потенциал организма, то есть всё то, на что он способен. В фенотипе проявляется лишь часть этого потенциала, то есть только часть генов реализуется в ряд конкретных внешних или внутренних признаков.