Termen fenotyp betyder bokstavligen "den visade formen" och kan definieras som den uppsättning synliga egenskaper hos en organisme som är resultatet av uttrycket av dess gener och dess interaktion med miljön som omger den.
Enligt Manher och Kary 1997 är fenotypen av en organisme helt enkelt en uppsättning av alla typer av egenskaper eller karaktärer som den eller ett av dess delsystem har. Det hänvisar till alla typer av fysiska, fysiologiska, biokemiska, ekologiska eller till och med beteendemässiga egenskaper.
Fenotypisk variation i människans ögonfärg (Källa: LeuschteLampe via Wikimedia Commons)
Denna författare anser alltså att vilken fenotyp som helst är resultatet av uttrycket av en undergrupp inom genotypen av en organisme som utvecklas i en viss miljö.
Gregor Mendel, som betraktades som "genetikens far", för mer än 150 år sedan, var den första som studerade och beskrev de ärftliga egenskaperna hos organismer, bara utan att täcka de moderna termer som används idag.
Det var under det första decenniet av 1900-talet som Wilhelm Johannsen introducerade de grundläggande begreppen fenotyp och genotyp till vetenskapen. Sedan dess har dessa varit föremål för mycket debatt, eftersom olika författare använder dem för olika syften och vissa texter presenterar vissa inkonsekvenser beträffande deras användning.
Fenotypiska egenskaper
Från vissa författares synvinkel är fenotypen det fysiska uttrycket för en karaktär hos en individ och är genetiskt bestämd. De flesta fenotyper produceras genom samverkan av mer än en gen, och samma gen kan delta i upprättandet av mer än en specifik fenotyp.
De fenotypiska egenskaperna kan övervägas på olika nivåer, eftersom man kan tala om en art, en population, en individ, ett system inom nämnda individ, cellerna i något av deras organ och till och med proteiner och organeller interna celler i en given cell.
Om vi till exempel talar om en fågelart, kan många fenotypiska egenskaper definieras: fjäderfärg, sångljud, etologi (beteende), ekologi osv., Och dessa och andra egenskaper kan särskiljas i alla populationer av detta arter.
Således är det lätt att säkerställa att en individ av denna hypotetiska fågelart också har fenotypiska egenskaper som gör den synlig och kvantifierbart annorlunda än andra individer i samma population, både på makro- och mikroskopisk nivå.
Detta är tillämpligt för alla levande organismer: encelliga eller flercelliga, djur eller växter, svampar, bakterier och archaea, eftersom det inte finns två identiska individer, även om de delar samma DNA-sekvenser.
Fenotypiska skillnader
Två individer kan ha liknande fenotypiska egenskaper som inte är resultatet av uttrycket av samma gener. Men även om två individer kommer från en organism vars reproduktion är asexuell ("kloner"), kommer dessa två aldrig att vara fenotypiskt identiska.
Detta faktum beror på det faktum att det finns flera mekanismer som reglerar de fenotypiska egenskaperna hos en organisme som inte beror på modifieringen av den genomiska DNA-sekvensen; det vill säga de deltar i regleringen av uttrycket av gener som dikterar en viss fenotyp.
Dessa mekanismer är kända som epigenetiska mekanismer ("epi" från det grekiska prefixet "på" eller "in"); och i allmänhet har de att göra med metylering (tillsats av en metylgrupp (CH3) till cytosinbasen av DNA) eller med modifiering av kromatin (komplexet av proteinshistoner och DNA som utgör kromosomer).
Genotypen innehåller alla genetiska instruktioner som är nödvändiga för konstruktion av alla typer av vävnader i ett djur eller en växt, men det är epigenetik som avgör vilka instruktioner som "läses" och utförs i båda fallen, vilket ger upphov till observerbar fenotyp för varje individ.
Epigenetiska mekanismer styrs ofta av de miljöfaktorer som en individ ständigt utsätts för under sin livscykel. Dessa mekanismer kan emellertid gå från en generation till en annan oavsett om den initiala stimulansen har tagits bort.
Även om många fenotypiska skillnader har att göra med närvaron av en annan underliggande genotyp, spelar epigenetik också en viktig roll för att reglera uttrycket av generna som finns däri.
Skillnader med genotypen
Fenotypen hänvisar till alla egenskaper som uttrycks i en organisme som bebor en viss miljö som ett resultat av uttrycket av en uppsättning gener inom den. Å andra sidan har genotypen att göra med kompendiet av ärvda gener som en organism har, oavsett om de uttrycks eller inte.
Genotypen är en oändlig egenskap, eftersom den uppsättning gener som en organism ärver är i princip densamma från befruktning till döden. Fenotypen, å andra sidan, kan och ändras kontinuerligt under individernas liv. Genotypstabilitet innebär således inte en invariant fenotyp.
Trots dessa skillnader och trots det stora miljöpåverkan som finns, är det möjligt att dra fram en fenotyp genom att analysera dess genotyp, eftersom detta i första hand är den som bestämmer fenotypen. Kort sagt är genotypen det som bestämmer potentialen för utveckling av fenotypen.
exempel
Ett bra exempel på miljöns påverkan på etablering av en fenotyp är den som förekommer i identiska tvillingar (monozygotiska) som delar allt sitt DNA, såsom livmodern, familjen och hemmet; och ändå visar de diametralt motsatta fenotypiska egenskaper i beteende, personlighet, sjukdomar, IQ och andra.
Bakterier är ett annat klassiskt exempel på miljörelaterad fenotypisk variation, eftersom de har komplexa mekanismer för att svara på snabbt och kontinuerligt förändrade miljöförhållanden. Av detta skäl är det möjligt att hitta stabila subpopulationer som presenterar olika fenotyper i samma bakteriepopulation.
Växter kan betraktas som de organismer som mest utnyttjar epigenetiska mekanismer för fenotypkontroll: en växt som växer i en fuktig och varm miljö uppvisar olika egenskaper (fenotyp) än de som samma växt kommer att visa i en kall och torr miljö, till exempel.
Ett exempel på fenotyp är också formen och färgen på blommorna i växter, storleken och formen på vingarna i insekter, färgen på ögonen hos människor, färgen på hundens päls, storleken och formen på människors ställning, fiskens färg etc.
referenser
- Griffiths, A., Wessler, S., Lewontin, R., Gelbart, W., Suzuki, D., & Miller, J. (2005). En introduktion till genetisk analys (8: e upplagan). Freeman, WH & Company.
- Klug, W., Cummings, M., & Spencer, C. (2006). Concepts of Genetics (8: e upplagan). New Jersey: Pearson Education.
- Mahner, M., & Kary, M. (1997). Vad exakt är gener, genotyper och fenotyper? Och hur är det med fenomen? J. Theor. Biol., 186, 55-63.
- Pierce, B. (2012). Genetik: en konceptuell strategi. Freeman, WH & Company.
- Rodden, T. (2010). Genetics For Dummies (2: a upplagan). Indianapolis: Wiley Publishing, Inc.
- Smits, WK, Kuipers, OP, & Veening, J. (2006). Fenotypisk variation i bakterier: rollen för återkopplingsreglering. Nature Reviews Microbiology, 4, 259–271.
- Szyf, M., Weaver, I., & Meaney, M. (2007). Mödraromsorg, epigenom och fenotypiska skillnader i beteende. Reproduktionstoxikologi, 24, 9–19.
- Wong, AHC, Gottesman, II, & Petronis, A. (2005). Fenotypiska skillnader i genetiskt identiska organismer: det epigenetiska perspektivet. Human Molecular Genetics, 14 (1), 11–18.