Израз фенотип дословно значи "приказани облик", и може се дефинисати као скуп видљивих карактеристика организма које су резултат експресије његових гена и његове интеракције са околином која га окружује.
Према Манхер и Кариу из 1997. године, фенотип организма је једноставно скуп свих врста особина или карактера које поседује он или један од његових подсистема. Односи се на било коју врсту физичких, физиолошких, биохемијских, еколошких или чак понашајних карактеристика.
Фенотипска варијација боје очију код људи (Извор: ЛеусцхтеЛампе виа Викимедиа Цоммонс)
Овај аутор сматра, дакле, да је било који фенотип резултат изражавања подскупине унутар генотипа организма који се развија у одређеној средини.
Сматран "оцем генетике", Грегор Мендел, пре више од 150 година, био је први који је проучавао и описао наследне карактеристике организама, само без сковања модерних израза који се данас користе.
У првој деценији 1900-их Вилхелм Јоханнсен је увео фундаменталне концепте фенотипа и генотипа у науку. Отада су они били предмет многих расправа, јер их различити аутори користе у различите сврхе, а неки текстови представљају одређене недоследности у вези са њиховом употребом.
Фенотипске карактеристике
Са становишта неких аутора, фенотип је физички израз лика код појединца и генетски је одређен. Већина фенотипа настаје заједничким деловањем више гена, а исти ген може учествовати у успостављању више од једног одређеног фенотипа.
Фенотипске карактеристике могу се разматрати на различитим нивоима, јер се може говорити о врсти, популацији, појединцу, систему унутар наведене јединке, ћелијама било ког њиховог органа, па чак и протеинима и органелама унутрашње ћелије дате ћелије.
Ако, на пример, говоримо о врсти птице, могу се дефинисати бројне фенотипске карактеристике: боја плуга, звук песме, етологија (понашање), екологија итд., А ове и друге особине могу се разликовати у било којој популацији ове врста.
Стога је лако осигурати да ће појединац ове хипотетичке врсте птица такође поседовати фенотипске карактеристике које ће је видљиво и количински разликовати од осталих јединки у истој популацији, и на макро и на микроскопском нивоу.
Ово се односи на све живе организме: једноћелијске или вишећелијске, животиње или биљке, гљивице, бактерије и археје, јер не постоје две идентичне јединке, иако имају исте ДНК секвенце.
Фенотипске разлике
Две јединке могу имати сличне фенотипске карактеристике које нису резултат експресије истих гена. Међутим, чак и ако две јединке потичу из организма чија је репродукција асексуална ("клонови"), ове две особе никада неће бити фенотипски идентичне.
Ова чињеница настаје из чињенице да постоји више механизама који регулишу фенотипске карактеристике организма који не зависе од модификације секвенце геномске ДНК; то јест, они учествују у регулацији експресије гена који ће диктирати одређени фенотип.
Ови механизми су познати као епигенетски механизми („епи“ из грчког префикса „на“ или „ин“); и углавном имају везе са метилацијом (додавање метилне групе (ЦХ3) у цитозинску базу ДНК) или са модификацијом хроматина (комплекса хистона протеина и ДНК који чине хромозоме).
Генотип садржи сва генетичка упутства потребна за изградњу свих врста ткива код животиње или биљке, али епигенетика одређује које се инструкције „читају“ и спроводе у сваком случају, стварајући тако уочљив фенотип сваког појединца.
Епигенетски механизми су често контролисани факторима животне средине којима је појединац стално подвргнут током свог животног циклуса. Међутим, ови механизми могу прелазити из једне генерације у другу без обзира да ли је уклоњен почетни подражај.
Стога, иако многе фенотипске разлике имају везе са присуством различитог основног генотипа, епигенетика такође игра важну улогу у регулисању експресије гена који се налазе у њима.
Разлике са генотипом
Фенотип се односи на сваку карактеристику која се изражава у организму који настањује одређено окружење као резултат експресије скупа гена у њему. С друге стране, генотип има везе са списком наследних гена које организам поседује, без обзира да ли су изражени или не.
Генотип је непромењива карактеристика, јер је скуп гена који организам наслеђује у основи исти од зачећа до смрти. Фенотип, с друге стране, може и стално се мењати током живота појединаца. Дакле, стабилност генотипа не подразумева инвариантни фенотип.
Упркос тим разликама и упркос великом утицају на животну средину који постоји, могуће је закључити фенотип анализом његовог генотипа, јер је у првом реду тај који одређује фенотип. Укратко, генотип је оно што одређује потенцијал за развој фенотипа.
Примери
Добар пример утицаја животне средине на успостављање фенотипа је онај који се јавља код идентичних близанаца (монозиготичних) који деле сву своју ДНК, као што су материца, породица и дом; а ипак показују дијаметрално супротне фенотипске карактеристике у понашању, личности, болестима, ИК-у и другима.
Бактерије су још један класичан пример фенотипске варијације везане за животну средину, јер имају сложене механизме за реаговање на брзо и непрекидно променљиве услове околине. Из тог разлога, у истој популацији бактерија могуће је пронаћи стабилне субпопулације са различитим фенотиповима.
Биљке се могу сматрати организмима који највише користе епигенетске механизме за контролу фенотипа: биљка која расте у влажном и врућем окружењу има другачија својства (фенотип) од оних које ће иста биљка показати у хладном и сувом окружењу, на пример.
Пример фенотипа су такође облик и боја цвећа у биљкама, величина и облик крила код инсеката, боја очију код људи, боја длаке паса, величина и облик старосједу људи, боји рибе итд.
Референце
- Гриффитхс, А., Весслер, С., Левонтин, Р., Гелбарт, В., Сузуки, Д., и Миллер, Ј. (2005). Увод у генетску анализу (8. изд.). Фрееман, ВХ & Цомпани.
- Клуг, В., Цуммингс, М., & Спенцер, Ц. (2006). Појмови генетике (8. изд.). Нев Јерсеи: Пеарсон Едуцатион.
- Махнер, М., и Кари, М. (1997). Шта су тачно геноми, генотипови и фенотипи? А шта је са феноменима? Ј. Тхеор. Биол., 186, 55-63.
- Пиерце, Б. (2012). Генетика: концептуални приступ. Фрееман, ВХ & Цомпани.
- Родден, Т. (2010). Генетика за лутке (друго издање). Индианаполис: Вилеи Публисхинг, Инц.
- Смитс, ВК, Куиперс, ОП и Веенинг, Ј. (2006). Фенотипска варијација бактерија: улога регулације повратних информација. Натуре Ревиевс Мицробиологи, 4, 259–271.
- Сзиф, М., Веавер, И. и Меанеи, М. (2007). Брига о мајци, изворност и фенотипске разлике у понашању. Репродуктивна токсикологија, 24, 9–19.
- Вонг, АХЦ, Готтесман, ИИ и Петронис, А. (2005). Фенотипске разлике у генетски идентичним организмима: епигенетска перспектива. Хуман Молецулар Генетицс, 14 (1), 11–18.