GENOTIPAS: CHARAKTERISTIKOS, REAKCIJOS NORMA, NUSTATYMAS - BIOLOGIJA - 2025

Genotipas yra apibrėžiamas kaip genų rinkinys (su jų alelių) šio kodekso dėl konkretus bruožas ar ypatybė, kuri yra atskirta nuo kitų, konkrečios funkcijos ar seka. Tačiau kai kurie autoriai jį taip pat apibūdina kaip genomo dalį, kuri sukelia fenotipą, arba kaip alelinę organizmo struktūrą.

Nors terminai genotipas ir fenotipas yra susiję, jie nėra tas pats dalykas. Šia prasme fenotipas yra apibrėžiamas kaip matomų organizmo savybių, atsirandančių dėl jo genų išraiškos, visuma, o genotipas - kaip genų rinkinys, iš kurio atsiranda tam tikras fenotipas.

Genotipas ir fenotipas (Šaltinis: Nacionalinis žmogaus genomo tyrimų institutas per „Wikimedia Commons“) Genotipas yra tik vienas iš fenotipo nustatymo veiksnių, nes aplinkos ir kitų epigenetinių elementų, tiesiogiai nesusijusių su nukleotidų seka, įtaka, jie taip pat formuoja matomas asmenų savybes.

Taigi, du organizmai turi tą patį genotipą, jei jie turi tuos pačius genų fondus, tačiau tas pats pasakytina ne apie du organizmus, kurie, matyt, turi tą patį fenotipą, nes panašios savybės gali būti skirtingų genų produktas.

Tai buvo danų botanikas Wilhelmas Johannsenas (1909 m.), Kuris pirmą kartą mokslui pristatė terminus genotipas ir fenotipas vadovėlyje pavadinimu „Tikslaus paveldėjimo teorijos elementai“, kuris buvo eksperimentų, kuriuos jis atliko kertant grynas miežių ir žirnių linijas, seriją.

Jo darbai, tikriausiai įkvėpti prieš kelerius metus Gregorio Mendelio, kuris buvo laikomas „genetikos tėvu“, darbų, leido jam paaiškinti, kad organizmo genotipas fenotipą sukuria per skirtingus vystymosi procesus ir veikiamas aplinka.

charakteristikos

Genotipas nėra visiškai tas pats kaip genomas. Čia yra skirtumas tarp dviejų sąvokų:

- „Genomas“ reiškia visus genus, kuriuos individas paveldėjo iš savo tėvų, ir kaip jie pasiskirsto chromosomose branduolyje.

- „Genotipas“ yra terminas, naudojamas, pavyzdžiui, nurodyti genams ir jų variantams, kurie sukelia tam tikrą bruožą, išskiriant individą populiacijoje ar rūšyje.

Nors genotipas yra linkęs į pokyčius dėl mutacijų per visą organizmo gyvenimo istoriją, jo genotipas yra santykinai nepakeičiamas individų bruožas, nes teoriškai paveldimi genai yra tokie patys nuo apvaisinimo. iki mirties.

Natūralios populiacijos aleliai, sudarantys nurodytą genotipą, turi skirtingą dažnį; y., kai kurie populiacijose atsiranda daugiau nei kiti ir tai, be kita ko, yra susijusi su paplitimu, aplinkos sąlygomis, kitų rūšių buvimu ir kt.

Terminas „laukinis genotipas“ apibūdina pirmąjį gamtoje randamą alelinį variantą, tačiau nebūtinai reiškia alelį, dažniausiai aptinkamą populiacijoje; ir terminas „mutantinis genotipas“ dažniausiai naudojamas apibrėžti tuos alelius, kurie nėra laukiniai.

Norint rašyti genotipą, didžiosios ir mažosios raidės paprastai naudojamos norint atskirti alelinus, kuriuos individas turi, nesvarbu, ar tai homozigotiniai, ar heterozigotiniai. Didžiosios raidės yra naudojamos dominuojančioms alelėms apibrėžti, o mažosios raidės - recesyviosioms.

Genotipo reakcijos standartas

Asmenys paveldi genus iš savo tėvų, bet ne galutinius produktus, gaunamus iš jų ekspresijos, nes jie priklauso nuo daugelio išorinių veiksnių ir nuo jų vystymosi istorijos.

Atsižvelgiant į tai ir atsižvelgiant tik į aplinkos veiksnius, genotipas gali sukelti daugiau nei vieną fenotipą. Galimų konkretaus genotipo sąveikos su skirtingomis aplinkomis „baigčių“ rinkinys yra tas, kurį mokslininkai pavadino „genotipo reakcijos norma“.

Tada genotipo reakcijos norma yra tam tikra „kiekybinio įvertinimo“ ar matomų charakteristikų, gautų iš genotipo sąveikos su tam tikra aplinka, fiksavimas. Tai gali būti išreikšta grafikais arba lentelėmis, kurios „numato“ galimus rezultatus.

Aišku, aišku, kad reakcijos norma nurodo tik dalinį genotipą, dalinį fenotipą ir keletą aplinkos veiksnių, nes praktiškai labai sunku numatyti absoliučiai visas sąveikas ir visus jų padarinius.

Kaip nustatomas genotipas?

Organizmo ar tos pačios rūšies individų genotipo nustatymas arba „genotipų nustatymas“ suteikia daug vertingos informacijos apie jo evoliucijos biologiją, populiacijos biologiją, taksonomiją, ekologiją ir genetinę įvairovę.

Mikroorganizmuose, tokiuose kaip bakterijos ir mielės, kadangi jų dauginimasis ir mutacijų dažnis yra didesnis nei daugumos daugialąsčių organizmų, genotipo nustatymas ir pažinimas leidžia kontroliuoti kolekcijų kolonijų tapatumą, taip pat nustatyti kai kurias jų savybes. to paties epidemiologija, ekologija ir taksonomija.

Norint nustatyti genotipą, būtina gauti organizmo, su kuriuo norite dirbti, pavyzdžius, o reikalingų mėginių tipai priklausys nuo kiekvieno organizmo. Pvz., Iš gyvūnų galima paimti mėginius iš skirtingų audinių: uodegos, ausų, išmatų, plaukų ar kraujo.

Organizmo genotipą galima nustatyti eksperimento būdu naudojant kai kuriuos šiuolaikinius metodus, kurie priklausys nuo tiriamų genų genominės vietos, biudžeto ir laiko, naudojimo paprastumo ir norimo atlikimo laipsnio.

Šiuo metu metodai, naudojami organizmo genotipavimui, labai dažnai apima molekulinių žymenų naudojimą ir analizę, siekiant aptikti polimorfizmus DNR, ir kitus sudėtingesnius metodus, susijusius su genomo sekos nustatymu.

Labiausiai naudojami žymekliai

Tarp dažniausiai naudojamų žymeklių randame:

- RFLP (restrikcijos fragmento ilgio polimorfizmai).

- AFLP (amplifikuoti fragmento ilgio polimorfizmai).

- RAPD (atsitiktinai amplifikuota polimorfinė DNR).

- Mikrosatellitai arba SSR (vienos sekos pasikartojimai).

- ASAP (pradmenys, susieti su specifiniais aleliais).

- SNP (vieno nukleotido polimorfizmai).

Technikos, kurios naudoja seką ir hibridizaciją

Tarp metodų, kuriuose naudojama specifinė zondo seka ir hibridizacija, yra šie:

- Sekavimas Sangerio metodu.

- Didelio našumo genotipai.

- Iliuminos esė „Auksiniai vartai“.

- Genotipų nustatymas sekos nustatymu (GBS).

- „TaqMan“ analizė.

- Naujos kartos sekos.

- Mikropadarai.

- viso genomo sekos nustatymas.

Nuorodos

1. Griffiths, A., Wessler, S., Lewontin, R., Gelbart, W., Suzuki, D., & Miller, J. (2005). Įvadas į genetinę analizę (8-asis leidimas). Freeman, WH & Company.
2. Klug, W., Cummings, M., & Spencer, C. (2006). Genetikos sampratos (8-asis leidimas). Naujasis Džersis: „Pearson Education“.
3. Kwokas, P.-Y. (2001). Pavienių nukleotidų polimorfizmų genotipo nustatymo metodai. Annu. Genomikos hum. Genetas. , 2 (11), 235–258.
4. Mahner, M., & Kary, M. (1997). Kas tiksliai yra genomai, genotipai ir fenotipai? O kaip su fenomenais? J. Theor. Biol., 186, 55-63.
5. Mueller, UG ir Wolfenbarger, LL (1999). AFLP genotipas ir pirštų atspaudai. Medis, 14 (10), 389–394.
6. Nacionaliniai sveikatos institutai. Gauta 2019 m. Gegužės 14 d. Iš www.nih.gov/
7. Patel, DA, Zander, M., Dalton-morgan, J., & Batley, J. (2015). Augalų genotipo nustatymo pažanga: kur mus nuves ateitis. J. Batley (Red.), Augalų genotipizavimas: metodai ir protokolai (1245 tomas, p. 1–11). Niujorkas: „Springer Science + Business Media“, Niujorkas.
8. Pierce, B. (2012). Genetika: konceptualus požiūris. Freeman, WH & Company.
9. Schleif, R. (1993). Genetika ir molekulinė biologija (2-asis leidimas). Merilandas: „Johns Hopkins University Press“.
10. Tümmler, B. (2014). Genotipų nustatymo metodai. A. Filloux ir JL Ramos (Red.), Molekulinės biologijos metodai (1149 tomas, p. 33–47). Niujorkas.
11. Yang, W., Kang, X., Yang, Q., Lin, Y. ir Fang, M. (2013). Ūkinių gyvūnų įvairovės įvertinimo genotipo metodų kūrimo apžvalga. Gyvūnų mokslo ir biotechnologijų žurnalas, 4 (2), 2–6.