GENOTIPS: RAKSTURLIELUMI, REAKCIJAS NORMA, NOTEIKŠANA - BIOLOĢIJA - 2025

Genotips ir definēta kā kopumu gēnu (ar to alēļu), ka kods īpašu rādītāju vai pazīmi, kas atšķiras no citiem, ar konkrētu funkciju vai secību. Tomēr daži autori to definē arī kā genoma daļu, kas izraisa fenotipa veidošanos, vai kā organisma alēlisko uzbūvi.

Lai arī termini "genotips" un "fenotips" ir saistīti, nav viens un tas pats. Šajā nozīmē fenotips tiek definēts kā organisma redzamo īpašību kopums, kas rodas tā gēnu ekspresijas rezultātā, un genotips kā gēnu komplekts, kas rada noteiktu fenotipu.

Genotips un fenotips (Avots: Nacionālais cilvēka genoma pētījumu institūts, izmantojot Wikimedia Commons). Genotips ir tikai viens no faktoriem, kas saistīti ar fenotipa izveidi, jo vides un citu epigenētisko elementu ietekme, kas nav tieši saistīti ar nukleotīdu secību, tie veido arī personu redzamās īpašības.

Tādējādi diviem organismiem ir vienāds genotips, ja tiem ir vieni un tie paši gēnu kopumi, bet tas pats neattiecas uz diviem organismiem, kuriem acīmredzami ir viens un tas pats fenotips, jo līdzīgas īpašības var būt dažādu gēnu produkts.

Tas bija dāņu botāniķis Vilhelms Johannsens, kurš 1909. gadā pirmo reizi zinātnē ieviesa terminus genotips un fenotips mācību grāmatā ar nosaukumu "Precīza mantojuma teorijas elementi", kas bija eksperimentu sērija, ko viņš veica, šķērsojot miežu un zirņu tīrās līnijas.

Viņa darbi, kurus, iespējams, iedvesmoja darbi, kurus dažus gadus iepriekš veica Gregorio Mendels, kurš tika uzskatīts par “ģenētikas tēvu”, ļāva viņam paskaidrot, ka organisma genotips fenotipu rada dažādos attīstības procesos un reibumā. vide.

raksturojums

Genotips nav tieši tāds pats kā genoms. Šeit ir atšķirība starp diviem jēdzieniem:

- "Genoms" attiecas uz visiem gēniem, kurus indivīds ir mantojis no saviem vecākiem, un to, kā tie tiek sadalīti hromosomās kodolā.

- "Genotips" ir termins, ko lieto, piemēram, attiecībā uz gēnu kopumu un to variantiem, kas rada īpašu pazīmi, no kuras indivīds tiek atšķirts populācijā vai sugās.

Kaut arī visā organisma dzīves vēsturē mutācijām ir pakļauti pārmaiņām, genotips ir salīdzinoši nemainīga indivīdu īpašība, jo teorētiski iedzimtie gēni ir vienādi no ieņemšanas brīža. līdz nāvei.

Dabiskā populācijā alēles, kas veido noteiktu genotipu, ir atšķirīgas parādīšanās frekvences; tas ir, daži parādās populācijās vairāk nekā citi, un tas, cita starpā, ir saistīts ar izplatību, vides apstākļiem, citu sugu klātbūtni utt.

Termins "savvaļas genotips" definē pirmo dabā sastopamo alēļu variantu, bet tas nebūt nenozīmē alēles, kuras visbiežāk sastopamas populācijā; un terminu "mutanta genotips" parasti izmanto, lai definētu tās alēles, kas nav savvaļas tips.

Lai rakstītu genotipu, lielos un mazos burtus parasti izmanto, lai atšķirtu alēles, kuras indivīdam piemīt, neatkarīgi no tā, vai tās ir homozigotas vai heterozigotas. Lielie burti tiek izmantoti, lai definētu dominējošās alēles, un mazie burti - recesīvajām.

Genotipa reakcijas standarts

Indivīdi manto gēnus no vecākiem, bet ne galaproduktus, ko iegūst no viņu izpausmēm, jo ​​tie ir atkarīgi no daudziem ārējiem faktoriem un viņu attīstības vēstures.

Saskaņā ar šo un atsaucoties tikai uz vides faktoriem, genotips var radīt vairākus fenotipus. Iespējamo "iznākumu" kopums konkrēta genotipa mijiedarbībai ar dažādām vidēm ir tas, ko zinātnieki ir nodēvējuši par "genotipa reakcijas normu".

Pēc tam genotipa reakcijas norma ir sava veida "kvantitatīva noteikšana" vai to redzamo īpašību reģistrēšana, kuras iegūst no genotipa mijiedarbības ar noteiktām vidēm. To var izteikt kā grafikus vai tabulas, kas "paredz" iespējamos rezultātus.

Protams, ir skaidrs, ka reakcijas norma attiecas tikai uz daļēju genotipu, daļēju fenotipu un dažiem vides faktoriem, jo ​​praksē ir ļoti grūti paredzēt absolūti visu mijiedarbību un visus to iznākumus.

Kā tiek noteikts genotips?

Organisma vai vienas sugas indivīdu populācijas genotipa vai "genotipa noteikšana" sniedz daudz vērtīgas informācijas par tā evolūcijas bioloģiju, populācijas bioloģiju, taksonomiju, ekoloģiju un ģenētisko daudzveidību.

Mikroorganismos, piemēram, baktērijās un raugos, jo tiem ir lielāks pavairošanas un mutāciju ātrums nekā lielākajai daļai daudzšūnu organismu, genotipa noteikšana un zināšana ļauj kontrolēt kolekciju koloniju identitāti, kā arī noteikt dažas to pašu epidemioloģija, ekoloģija un taksonomija.

Lai noteiktu genotipu, ir jāiegūst tā organisma paraugi, ar kuru vēlaties strādāt, un vajadzīgo paraugu veidi būs atkarīgi no katra organisma. Piemēram, dzīvniekiem paraugus var ņemt no dažādiem audiem: astes, ausīm, fekālijām, matiem vai asinīm.

Organisma genotipu eksperimentāli var noteikt, pateicoties dažu mūsdienīgu metožu izmantošanai, kas būs atkarīga no pētāmo gēnu genomiskā izvietojuma, budžeta un laika, lietošanas ērtuma un vēlamās veiktspējas pakāpes.

Pašlaik paņēmieni, ko izmanto organisma genotipēšanai, ļoti bieži ietver molekulāro marķieru izmantošanu un analīzi, lai noteiktu polimorfismus DNS, un citas progresīvākas metodes, kas ietver genoma secību.

Visbiežāk izmantotie marķieri

Starp visbiežāk izmantotajiem marķieriem atrodami šādi:

- RFLP (restrikcijas fragmenta garuma polimorfismi).

- AFLP (pastiprināti fragmenta garuma polimorfismi).

- RAPD (nejauši pastiprināta polimorfā DNS).

- Mikrosatellīti vai SSR (vienas kārtas atkārtojumi).

- ASAP (grunti, kas saistīti ar īpašām alēlēm).

- SNP (viena nukleotīda polimorfismi).

Paņēmieni, kas izmanto secību un hibridizāciju

Starp paņēmieniem, kas izmanto specifisku zondes secību un hibridizāciju, ir:

- Secināšana ar Sangera metodi.

- augstas veiktspējas genotipēšana.

- Illumina “GoldenGate” eseja.

- Genotipēšana ar sekvencēšanu (GBS).

- TaqMan tests.

- Nākamās paaudzes secība.

- mikromateriāls.

- Visa genoma secība.

Atsauces

1. Griffiths, A., Wessler, S., Lewontin, R., Gelbart, W., Suzuki, D., & Miller, J. (2005). Ievads ģenētiskajā analīzē (8. izdevums). Freeman, WH & Company.
2. Klugs, W., Cummings, M., & Spencer, C. (2006). Ģenētikas jēdzieni (8. izdevums). Ņūdžersija: Pīrsona izglītība.
3. Kwok, P.-Y. (2001). Atsevišķu nukleotīdu polimorfismu genotipēšanas metodes. Annu. Genomikas hum. Genet. , 2 (11), 235–258.
4. Mahner, M., & Kary, M. (1997). Kas īsti ir genomi, geotipi un fenotipi? Un kā ar fenomiem? J. Teor. Biol., 186, 55-63.
5. Muellers, UG, un Volfenbargers, LL (1999). AFLP genotipēšana un pirkstu nospiedumu noņemšana. Koks, 14 (10), 389. – 394.
6. Nacionālie veselības institūti. Saņemts 2019. gada 14. maijā no vietnes www.nih.gov/
7. Patels, DA, Zander, M., Dalton-morgan, J., & Batley, J. (2015). Augu ģenotipēšanas sasniegumi: kur mūs vedīs nākotne. J. Batley (Red.), Augu genotipēšana: metodes un protokoli (1245. sēj., 1.-11. Lpp.). Ņujorka: Springer Science + biznesa mediji, Ņujorka.
8. Pīrss, B. (2012). Ģenētika: konceptuāla pieeja. Freeman, WH & Company.
9. Schleif, R. (1993). Ģenētika un molekulārā bioloģija (2. izdevums). Merilenda: The Johns Hopkins University Press.
10. Tümmler, B. (2014). Genotipa noteikšanas metodes. A. Filloux un JL Ramos (Eds.), Metodes molekulārajā bioloģijā (1149. sēj., 33. – 47. Lpp.). Ņujorka.
11. Yang, W., Kang, X., Yang, Q., Lin, Y., & Fang, M. (2013). Pārskats par genotipēšanas metožu attīstību lauksaimniecības dzīvnieku daudzveidības novērtēšanai. Dzīvnieku zinātnes un biotehnoloģijas žurnāls, 4. (2), 2. – 6.