ГЕНОТИП: ХАРАКТЕРИСТИКИ, НОРМА РЕАКЦІЇ, ВИЗНАЧЕННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025

Генотипу визначається як набір генів (з їх алелей) цього коду для конкретного ознаки або характеристики, які відрізняються від інших конкретної функції або послідовності. Однак деякі автори також визначають її як ту частину геному, яка породжує фенотип, або як алельну конституцію організму.

Хоча пов’язані між собою, терміни генотип та фенотип - це не одне і те ж. У цьому сенсі фенотип визначається як сукупність видимих ​​характеристик організму, які є результатом експресії його генів, а генотип як сукупність генів, що породжує певний фенотип.

Генотип та фенотип (Джерело: Національний науково-дослідний інститут геному людини через Wikimedia Commons) Генотип є лише одним із факторів, що беруть участь у встановленні фенотипу, оскільки вплив навколишнього середовища та інших епігенетичних елементів, безпосередньо не пов'язаних з нуклеотидної послідовністю, вони також формують видимі характеристики індивідів.

Таким чином, два організми мають однаковий генотип, якщо вони мають однаковий генофонд, але те ж саме не стосується двох організмів, які, мабуть, мають однаковий фенотип, оскільки подібні характеристики можуть бути продуктом різних генів.

Саме датський ботанік Вільгельм Йогансен в 1909 році вперше ввів у науку терміни генотип і фенотип у навчальному посібнику під назвою "Елементи теорії точного успадкування", який був твором ряд експериментів, які він провів, схрещуючи чисті лінії ячменю та гороху.

Його твори, ймовірно, натхнені тими, що були здійснені за кілька років до цього Грегоріо Менделя, який вважався "батьком генетики", дозволили йому уточнити, що генотип організму породжує фенотип через різні процеси розвитку та під впливом середовище.

характеристики

Генотип точно не такий, як геном. Тут розрізнення двох понять:

- "Геном" відноситься до всіх генів, які людина отримала у спадок від батьків, і як вони розподіляються по хромосомах всередині ядра.

- "Генотип" - термін, що використовується для позначення, наприклад, набору генів та їх варіантів, що породжують ту чи іншу ознаку, від якої індивід виділяється в межах популяції чи виду.

Хоча він схильний зазнавати змін через мутації протягом історії життя організму, генотип є відносно незмінною ознакою особин, оскільки, теоретично, гени, які успадковуються, однакові від зачаття. до смерті.

У природній популяції алелі, які складають даний генотип, мають різні частоти появи; тобто деякі з’являються в популяціях більше, ніж інші, і це пов’язано, між іншим, з поширенням, умовами навколишнього середовища, наявністю інших видів тощо.

Термін "дикий генотип" визначає перший алельний варіант, знайдений у природі, але не обов'язково стосується алеля, який найчастіше зустрічається в популяції; а термін "мутантний генотип" зазвичай використовується для визначення цих алелей, крім дикого типу.

Для написання генотипу зазвичай використовуються великі та малі літери, щоб розмежовувати алелі, якими володіє індивід, гомозиготними чи гетерозиготними. Великі літери використовуються для визначення домінантних алелей і малих літер для рецесивних.

Стандарт реакції генотипу

Індивіди успадковують гени від своїх батьків, але не кінцеві продукти, які отримуються з їх експресії, оскільки вони залежать від багатьох зовнішніх факторів та історії їх розвитку.

Відповідно до цього і посилаючись лише на фактори навколишнього середовища, генотип може породити більше одного фенотипу. Сукупність можливих "результатів" взаємодії конкретного генотипу з різними середовищами - це те, що вчені назвали "нормою реакції генотипу".

Норма реакції генотипу - це, таким чином, своєрідна «кількісна оцінка» або реєстрація видимих ​​характеристик, які отримуються при взаємодії генотипу з певними середовищами. Він може бути виражений у вигляді графіків або таблиць, які "прогнозують" можливі результати.

Зрозуміло, зрозуміло, що норма реакції стосується лише часткового генотипу, часткового фенотипу та кількох факторів навколишнього середовища, оскільки на практиці дуже важко передбачити абсолютно всі взаємодії та всі їх результати.

Як визначається генотип?

Визначення генотипу чи "генотипування" організму чи популяції особин одного виду дає багато цінних відомостей щодо його еволюційної біології, біології популяції, систематики, екології та генетичного різноманіття.

У таких мікроорганізмів, як бактерії та дріжджі, оскільки вони мають більшу швидкість розмноження та мутації, ніж у більшості багатоклітинних організмів, визначення та знання генотипу дозволяє контролювати ідентичність колоній у колекціях, а також встановлювати деякі характеристики епідеміологія, екологія та систематика того ж.

Для визначення генотипу необхідно отримати зразки організму, з яким ви хочете працювати, а типи необхідних зразків залежатимуть від кожного організму. Наприклад, у тварин можуть бути взяті проби з різних тканин: хвоста, вух, калу, волосся чи крові.

Генотип організму можна визначити експериментально завдяки використанню деяких сучасних методик, які залежатимуть від геномного розташування досліджуваних генів, бюджету та часу, простоти використання та бажаного ступеня працездатності.

В даний час методи, які використовуються для генотипування організму, дуже часто включають використання та аналіз молекулярних маркерів для виявлення поліморфізмів у ДНК та інші більш досконалі методи, що передбачають секвенування геному.

Найчастіше використовуються маркери

Серед найбільш використовуваних маркерів ми знаходимо такі:

- RFLP (поліморфізми довжини фрагмента рестрикції).

- AFLP (поліморфізми довжини ампліфікованого фрагмента).

- RAPD (випадкова ампліфікована поліморфна ДНК).

- Мікросателіти або SSR (повторення однієї послідовності).

- ASAP (праймери, пов'язані з конкретними алелями).

- SNPs (одиночні нуклеотидні поліморфізми).

Методи, що використовують секвенування та гібридизацію

А серед методик, що використовують специфічне секвенування та гібридизацію зондів, є:

- Послідовність за методом Сангера.

- Високопродуктивна генотипізація.

- есе «Золотий Гейт» Ілюміна.

- Генотипізація секвенуванням (ГБС).

- Тест TaqMan.

- Послідовність наступного покоління.

- Мікромаси.

- Послідовність цілого генома.

Список літератури

1. Griffiths, A., Wessler, S., Lewontin, R., Gelbart, W., Suzuki, D., & Miller, J. (2005). Вступ до генетичного аналізу (8-е видання). Фрімен, WH & Company.
2. Klug, W., Cummings, M., & Spencer, C. (2006). Поняття генетики (8-е видання). Нью-Джерсі: Пірсон Освіта.
3. Квак, П.-Й. (2001). Методи генотипування поодиноких нуклеотидних поліморфізмів. Ану. Преподобна Геноміка Гум. Генет. , 2 (11), 235–258.
4. Махнер, М., Карі, М. (1997). Що таке геноми, генотипи та фенотипи? А як щодо феноменів? Дж. Теор. Біол., 186, 55-63.
5. Mueller, UG та Wolfenbarger, LL (1999). AFLP генотипізація та дактилоскопія. Дерево, 14 (10), 389–394.
6. Національні інститути охорони здоров'я. Отримано 14 травня 2019 року з www.nih.gov/
7. Patel, DA, Zander, M., Dalton-morgan, J., & Batley, J. (2015). Успіхи генотипізації рослин: куди нас поведе майбутнє. У Дж. Батлі (Ред.), Генотипінг рослин: методи та протоколи (т. 1245, с. 1-11). Нью-Йорк: Springer Science + Business Media, Нью-Йорк.
8. Пірс, Б. (2012). Генетика: концептуальний підхід. Фрімен, WH & Company.
9. Шлейф, Р. (1993). Генетика та молекулярна біологія (2-е видання). Меріленд: Університетська преса Джона Хопкінса.
10. Тюммлер, Б. (2014). Методи генотипізації. У роботі A. Filloux & JL Ramos (ред.), Методи молекулярної біології (т. 1149, с. 33–47). Нью-Йорк.
11. Yang, W., Kang, X., Yang, Q., Lin, Y., & Fang, M. (2013). Огляд на розробку методів генотипування для оцінки різноманітності сільськогосподарських тварин. Journal of Animal Science and Biotechnology, 4 (2), 2–6.