GENOTIP: ZNAČILNOSTI, REAKCIJSKA NORMA, DOLOČITEV - BIOLOGIJA - 2026

Genotip je definiran kot niz genov (s svojimi alel), ki se koda za določeno lastnost ali značilnost, ki se razlikuje od drugih z določeno funkcijo ali zaporedju. Vendar ga nekateri avtorji opredelijo tudi kot del genoma, ki povzroča fenotip, ali kot alelno tvorbo organizma.

Čeprav sta sorodna, izraza genotip in fenotip nista isto. V tem smislu je fenotip opredeljen kot niz vidnih značilnosti organizma, ki so rezultat izražanja njegovih genov, genotip pa kot niz genov, ki povzroča določen fenotip.

Genotip in fenotip (Vir: Nacionalni inštitut za raziskovanje človeškega genoma prek Wikimedia Commons) Genotip je le eden izmed dejavnikov, ki sodelujejo pri vzpostavljanju fenotipa, saj vpliv okolja in drugih epigenetskih elementov, ki niso neposredno povezani z nukleotidnim zaporedjem, oblikujejo tudi vidne značilnosti posameznikov.

Tako imata dva organizma isti genotip, če imata enake genske skupine, vendar isto ne velja za dva organizma, ki imata očitno isti fenotip, saj so lahko podobne lastnosti produkt različnih genov.

Leta 1909 je danski botanik Wilhelm Johannsen v znanstveno knjigo prvič predstavil izraze genotip in fenotip v priročniku z naslovom "Elementi teorije o natančnem dedovanju", ki je bil izdelek vrsto poskusov, ki jih je izvedel s križanjem čistih črt ječmena in graha.

Njegova dela, verjetno navdihnjena s tistimi, ki jih je pred leti Gregorio Mendel, ki je veljal za "očeta genetike", omogočil razjasnitev, da genotip organizma povzroča fenotip skozi različne razvojne procese in pod vplivom okolje.

značilnosti

Genotip ni popolnoma enak genomu. Tukaj je razlika med obema konceptoma:

- "Genom" se nanaša na vse gene, ki jih je posameznik podedoval od svojih staršev in kako se ti porazdelijo na kromosome znotraj jedra.

- "Genotip" je izraz, ki se na primer nanaša na nabor genov in njihove različice, ki povzročajo določeno lastnost, po kateri se posameznik razlikuje znotraj populacije ali vrste.

Čeprav je skozi življenjsko zgodovino organizma nagnjen k spremembam zaradi mutacij, je genotip razmeroma nespremenljiva lastnost posameznikov, saj so v teoriji geni, ki se dedujejo, enaki od spočetja. do smrti.

V naravni populaciji imajo aleli, ki sestavljajo določen genotip, različne frekvence pojavljanja; to je, da se nekatere pojavljajo v populacijah bolj kot druge in to je med drugim povezano s širjenjem, okoljskimi razmerami, prisotnostjo drugih vrst itd.

Izraz "divji genotip" opredeljuje prvo alelno različico, ki jo najdemo v naravi, vendar se ne nanaša nujno na alel, ki ga najpogosteje najdemo znotraj populacije; in izraz "mutirani genotip" se običajno uporablja za opredelitev teh alelov, ki niso divji tip.

Za pisanje genotipa se običajno uporabljajo velike in male črke, da se razlikujejo med aleli, ki jih ima posameznik, bodisi homozigotični ali heterozigoti. Velike črke se uporabljajo za določitev prevladujočih alelov in malih črk za recesivne.

Genotip reakcijski standard

Posamezniki dedujejo gene od svojih staršev, ne pa tudi končnih izdelkov, ki jih dobijo iz njihovega izražanja, saj so ti odvisni od številnih zunanjih dejavnikov in od zgodovine njihovega razvoja.

V skladu s tem in sklicevanjem le na okoljske dejavnike lahko genotip povzroči več kot en fenotip. Nabor možnih "rezultatov" interakcije določenega genotipa z različnimi okolji je tisto, kar so znanstveniki poimenovali "norma reakcije genotipa".

Norma reakcije genotipa je torej nekakšna "kvantifikacija" ali registracija vidnih značilnosti, ki jih dobimo iz interakcij genotipa z določenimi okolji. Lahko se izrazi v grafih ali tabelah, ki "napovedujejo" možne izide.

Seveda je jasno, da se reakcijska norma nanaša le na delni genotip, delni fenotip in nekaj okoljskih dejavnikov, saj je v praksi zelo težko predvideti absolutno vse interakcije in vse njihove izide.

Kako se določi genotip?

Določitev genotipa ali "genotipizacije" organizma ali populacije posameznikov iste vrste ponuja veliko dragocenih informacij o njegovi evolucijski biologiji, populacijski biologiji, taksonomiji, ekologiji in genetski raznolikosti.

V mikroorganizmih, kot so bakterije in kvasovke, saj imajo večjo stopnjo razmnoževanja in mutacije kot večina večceličnih organizmov, določanje in poznavanje genotipa omogoča nadzor identitete kolonij v zbirkah, pa tudi določitev nekaterih značilnosti epidemiologija, ekologija in taksonomija iste.

Za določitev genotipa je treba pridobiti vzorce organizma, s katerim želite delati, vrste potrebnih vzorcev pa bodo odvisne od vsakega organizma. Na primer, pri živalih se lahko vzorci odvzamejo iz različnih tkiv: repa, ušes, blata, dlake ali krvi.

Genotip organizma je mogoče določiti eksperimentalno s pomočjo nekaterih sodobnih tehnik, ki bodo odvisne od genomske lokacije genov, ki jih je treba preučevati, proračuna in časa, enostavnosti uporabe in želene stopnje učinkovitosti.

Trenutno tehnike, ki se uporabljajo za genotipizacijo organizma, zelo pogosto vključujejo uporabo in analizo molekulskih markerjev za odkrivanje polimorfizmov v DNK in druge naprednejše tehnike, ki vključujejo sekvenciranje genoma.

Večina uporabljenih markerjev

Med najbolj uporabljenimi markerji najdemo naslednje:

- RFLP (polimorfizmi dolžine restriktivnih fragmentov).

- AFLP (polimorfizmi z ojačanimi fragmenti).

- RAPD (naključno amplificirana polimorfna DNA).

- Mikrosateliti ali SSR (eno zaporedje se ponavlja).

- ASAP (polnila, povezana s specifičnimi aleli).

- SNP (enojni nukleotidni polimorfizmi).

Tehnike, ki uporabljajo sekvenciranje in hibridizacijo

Med tehnikami, ki uporabljajo specifično sekvenco in hibridizacijo sonde, so:

- Sekvenciranje po metodi Sanger

- Visokozmogljiva genotipizacija.

- Illumin esej "GoldenGate".

- Genotipizacija s sekvenciranjem (GBS).

- TaqMan Test.

- Naslednje generacije.

- Mikrorasti.

- Sekvenciranje celotnega genoma.

Reference

1. Griffiths, A., Wessler, S., Lewontin, R., Gelbart, W., Suzuki, D., & Miller, J. (2005). Uvod v genetsko analizo (8. izdaja). Freeman, WH & Company.
2. Klug, W., Cummings, M., & Spencer, C. (2006). Pojmi genetike (8. izd.). New Jersey: Pearson Education.
3. Kwok, P.-Y. (2001). Metode za genotipiziranje enojnih nukleotidnih polimorfizmov. Annu Rev. Genomics Hum. Genet. , 2 (11), 235–258.
4. Mahner, M., & Kary, M. (1997). Kaj pravzaprav so genomi, genotipi in fenotipi? In kaj je s fenomeni? J. Theor. Biol., 186, 55–63.
5. Mueller, UG in Wolfenbarger, LL (1999). AFLP genotipizacija in prstni odtis. Drevo, 14 (10), 389–394.
6. Nacionalni inštituti za zdravje. Pridobljeno 14. maja 2019 s spletnega mesta www.nih.gov/
7. Patel, DA, Zander, M., Dalton-morgan, J., & Batley, J. (2015). Napredek v genotipizaciji rastlin: Kamor nas bo pripeljala prihodnost. V J. Batley (Ed.), Plant Genotyping: Methods and protocols (letnik 1245, str. 1-11). New York: Springer Science + Business Media, New York.
8. Pierce, B. (2012). Genetika: konceptualni pristop. Freeman, WH & Company.
9. Schleif, R. (1993). Genetika in molekularna biologija (2. izd.). Maryland: The Johns Hopkins University Press.
10. Tümmler, B. (2014). Metode genotipizacije. V A. Filloux in JL Ramos (ur.), Methods in Molecular Biology (Vol. 1149, str. 33–47). New York.
11. Yang, W., Kang, X., Yang, Q., Lin, Y., & Fang, M. (2013). Pregled razvoja genotipizacijskih metod za oceno raznolikosti domačih živali. Journal of Animal Science and Biotechnology, 4 (2), 2–6.