Genotypekarakteristika, reaktionsnorm, bestemmelse

4265
David Holt

Det genotype Det er defineret som det sæt af gener (med deres alleler), der koder for et bestemt træk eller en bestemt egenskab, der adskiller sig fra andre ved en specifik funktion eller sekvens. Imidlertid definerer nogle forfattere det også som den del af genomet, der giver anledning til fænotypen eller som en organisms allelkonstitution.

Selvom de er relaterede, er udtrykkene genotype og fænotype ikke den samme ting. I denne forstand defineres fænotype som det sæt af synlige egenskaber ved en organisme, der er resultatet af ekspressionen af ​​dens gener, og genotypen som det sæt af gener, der giver anledning til en bestemt fænotype..

Genotype og fænotype (Kilde: National Human Genome Research Institute [Public domain] via Wikimedia Commons)
Genotypen er kun en af ​​de faktorer, der er involveret i etableringen af ​​fænotypen, da indflydelse fra miljøet og andre epigenetiske elementer, der ikke er direkte relateret til nukleotidsekvensen, også former de synlige egenskaber hos individer..

Således har to organismer den samme genotype, hvis de deler de samme gensæt, men det samme er ikke tilfældet for to organismer, der tilsyneladende deler den samme fænotype, da lignende egenskaber kan være produktet af forskellige gener..

Det var den danske botaniker Wilhelm Johannsen, i 1909, der først introducerede udtrykkene genotype og fænotype i videnskaben i en lærebog med titlen "Elementerne i en teori om nøjagtig arv ", som var produktet af en række eksperimenter, han udførte på kryds af rene byg og ærter.

Hans værker, sandsynligvis inspireret af dem, der blev lavet et par år tidligere af Gregorio Mendel, betragtes som "far til genetik”, Tillod ham at præcisere, at genotypen på en organisme giver anledning til fænotypen gennem forskellige udviklingsprocesser og under påvirkning af miljøet.

Artikelindeks

  • 1 Funktioner
  • 2 Genotype reaktionsnorm
  • 3 Hvordan bestemmes genotypen?
    • 3.1 Mest anvendte markører
    • 3.2 Teknikker, der anvender sekventering og hybridisering
  • 4 Referencer

Egenskaber

Genotypen er ikke nøjagtigt den samme som genomet. Her er sondringen mellem de to begreber:

- "Genom" henviser til alle de gener, som et individ har arvet fra deres forældre, og hvordan disse fordeles på kromosomerne i kernen..

- "Genotype" er udtrykket brugt til at henvise for eksempel til det sæt af gener og deres varianter, der giver anledning til et bestemt træk, hvorfra en person skelnes inden for en population eller en art.

Selvom det er tilbøjeligt til at gennemgå ændringer på grund af mutationer gennem en organisms livshistorie, er genotypen et relativt ufravigeligt træk for enkeltpersoner, da de teoretiske gener er de samme fra undfangelse til døden..

I en naturlig population har de alleler, der udgør en given genotype, forskellige udseendefrekvenser; det vil sige, at nogle forekommer i populationer mere end andre, og dette er blandt andet relateret til distribution, miljøforhold, tilstedeværelsen af ​​andre arter osv..

Udtrykket "genotype vild"Definerer den første allelvariant, der findes i naturen, men henviser ikke nødvendigvis til den allel, der hyppigst findes i en population; og udtrykket "genotype mutant”Bruges ofte til at definere andre alleler end naturen.

For at skrive en genotype bruges normalt store og små bogstaver for at skelne mellem de alleler, som et individ har, hvad enten det er homozygot eller heterozygot. Store bogstaver bruges til at definere dominerende alleler og små bogstaver for recessive..

Genotype reaktionsstandard

Enkeltpersoner arver gener fra deres forældre, men ikke de endelige produkter, der fås fra deres udtryk, fordi disse afhænger af mange eksterne faktorer og deres udviklingshistorie..

I overensstemmelse med dette og kun henviser til miljøfaktorer kan en genotype give anledning til mere end en fænotype. Sættet af mulige "resultater" af interaktionen mellem en bestemt genotype og forskellige miljøer er, hvad forskere har kaldt "genotype reaktionsnorm".

Normen for en genotypes reaktion er derefter en slags "kvantificering" eller registrering af de synlige egenskaber, der opnås ved interaktioner mellem en genotype og visse miljøer. Det kan udtrykkes som grafer eller tabeller, der "forudsiger" de mulige resultater.

Det er selvfølgelig klart, at reaktionsnormen kun henviser til en delvis genotype, en delvis fænotype og et par miljøfaktorer, da det i praksis er meget vanskeligt at forudsige absolut alle interaktioner og alle resultaterne af disse..

Hvordan bestemmes genotypen?

Bestemmelse af genotypen eller "genotypebestemmelse" af en organisme eller en population af individer af den samme art giver en masse værdifuld information om dens evolutionære biologi, dens befolkningsbiologi, dens taksonomi, dens økologi og dens genetiske mangfoldighed..

I mikroorganismer som bakterier og gær, da de har højere multiplikations- og mutationshastigheder end de fleste flercellede organismer, bestemmer og kender genotypen det muligt at kontrollere kolonienes identitet i samlingerne samt etablere nogle karakteristika ved epidemiologi, økologi og taksonomi af det samme.

For at bestemme genotypen er det nødvendigt at få prøver af organismen, som man ønsker at arbejde med, og de typer prøver, der er nødvendige, afhænger af hver organisme. Hos dyr kan der for eksempel tages prøver af forskellige væv: halen, ører, afføring, hår eller blod.

Genotypen på en organisme kan bestemmes eksperimentelt takket være brugen af ​​nogle moderne teknikker, der vil afhænge af den genomiske placering af de gener, der skal undersøges, budgettet og tiden, brugervenligheden og den ønskede ydeevne..

I øjeblikket inkluderer de teknikker, der anvendes til genotypebestemmelse af en organisme, meget ofte anvendelse og analyse af molekylære markører til at detektere polymorfier i DNA og andre mere avancerede teknikker, der involverer genom-sekventering..

Mest anvendte markører

Blandt de mest anvendte markører finder vi følgende:

- RFLP'er (restriktionsfragmentlængde polymorfier).

- AFLP'er (Amplified Fragment Length Polymorphisms).

- RAPD'er (tilfældigt amplificeret polymorf DNA).

- Mikrosatellitter eller SSR'er (gentagelser af enkelt sekvens).

- ASAP'er (primere forbundet med specifikke alleler).

- SNP'er (enkelt nukleotid polymorfier).

Teknikker, der bruger sekventering og hybridisering

Og blandt de teknikker, der bruger sekventering og hybridisering af specifikke prober, er:

- Sekventering efter Sanger-metoden.

- Genotypebestemmelse med høj kapacitet.

- Test "Gylden port”Fra Illumina.

- Genotypebestemmelse efter sekventering (GBS).

- TaqMan-analyse.

- Næste generations sekventering.

- Microarrays.

- Hele genom-sekventering.

Referencer

  1. Griffiths, A., Wessler, S., Lewontin, R., Gelbart, W., Suzuki, D., & Miller, J. (2005). En introduktion til genetisk analyse (8. udgave). Freeman, W. H. & Company.
  2. Klug, W., Cummings, M., & Spencer, C. (2006). Begreber for genetik (8. udgave). New Jersey: Pearson Education.
  3. Kwok, P.-Y. (2001). Metoder til genotypebestemmelse af enkle nukleotidpolymorfier. Annu. Præsten Genomics Hum. Genet., to(11), 235-258.
  4. Mahner, M., & Kary, M. (1997). Hvad er nøjagtigt genomer, genotyper og fænotyper? Og hvad med fænomener? J. Theor. Biol., 186, 55-63.
  5. Mueller, U. G., & Wolfenbarger, L. L. (1999). AFLP genotypebestemmelse og fingeraftryk. Træ, 14(10), 389-394.
  6. National Institutes of Health. Hentet 14. maj 2019 fra www.nih.gov/
  7. Patel, D. A., Zander, M., Dalton-morgan, J. og Batley, J. (2015). Fremskridt inden for plantegenotypebestemmelse: Hvor fremtiden vil tage os. I J. Batley (red.), Plantegenotypebestemmelse: Metoder og protokoller (Bind 1245, s. 1-11). New York: Springer Science + Business Media, New York.
  8. Pierce, B. (2012). Genetik: En konceptuel tilgang. Freeman, W. H. & Company.
  9. Schleif, R. (1993). Genetik og molekylærbiologi (2. udgave). Maryland: Johns Hopkins University Press.
  10. Tümmler, B. (2014). Genotypebestemmelsesmetoder. I A. Filloux & J. L. Ramos (red.), Metoder i molekylærbiologi (Bind 1149, s. 33-47). New York.
  11. Yang, W., Kang, X., Yang, Q., Lin, Y., & Fang, M. (2013). Gennemgang af udviklingen af ​​genotypemetoder til vurdering af husdyrs mangfoldighed. Journal of Animal Science and Biotechnology, 4(2), 2-6.

Endnu ingen kommentarer