В этой статье мы рассмотрим один из важнейших элементов организма, образующий структуру наследственной информации на молекулярном уровне – генотип. Эта совокупность фрагментов, образованная нуклеотидами, пятиуглеродным сахаром и остатками фосфорной кислоты и создающая последовательности аминокислот, отвечает за проявление всех признаков живого организма.
Введение
Генотип – это совокупность генов конкретного индивида. Это понятие отличается от генофонда тем, что характеризует лишь конкретную особь. Говоря в более узком понимании, генотип – это комбинации аллельных генов или их локусов у определенного живого существа и вирусов. Генотип посредством взаимодействия с внешним рядом факторов создает фенотип. Это при том, что 2 особи с разной генетической информацией будут обладать одинаковым фенотипическим признаком, а особь с идентичным генотипом способна проявлять разные признаки при смене условий.
Термин генотипа, а также гена и фенотипа, ввел в оборот научной речи генетик В. Л. Иогансен (1909 г.) в книге об элементах точного учения о наследственности (Elemente der Exakten Erblichkeits Lehre).
Взаимосвязанная информация
Что обычно подразумевают под генотипом? Это совокупность генов, отвечающих за хранение наследственной информации о нас. Они являются основой наследственной информации.
Фенотип – это все признаки и свойства организма, которые выражаются в ходе индивидуального роста и развития в определенном климате, условиях загрязнения или чистоты и т. д. и являются следствием взаимной работы с информацией, записанной в генотипе.
Модификации
Генотип – это совокупность признаков, выраженных в генах. Он тесно связан с протеканием изменчивости – явления, наблюдаемого при взаимодействии изменяющейся окружающей среды с наследственной информацией. На ее основе появилось генетическое различие в формах данных. Выделяют следующие разновидности изменчивости: фенотипический (модификационный) и мутационный (генетический) тип.
Процессы модификационной изменчивости не задевают генотип, а основываются на реагировании одного и того же наследственного генокода в ответ на изменения условий. Используя оптимальные факторы внутренней и внешней среды, можно определить максимальный удел возможностей генотипа на конкретный момент времени.
Проявление модификационной изменчивости происходит лишь в количественном или качественном отклонении от изначальной формы, и она не передается в качестве наследственной информации, а является только приспособительным средством. Примером может служить кожная пигментация у людей, пребывающих под ультрафиолетовыми лучами или увеличение развития мышечной массы в ответ на применение регулярных физических нагрузок. Генотип человека – это средство формирования нашего фенотипа, и он не передается по наследству, что в первую очередь обусловлено половым размножением.
Норма реакции
Существует понятие нормы реакции, которое определяет степень варьирования признаков у индивидуального организма. Другими словами, это предел возможностей модификационной изменчивости. Образование фенотипа происходит благодаря взаимодействию между генотипом и рядом факторов внутренней и окружающей среды.
Понятие генетической изменчивости
Генотип – это совокупность фрагментов, которые именуются генами. В это понятие входит термин генетической изменчивости. Такая форма изменений признаков разделяется на комбинативную и мутационную.
Изменчивость комбинативного характера происходит вследствие обмена идентичными (гомологичными) фрагментами хромосом. Это явление происходит в ходе мейоза – полового размножения клеток. Ключевыми процессами являются:
- Независимое расхождение хромосомных структур в ходе мейотического деления.
- Произвольное объединение хромосом в процессе оплодотворения.
- Протекание конъюгации (процесса, в котором гомологичные хромосомы обмениваются участками).
О мутации
Изменение генотипа – это процесс трансформации последовательностей в записи особых компонентов ДНК, отвечающих за хранение данных о белках и различных видах РНК. Мутационная изменчивость является основой процесса изменения. К мутациям относят ряд скачкообразных и устойчивых изменений в наследственных единицах – генах. Они влекут за собой наследственное изменение признаков, передаваемых дочернему организму. Также мутации не связаны с явлением скрещивания или генной рекомбинацией и передаются в качестве наследственной информации.
Мутацией можно назвать изменение генотипа. Это явление делится на два вида: генный и хромосомный. Хромосомная мутация основывается на изменении ее структуры. Примером служит изменение кратности хромосомы гаплоидному набору. Гетероплоидия приводит к синдрому Дауна (47 х.) или синдрому Шерешевского-Тернера (45 х., а одна Х-хромосома отсутствует).
Мутации генов влияют на структуру самого гена и приводят к изменению качественных характеристик организма. Примером могут служить такие болезни: гемофилия, дальтонизм, альбинизм и т. д. Такой вид изменения информации, заключенной в ДНК, наблюдается в клетках как соматического, так и полового типа, однако по наследству передаются только генеративные мутации. Они связаны с изменением информации в сперматозоидах, спермиях и яйцеклетках.
Итак, мы можем подытожить, что определение генотипа – это набор и общая совокупность всех генных участков. У организмов, размножающихся половым путем, клетки содержат в большинстве случаев два аллеля одного и того же признака, за исключением некоторых особо важных белков и т. п. Они делятся на доминантные и рецессивные и являются важными компонентами процесса эволюционного развития и человека, и генотипа.
Генотип и вирусы
Существует особая форма жизни – вирусы. Это организмы, которые могут проявлять свойства живого, лишь попадая в другой живой организм. Они ведут паразитический образ жизни, а примером могут служить аденовирус, ВИЧ, ВПЧ. Генотип – это данные об организме, которые имеются не только у клеточных форм жизни, но и внеклеточных.
Определение генотипа вируса является крайне важным трудом, так как он позволяет определить самые эффективные меры борьбы и противодействия ему.