Jakie są przyczyny genotypu i fenotypu?

Zawartość

• Genotyp
• Ekspresja genu
• Przyczyny genotypu
• Fenotyp

Genotyp i fenotyp opisują aspekty dyscypliny genetyki, czyli nauki o dziedziczności, genach i zmienności organizmów. Genotyp to pełny zakres informacji o dziedziczności organizmu, podczas gdy fenotyp odnosi się do obserwowalnych cech organizmu, takich jak struktura i zachowanie. DNA lub kwas dezoksyrybonukleinowy jest odpowiedzialny za genotyp i częściowo odpowiedzialny, wraz ze środowiskiem, za fenotyp.

Genotyp

DNA jest odziedziczoną substancją genetyczną przekazywaną z pokolenia na pokolenie. Jest to długa cząsteczka złożona z powtarzających się grup cukrowo-fosforanowych, w której jedna z czterech zasad nukleotydowych - azotowe pierścienie molekularne - wystaje z każdej grupy cukrowej. Kod genetyczny mapuje sekwencje trzech sąsiadujących zasad DNA, zwanych kodonami, na bloki budulcowe białek, aminokwasów. Komórki organizują i utrzymują DNA i powiązane białka w chromosomach. Każdy gatunek ma charakterystyczną liczbę chromosomów. Na przykład każda komórka ludzka, z wyjątkiem komórek płciowych, ma 46 chromosomów - liczbę diploidalną - zapakowanych w 23 pary. Po reprodukcji seksualnej dziedziczysz jeden zestaw 23 sztuk od każdego rodzica. Komórki płciowe mają jeden zestaw chromosomów - liczbę haploidalną - które łączą się i tworzą pary po zapłodnieniu, przywracając w ten sposób liczbę diploidalną. Zwierzęta bezpłciowe, takie jak bakterie, zwykle mają tylko jeden chromosom, chociaż mogą przechowywać kilka dodatkowych kopii pojedynczego chromosomu i mogą mieć dodatkowe fragmenty DNA zwane plazmidami. Zanim komórka będzie mogła się podzielić, musi wykonać kopię swojego DNA, aby mogła rozprowadzić pełny genotyp do każdej komórki potomnej.

Ekspresja genu

Geny to części chromosomów, które zawierają kod do wytwarzania białek. Tylko część każdego chromosomu koduje białka - u ludzi 98 procent nieruchomości chromosomowych wykonuje inne zadania, takie jak tworzenie strukturalnego kwasu rybonukleinowego (RNA), kontrolowanie operacji genów lub, w przypadku śmieciowego DNA, po prostu zajmowanie przestrzeni . Twój genotyp to suma informacji zawartych w twoich genach. Białka są odpowiedzialne za twoje cechy fizyczne i, jako enzymy, za twoją aktywność biochemiczną. Dlatego ekspresja genów jako białek reguluje dużą część twojego fenotypu. Czynniki środowiskowe mogą wpływać na ekspresję genów, strukturę fizyczną, inteligencję i zachowanie. Organizmy diploidalne mają dwie kopie lub każdy gen, zwane allelami, a względna aktywność każdego allelu wpływa na fenotyp organizmu.

Przyczyny genotypu

Nikt nie wie, w jaki sposób DNA stał się uniwersalnym nośnikiem kodu genetycznego, a nawet jak powstał kod genetyczny. Wielu naukowców przypisuje hipotezę światową RNA, w której RNA odegrał główną rolę genetyczną u najwcześniejszych żywych stworzeń na Ziemi, kiedy substancje chemiczne po raz pierwszy zorganizowały się w formy życia. W pewnym momencie DNA przejęło tę kluczową rolę. Organizmy rozwinęły zdolność do replikacji swoich cząsteczek DNA, dystrybuowania kopii do potomstwa i zachowania zawartości informacyjnej DNA przez pokolenia. Ewolucja, pobudzona przez adaptację do środowiska, mutację, selekcję naturalną i przetrwanie najsilniejszych, prowadzi do bardziej złożonych gatunków o większych genotypach. Chociaż naukowcy dogłębnie rozumieją procesy utrzymujące genotyp gatunku, takie jak replikacja DNA, ekspresja i reprodukcja genów, podstawowa przyczyna powstania życia i genotypów pozostaje tajemnicą.

Fenotyp

Fenotyp, taki jak kolor włosów i oczu, wyraża się częściowo w procesach transkrypcji i translacji. Podczas transkrypcji komórka kopiuje informację zakodowaną w genie do cząsteczki informacyjnego RNA (mRNA). Translacja to proces, w którym komórka syntetyzuje białka poprzez odczytywanie nici mRNA i łączenie ze sobą odpowiednich aminokwasów. Wiele wyrafinowanych mechanizmów ewoluowało w celu kontrolowania, które geny są wyrażane w różnych komórkach, tkankach i narządach, gdy występuje ekspresja, i które allele dominują nad innymi allelami. Na przykład, jeśli masz jeden allel dla brązowych oczu i jeden allel dla niebieskich oczu, będziesz miał brązowe oczy, ponieważ gen brązowookiego jest dominujący. Chociaż fenotyp jest w dużej mierze oparty na genotypie, wiele czynników, w tym środowisko, urazy, choroby i doświadczenie, może mieć ogromny wpływ na fenotyp danej osoby. Na przykład prenatalny niedobór żywieniowy może zakłócać ekspresję genów lub aktywność enzymów podczas rozwoju, powodując trwałą zmianę fenotypu organizmu.