A генотип - это набор наследуемых генов организма, которые могут передаваться от родителей к потомству. Гены принимают участие в определении наблюдаемых характеристик (фенотип ) в организме, таких как цвет волос, рост и т. Д. Примером характеристики, определяемой генотипом, является цвет лепестков в горохе. Совокупность всех генетических возможностей для одного признака называется аллелями ; два аллеля цвета лепестков - пурпурный и белый.
Генотип - это один из трех факторов, определяющих фенотип. Два других - это факторы окружающей среды (не унаследованные) и эпигенетические (унаследованные) факторы. Не все люди с одним и тем же генотипом выглядят или ведут себя одинаково, потому что внешний вид и поведение изменяются в зависимости от условий окружающей среды и роста. Точно так же не все похожие организмы обязательно имеют один и тот же генотип. Обычно речь идет об индивидуальном генотипе в отношении конкретного гена, представляющего интерес, и комбинации аллелей, которые индивидуум несет (см. гомозиготный, гетерозиготный ). Генотипы часто обозначаются буквами, например Bb, где B обозначает один аллель, а b - другой.
Соматические мутации, которые приобретаются, а не наследуются, например, при раке, не являются частью генотипа человека. Поэтому ученые и врачи иногда говорят о генотипе конкретного рака, то есть болезни в отличие от больного.
Термин «генотип» был придуман датским ботаником Вильгельмом Йохансеном в 1903 году.
Любой конкретный ген обычно вызывает наблюдаемые изменения в организме, известные как фенотип. Термины генотип и фенотип различаются по крайней мере по двум причинам:
Простой пример, иллюстрирующий генотип как отличается от фенотипа цвет цветков у растений гороха (см. Грегор Мендель ). Существует три доступных генотипа: PP (гомозиготный доминант ), Pp (гетерозиготный) и pp (гомозиготный рецессивный). Все трое имеют разные генотипы, но первые два имеют тот же фенотип (фиолетовый), в отличие от третьего (белый).
Более техническим примером для иллюстрации генотипа является однонуклеотидный полиморфизм или SNP. SNP возникает, когда соответствующие последовательности ДНК от разных людей отличаются в одном основании ДНК, например, когда последовательность AAGCCTA изменяется на AAGCTTA. Он содержит два аллеля: C и T. SNP обычно имеют три генотипа, в общем обозначаемых AA Aa и aa. В приведенном выше примере тремя генотипами будут CC, CT и TT. Другие типы генетического маркера, такие как микросателлиты, могут иметь более двух аллелей и, следовательно, много разных генотипов.
Пенетрантность - это доля лиц, демонстрирующих определенный генотип в своем фенотипе при заданном наборе условий окружающей среды.
Различие между генотипом и фенотипом обычно наблюдается при изучении семейных моделей некоторых наследственных заболеваний или состояний, например гемофилии. Люди и большинство животных диплоидны ; таким образом, для любого данного гена существует два аллеля . Эти аллели могут быть одинаковыми (гомозиготными) или разными (гетерозиготными) в зависимости от человека (см. зигота ). При доминантном аллеле потомство гарантированно унаследует рассматриваемый признак независимо от второго аллеля.
В случае альбиноса с рецессивным аллелем (аа) фенотип зависит от другого аллеля (Аа, аА, аа или AA). У больного человека, спаривающегося с гетерозиготным индивидуумом (Aa или aA, также носитель), есть 50-50 шансов, что потомство будет фенотипом альбиноса. Если гетерозигота спаривается с другой гетерозиготой, вероятность передачи гена составляет 75%, и только 25% вероятность того, что ген будет отображаться. Гомозиготный доминантный (AA) индивидуум имеет нормальный фенотип и не имеет риска ненормального потомства. Гомозиготный рецессивный особь имеет ненормальный фенотип и гарантированно передает патологический ген потомству.
В случае гемофилии он связан с полом, поэтому переносится только на Х-хромосоме. Только самки могут быть носителями, у которых аномалия не проявляется. У этой женщины нормальный фенотип, но с незатронутым партнером вероятность передачи аномального гена своему потомству составляет 50 на 50. Если бы она спаривалась с мужчиной, больным гемофилией (другой носитель ), вероятность передачи этого гена составляла бы 75%.
Генотипирование - это процесс выяснения генотипа человека с помощью биологического анализа. Методы, также известные как генотипический анализ, включают ПЦР, анализ фрагментов ДНК, аллель-специфические олигонуклеотидные (ASO) зонды, секвенирование ДНК, и гибридизация нуклеиновой кислоты с ДНК-микрочипами или гранулами. Несколько распространенных методов генотипирования включают полиморфизм длины рестрикционного фрагмента (RFLP), концевой полиморфизм длины рестрикционного фрагмента (t-RFLP), полиморфизм длины амплифицированного фрагмента (AFLP), и мультиплексная амплификация зонда, зависимая от лигирования (MLPA).
Анализ фрагментов ДНК также может использоваться для определения вызывающих болезнь генетических аберраций, таких как микросателлитная нестабильность (MSI), трисомия или анеуплоидия и потеря гетерозиготности (LOH). MSI и LOH, в частности, были связаны с генотипами раковых клеток для рака толстой кишки, груди и рака шейки матки.
Наиболее распространенной хромосомной анеуплоидией является трисомия хромосомы 21, проявляющаяся как синдром Дауна. Текущие технологические ограничения обычно позволяют эффективно определять только часть генотипа человека.
Найдите генотип, фенотип, наследование, или геном в Викисловаре, бесплатном словаре. |
Викискладе есть носители, относящиеся к генотипам. |