Генотип и фенотип

Важными понятиями в генетике являются понятия генотипа и фенотипа. Генотип — это система генов организма, которые проявляются в фенотипе. Словосочетание «система генов» используется потому, что большинство признаков возникают в результате взаимодействия генов. Генотип является наследственной основой организма. Он контролирует формирование всех его признаков, то есть его фенотипа.

Фенотип — это система внешних и внутренних признаков организма, сформировавшихся в результате реализации наследственной информации в конкретных условиях среды (рис. 28.1). Границы, в которых меняются фенотипические проявления генотипа, называются нормой реакции.

Аллели

Очень важным для понимания основ генетики является понятие аллеля. С точки зрения генетики, аллель является одним из возможных вариантов проявления гена. К примеру, у гена, отвечающего за окраску семян гороха, два варианта (аллеля). Один из них обеспечивает желтую окраску семян, а другой — зеленую. Существуют гены, которые представлены только одним вариантом (аллелем). Есть также гены с двумя, тремя или многими аллелями.

Достаточное увлажнение

Недостаточное увлажнение

Рис. 28.1. Влияние условий среды на развитие признаков организма: рост в различных условиях увлажнения

Рис. 28.2. Размещение аллелей одного гена в гомологичных хромосомах

Рис. 28.3. Внешнее проявление действия доминантного и рецессивного аллелей у особей с разным генотипом

Как вы знаете, каждый ген расположен в определенном участке одной из хромосом (этот участок называют локусом этого гена). В конкретной хромосоме может располагаться только один из вариантов (аллелей) этого гена. Но, как вы знаете, в ядрах эукариот содержатся по две одинаковые (гомологичные) хромосомы. Поэтому в каждой клетке есть по два экземпляра каждого гена (рис. 28.2).

Если гомологичные хромосомы особи содержат одинаковые аллели определенного гена, ее называют гомозиготой по этому гену (от греч. gomo — одинаковый), если разные — гетерозиготой (от греч. getero — разный). Например, если оба аллеля гена обеспечивают желтую окраску семян гороха, то такое растение будет гомозиготным по гену окраски семян. Если один аллель обеспечивает желтую окраску, а второй — зеленую, то такое растение будет гетерозиготным по этому гену.

Аллели одного гена могут взаимодействовать между собой. При этом один из них может не проявлять свое действие в присутствии другого или проявлять неполностью. Различают два типа аллелей — доминантный и рецессивный.

Доминантный аллель — это аллель, который проявляется в фенотипе гетерозиготного организма. Рецессивный аллель — это аллель, который не проявляется в фенотипе гетерозиготного организма. Например, если растение является гетерозиготой по гену окраски цветка, то есть содержит два аллеля гена окраски цветка — сиреневый и белый, и аллель сиреневого цвета является доминантным, то цветок будет иметь сиреневую окраску. А если растение будет гомозиготой по рецессивному аллелю, то цветок будет белым (рис. 28.3, с. 111).

Методы генетических исследований

Генетика использует много методов для проведения исследований. У некоторых из них очень давняя история, а некоторые возникли совсем недавно.

Методы генетических исследований

Мал 28.4. Фрэнсис Гальтон (1822-1911)

Гибридологический метод исследований люди использовали задолго до появления генетики как науки. Еще до нашей эры на Ближнем Востоке существовала практика искусственного опыления финиковых пальм. Применяли этот метод и позже.

До открытия законов Менделя было выведено много пород животных и сортов растений. И во многих случаях для их создания применяли гибридизацию.

У генеалогического метода также давняя история. В период средневековья в странах Европы было накоплено много материала по родословным лошадей и собак различных пород.

Близнецовый метод был предложен Ф. Гальтоном (рис. 28.4) во второй половине XIX века. А биохимический, цитогенетический и популяционно-статистический методы вошли в научную практику уже в XX веке, после того как появились соответствующие технологии биохимического и математического анализа и окрашивания хромосом. Методы генетической инженерии начали разрабатывать во второй половине XX века.

Система генов организма, которые проявляются в фенотипе, называется генотипом, а система внешних и внутренних признаков организма, сформировавшихся в результате реализации наследственной информации в конкретных условиях среды, — фенотипом. Гены могут проявляться в нескольких различных вариантах (аллелях). Различают два типа аллелей — доминантный (проявляется в гетерозиготном состоянии) и рецессивный (не проявляется в гетерозиготном состоянии). В генетических исследованиях используют следующие методы: гибридологический, генеалогический, цитогенетический, биохимический и другие.