GENOTYPE: KENMERKEN, REACTIENORM, BEPALING - BIOLOGIE - 2026

Het genotype wordt gedefinieerd als de set genen (met hun allelen) die coderen voor een bepaald kenmerk of kenmerk, die zich van anderen onderscheiden door een specifieke functie of sequentie. Sommige auteurs definiëren het echter ook als het deel van het genoom dat aanleiding geeft tot het fenotype of als de allelische samenstelling van een organisme.

Hoewel gerelateerd, zijn de termen genotype en fenotype niet hetzelfde. In die zin wordt fenotype gedefinieerd als de reeks zichtbare kenmerken van een organisme die het resultaat zijn van de expressie van zijn genen, en het genotype als de reeks genen die aanleiding geven tot een bepaald fenotype.

Genotype en fenotype (Bron: National Human Genome Research Institute via Wikimedia Commons) Het genotype is slechts een van de factoren die betrokken zijn bij het vaststellen van het fenotype, aangezien de invloed van de omgeving en andere epigenetische elementen die niet direct verband houden met de nucleotidesequentie, ze geven ook vorm aan de zichtbare kenmerken van individuen.

Twee organismen hebben dus hetzelfde genotype als ze dezelfde genenpools delen, maar hetzelfde geldt niet voor twee organismen die blijkbaar hetzelfde fenotype delen, aangezien vergelijkbare kenmerken het product kunnen zijn van verschillende genen.

Het was de Deense botanicus Wilhelm Johannsen die in 1909 de termen genotype en fenotype voor het eerst in de wetenschap introduceerde in een leerboek met de titel 'The elements of a theory of exact inheritance', dat het product was van een reeks experimenten die hij uitvoerde met het kruisen van zuivere rijen gerst en erwten.

Zijn werken, waarschijnlijk geïnspireerd door de werken die een paar jaar eerder door Gregorio Mendel werden uitgevoerd en die als de 'vader van de genetica' worden beschouwd, lieten hem toe om te verduidelijken dat het genotype van een organisme aanleiding geeft tot het fenotype door verschillende ontwikkelingsprocessen en onder invloed van milieu.

kenmerken

Het genotype is niet precies hetzelfde als het genoom. Hier is het onderscheid tussen de twee concepten:

- "Genoom" verwijst naar alle genen die een individu van zijn ouders heeft geërfd en hoe deze zijn verdeeld over de chromosomen in de kern.

- "Genotype" is de term die wordt gebruikt om bijvoorbeeld te verwijzen naar de reeks genen en hun varianten die aanleiding geven tot een bepaalde eigenschap, waarvan een individu wordt onderscheiden binnen een populatie of een soort.

Hoewel het de neiging heeft veranderingen te ondergaan als gevolg van mutaties gedurende de hele levensgeschiedenis van een organisme, is het genotype een relatief onveranderlijke eigenschap van individuen, aangezien de genen die worden geërfd in theorie dezelfde zijn vanaf de conceptie. tot de dood.

In een natuurlijke populatie hebben de allelen waaruit een bepaald genotype bestaat een verschillende frequentie van voorkomen; dat wil zeggen dat sommige meer in populaties voorkomen dan andere en dit houdt onder meer verband met verspreiding, omgevingsomstandigheden, de aanwezigheid van andere soorten, enz.

De term "wild genotype" definieert de eerste allelvariant die in de natuur wordt gevonden, maar verwijst niet noodzakelijkerwijs naar het allel dat het vaakst wordt aangetroffen in een populatie; en de term "mutant genotype" wordt algemeen gebruikt om die allelen anders dan wildtype te definiëren.

Om een ​​genotype te schrijven, worden meestal hoofdletters en kleine letters gebruikt om onderscheid te maken tussen de allelen die een individu bezit, of ze nu homozygoot of heterozygoot zijn. Hoofdletters worden gebruikt om dominante allelen te definiëren en kleine letters voor recessieve.

Genotype reactie standaard

Individuen erven genen van hun ouders, maar niet de eindproducten die uit hun expressie worden verkregen, omdat deze afhankelijk zijn van vele externe factoren en van de geschiedenis van hun ontwikkeling.

In overeenstemming hiermee en alleen verwijzend naar omgevingsfactoren, kan een genotype aanleiding geven tot meer dan één fenotype. De reeks mogelijke "uitkomsten" van de interactie van een specifiek genotype met verschillende omgevingen is wat wetenschappers de "genotype-reactienorm" hebben genoemd.

De norm van reactie van een genotype is dan een soort "kwantificering" of registratie van de zichtbare kenmerken die worden verkregen uit de interacties van een genotype met bepaalde omgevingen. Het kan worden uitgedrukt in grafieken of tabellen die de mogelijke uitkomsten "voorspellen".

Het is natuurlijk duidelijk dat de reactienorm alleen verwijst naar een gedeeltelijk genotype, een gedeeltelijk fenotype en enkele omgevingsfactoren, aangezien het in de praktijk erg moeilijk is om absoluut alle interacties en alle uitkomsten ervan te voorspellen.

Hoe wordt het genotype bepaald?

Het bepalen van het genotype of "genotypering" van een organisme of een populatie van individuen van dezelfde soort, levert veel waardevolle informatie op over de evolutionaire biologie, populatiebiologie, taxonomie, ecologie en genetische diversiteit.

In micro-organismen zoals bacteriën en gisten, aangezien ze hogere vermenigvuldigings- en mutatiesnelheden hebben dan de meeste meercellige organismen, maakt het bepalen en kennen van het genotype het mogelijk om de identiteit van de kolonies in de collecties te controleren, evenals om enkele kenmerken van epidemiologie, ecologie en taxonomie van hetzelfde.

Om het genotype te bepalen, is het nodig om monsters te verkrijgen van het organisme waarmee u wilt werken, en het soort monsters dat nodig is, is afhankelijk van elk organisme. Bij dieren kunnen bijvoorbeeld monsters worden genomen uit verschillende weefsels: de staart, oren, uitwerpselen, haar of bloed.

Het genotype van een organisme kan experimenteel bepaald worden dankzij het gebruik van enkele moderne technieken, die afhangen van de genomische locatie van de te bestuderen genen, het budget en de tijd, het gebruiksgemak en de mate van prestatie die gewenst is.

Momenteel omvatten de technieken die worden gebruikt voor de genotypering van een organisme, heel vaak het gebruik en de analyse van moleculaire merkers om polymorfismen in het DNA te detecteren en andere meer geavanceerde technieken waarbij genoomsequentiebepaling betrokken is.

Meest gebruikte markers

Onder de meest gebruikte markers vinden we de volgende:

- RFLP's (polymorfismen met restrictiefragmentlengte).

- AFLP's (geamplificeerde fragmentlengtepolymorfismen).

- RAPD's (willekeurig geamplificeerd polymorf DNA).

- Microsatellieten of SSR's (herhalingen van enkele sequenties).

- ASAPs (primers geassocieerd met specifieke allelen).

- SNP's (single nucleotide polymorfismen).

Technieken die sequencing en hybridisatie gebruiken

En onder de technieken die specifieke probe-sequencing en hybridisatie gebruiken, zijn:

- Sequencing volgens de Sanger-methode.

- Hoogwaardige genotypering.

- Illumina's "GoldenGate" essay.

- Genotypering door middel van sequencing (GBS).

- TaqMan-test.

- Volgende generatie sequencing.

- Microarrays.

- Volledige genoomsequentie.

Referenties

1. Griffiths, A., Wessler, S., Lewontin, R., Gelbart, W., Suzuki, D., & Miller, J. (2005). Een inleiding tot genetische analyse (8e ed.). Freeman, WH & Company.
2. Klug, W., Cummings, M., & Spencer, C. (2006). Concepts of Genetics (8e ed.). New Jersey: Pearson Education.
3. Kwok, P.-Y. (2001). Methoden voor het genotyperen van enkelvoudige nucleotide-polymorfismen. Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. , 2 (11), 235-258.
4. Mahner, M., en Kary, M. (1997). Wat zijn precies genomen, genotypen en fenotypes? En hoe zit het met fenomen? J. Theor. Biol., 186, 55-63.
5. Mueller, UG en Wolfenbarger, LL (1999). AFLP-genotypering en vingerafdrukken. Boom, 14 (10), 389-394.
6. National Institutes of Health. Opgehaald 14 mei 2019, via www.nih.gov/
7. Patel, DA, Zander, M., Dalton-morgan, J., & Batley, J. (2015). Vooruitgang in plantgenotypering: waar de toekomst ons zal brengen. In J. Batley (Ed.), Plant Genotyping: Methods and Protocols (Deel 1245, blz. 1-11). New York: Springer Science + Business Media, New York.
8. Pierce, B. (2012). Genetica: een conceptuele benadering. Freeman, WH & Company.
9. Schleif, R. (1993). Genetica en moleculaire biologie (2e ed.). Maryland: The Johns Hopkins University Press.
10. Tümmler, B. (2014). Genotyperingsmethoden. In A. Filloux & JL Ramos (Eds.), Methods in Molecular Biology (Vol. 1149, pp. 33-47). New York.
11. Yang, W., Kang, X., Yang, Q., Lin, Y., & Fang, M. (2013). Evaluatie van de ontwikkeling van genotyperingsmethoden voor het beoordelen van de diversiteit van landbouwhuisdieren. Journal of Animal Science and Biotechnology, 4 (2), 2–6.