תוֹכֶן
הגנוטיפ והפנוטיפ מתארים היבטים של תחום הגנטיקה שהוא מדע התורשה, הגנים והשונות באורגניזמים. הגנוטיפ הוא מלוא היקף המידע התורשתי של האורגניזם, ואילו הפנוטיפ מתייחס לתכונות הניתנות לצפייה של אורגניזם, כמו מבנה והתנהגות. ה- DNA, או חומצה deoxyribonucleic, אחראי לגנוטיפ ואחראי בחלקו, יחד עם הסביבה, לפנוטיפ.
גנוטיפ
ה- DNA הוא החומר הגנטי שעבר בירושה המועבר מדור לדור. זוהי מולקולה ארוכה המורכבת מקבוצות חוזרות של סוכר-פוספט בהן אחד מארבעה בסיסים של נוקליאוטידים - טבעות מולקולריות חנקניות - תלוי מכל קבוצת סוכר. הקוד הגנטי ממפה רצפים של שלושה בסיסי DNA סמוכים, המכונים קודונים, לאבני הבניין של חלבונים, חומצות אמינו. תאים מארגנים ומתחזקים DNA וחלבונים נלווים בכרומוזומים. לכל מין מספר מאפיין של כרומוזומים. לדוגמא, לכל תא אנושי, למעט תאי מין, יש 46 כרומוזומים - המספר הדיפלואידי - ארוזים כ 23 זוגות. אתה יורש קבוצה אחת של 23 מכל הורה דרך רבייה מינית. לתאי המין קבוצה יחידה של כרומוזומים - המספר הפועל - שמתמזגים ויוצרים זוגות לאחר ההפריה ובכך משחזרים את המספר הדיפלואידי. יצורים א-מיניות, כמו חיידקים, בדרך כלל מכילים כרומוזום אחד בלבד, אם כי הם עשויים לשמור על כמה עותקים נוספים של הכרומוזום הבודד וייתכן שיש להם קטעי DNA נוספים הנקראים פלסמידות. לפני שתא יכול להתחלק, עליו להכין עותק של ה- DNA שלו כך שיוכל להפיץ את כל הגנוטיפ לכל תא בת.
ביטוי גנים
גנים הם חלקי הכרומוזומים המכילים את הקוד לייצור חלבונים. רק חלק מכל קודי כרומוזום לחלבונים - אצל בני אדם, 98 אחוז מהנדל"ן הכרומוזומלי מבצע כמה משימות אחרות, כמו יצירת חומצה ריבונוקלאית מבנית (RNA), שליטה על פעולת הגנים, או במקרה של DNA זבל, פשוט תפיסת שטח . הגנוטיפ שלך הוא סך כל המידע בגנים שלך. חלבונים אחראים לתכונות הגופניות שלך, וכאנזימים, לפעילויות הביוכימיות שלך. לכן ביטוי הגנים כחלבונים שולט בחלק גדול מהפנוטיפ שלך. גורמים סביבתיים יכולים להשפיע על ביטוי גנים, מבנה גופני, אינטליגנציה והתנהגות. לאורגניזמים בדיפלואידים שני עותקים או כל גן, המכונים אללים, והפעילות היחסית של כל אלל משפיעה על הפנוטיפ של האורגניזם.
הסיבות לגנוטיפ
איש אינו יודע כיצד ה- DNA הפך לנשא האוניברסלי של הקוד הגנטי, או אכן כיצד נוצר הקוד הגנטי. מדענים רבים מייחסים את ההשערה העולמית של RNA, בה RNA מילא את התפקיד הגנטי העיקרי ביצורים החיים הקדומים ביותר של כדור הארץ, כאשר כימיקלים התארגנו לראשונה לצורות חיים. בשלב מסוים, ה- DNA קיבל את תפקיד המפתח הזה. אורגניזמים פיתחו את היכולת לשכפל את מולקולות ה- DNA שלהם, להפיץ עותקים לצאצאים ולשמר את התוכן המידע של ה- DNA לאורך הדורות. אבולוציה, שדרבנה הסתגלות לסביבה, מוטציה, בחירה טבעית והישרדותם של החזקים ביותר, מביאים למינים מורכבים יותר עם גנוטיפים גדולים יותר. למרות שלמדענים יש הבנה עמוקה של תהליכי רה שמקיימים את הגנוטיפ של המין, כגון שכפול של DNA, ביטוי גנים ושכפול, הגורם העיקרי לכך שהחיים והגנוטיפים נוצרו לראשונה נותרים עננים במסתורין.
פנוטיפ
פנוטיפ, כמו צבע שיער ועיניים, בא לידי ביטוי בחלקו באמצעות תהליכי התמלול והתרגום. בתעתיק, התא מעתיק את המידע המקודד-גנים ל- RNA Messenger messenger (mRNA). תרגום הוא התהליך שבאמצעותו התא מסנתז חלבונים על ידי קריאת גדילי mRNA ומיתר יחד את חומצות האמינו המתאימות. מנגנונים מתוחכמים רבים התפתחו כדי לשלוט באילו גנים באים לידי ביטוי בתאים, ברקמות ובאיברים שונים, מתי מתרחש ביטוי ואילו אללים חולשים על פני אללים אחרים. לדוגמה, אם יש לך אלל אחד לעיניים חומות ואלל אחד לעיניים כחולות, יהיו לך עיניים חומות מכיוון שגן העיניים החומות הוא דומיננטי. למרות שהפנוטיפ מבוסס ברובו על גנוטיפ, גורמים רבים, כולל הסביבה, פציעות, מחלות וניסיון יכולים להשפיע בצורה עמוקה על הפנוטיפ של האדם. לדוגמה, מחסור תזונתי לפני לידה עלול להפריע לביטוי הגנים או לפעילותם של אנזימים במהלך ההתפתחות, ליצור שינוי קבוע לפנוטיפ של האורגניזם.