Tabla de Contenidos
แนวคิดของจีโนไทป์และฟีโนไทป์เป็นพื้นฐานทางชีววิทยาและพันธุศาสตร์ แม้จะมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด แต่ก็มีความแตกต่างมากมายระหว่างจีโนไทป์และฟีโนไทป์ เนื่องจากเป็นคำสองคำที่อ้างถึงลักษณะที่แตกต่างกันมากซึ่งเป็นลักษณะของสิ่งมีชีวิต ในขณะที่คำว่า จีโนไทป์ หมายความรวมถึงโครงสร้างทางพันธุกรรมของแต่ละบุคคลนั่นคือ ลักษณะของยีน ฟีโนไทป์เป็นการแสดงให้เห็นภายนอกของจีโนไทป์ดังกล่าว ซึ่งไม่ได้เป็นผลจากจีโนไทป์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัจจัยอื่นๆ ที่มักจะรวมอยู่ใน คำศัพท์ทั่วไป “สิ่งแวดล้อม” ดังนั้นฟีโนไทป์ จึงเป็นชุดของลักษณะที่สังเกตได้ของแต่ละบุคคลไม่ว่าจะด้วยตาเปล่าหรือด้วยวิธีการวิเคราะห์ต่างๆ
เพื่อให้เข้าใจความแตกต่างระหว่างฟีโนไทป์และจีโนไทป์ได้ดีขึ้น จำเป็นต้องให้คำจำกัดความที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นของแต่ละคำ
คำจำกัดความของจีโนไทป์
คำว่า genotype มาจากการรวมกันของคำภาษากรีกgenosซึ่งหมายถึงการเกิด และประเภทซึ่งหมายถึงเครื่องหมาย แม้ว่าสิ่งนี้ดูเหมือนจะหมายถึง “เครื่องหมาย” ที่แต่ละคนมีตั้งแต่ “กำเนิด” แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้น ส่วนหนึ่งของคำที่มาจากภาษากรีกgenosแท้จริงแล้วหมายถึงยีน ซึ่งเป็นส่วนของเซลล์ที่มีลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตที่ดูเหมือนจะ “เกิด” ดังนั้นจีโนไทป์จึงเป็นชุดของยีนทั้งหมดที่บุคคลมีมาตั้งแต่กำเนิด
จีโนไทป์รวมถึงสารพันธุกรรมทั้งหมดของแต่ละบุคคล รวมทั้งยีนที่แสดงออก ยีนที่ไม่แสดง ส่วนของลำดับดีเอ็นเอที่เป็นข้อบังคับเท่านั้น และแม้แต่ส่วนที่ยังไม่ทราบว่ามีไว้เพื่ออะไร .
Homozygous และ heterozygous: สองคำที่เกี่ยวข้องกับจีโนไทป์
ยกเว้นเซลล์สืบพันธุ์ เซลล์ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตแบบดิพลอยด์มียีนทั้งหมด 2 รุ่นที่เรียกว่าอัลลีล ประชากรอาจมีหลายอัลลีลสำหรับยีนที่กำหนด แต่บุคคลจะมีเพียงสองอัลลีล อัลลีลเฉพาะที่แต่ละคนมีอาจเหมือนหรือต่างกัน ซึ่งนำไปสู่สองรุ่นสำหรับแต่ละยีน โฮโมไซกัส(อัลลีลเดียวกัน) และเฮเทอโรไซกัส (อัลลีลต่างกัน)
คำว่าโฮโมไซกัสและเฮเทอโรไซกัสเกี่ยวข้องอย่างเคร่งครัดกับจีโนไทป์ แต่ไม่จำเป็นต้องเป็นฟีโนไทป์ นี่เป็นเพราะ ในกรณีของการครอบงำ โดยสมบูรณ์ โฮโมไซโกตที่โดดเด่นและเฮเทอโรไซโกตจะมีฟีโนไทป์เหมือนกัน
คำจำกัดความของฟีโนไทป์
คำว่าฟีโนไทป์ยังมาจากคำศัพท์ภาษากรีกสองคำ ในกรณีนี้คือ Phaineinซึ่งหมายถึงการแสดง และอีกครั้ง ประเภท ดังนั้น ความหมายตามตัวอักษรของคำว่าฟีโนไทป์คือ “เครื่องหมายที่แสดง” ซึ่งในกรณีนี้ตรงกับแนวคิดที่แท้จริงของคำนี้ ในแง่นี้ฟีโนไทป์สามารถกำหนดได้ว่าเป็นชุดของลักษณะที่สังเกตได้ของแต่ละบุคคล. ในตอนแรกกล่าวถึงพฤติกรรมและลักษณะที่สังเกตได้ด้วยตาเปล่าอย่างเคร่งครัด เช่น สีตา สีผม ส่วนสูง เป็นต้น แต่ในปัจจุบันได้มีการขยายความให้ครอบคลุมมากขึ้น ในความเป็นจริง ปัจจัยหลายอย่างที่ปัจจุบันถือว่าเป็นลักษณะฟีโนไทป์นั้นเกี่ยวข้องกับลักษณะที่สามารถสังเกตได้ทางอ้อมเท่านั้น เช่น กรุ๊ปเลือด ซึ่งจำเป็นต้องได้รับการตรวจทางห้องปฏิบัติการ
ลักษณะทางฟีโนไทป์อื่นๆ ไปไกลกว่านั้น โดยอ้างอิงโดยตรงกับการแสดงออกของโปรตีนบางชนิดในเซลล์ หรือความสามารถหรือไม่ในการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตบางชนิด เป็นต้น
ความสัมพันธ์ระหว่างฟีโนไทป์และจีโนไทป์
ฟีโนไทป์และจีโนไทป์มีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด ตัวอย่างเช่น ลักษณะส่วนใหญ่ที่แสดงลักษณะของบุคคลสามารถถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่นได้ และข้อมูลนั้นจะถูกส่งผ่านพร้อมกับยีน ในความเป็นจริง ในบางกรณี จีโนไทป์จะเป็นตัวกำหนดฟีโนไทป์ อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้เป็นเช่นนั้นเสมอไป เนื่องจากนอกเหนือไปจากพันธุกรรมแล้ว ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมก็มีอิทธิพลอย่างมากต่อฟีโนไทป์ด้วย
ตัวอย่างเช่น ลองพิจารณาลูกสุนัขสายพันธุ์แท้ที่มีสายเลือดที่ไร้ที่ติที่สามารถสืบย้อนไปถึงแชมป์รายการสุนัขกว่า 20 รุ่น เป็นที่ชัดเจนว่าบุคคลนี้มีศักยภาพทางพันธุกรรมทั้งหมด (หมายถึง genotype) ที่จะกลายเป็นแชมป์เปี้ยน อย่างไรก็ตาม หากลูกสุนัขไม่ได้รับอาหารที่ดี (โภชนาการไม่ดี) ลูกสุนัขจะไม่เติบโตตามขนาดที่เหมาะสม และอาจจะไม่มีโครงสร้างกระดูกและกล้ามเนื้อที่ดี หรือขนของลูกสุนัขจะไม่สวยงาม นอกจากนี้ หากผู้ที่เลี้ยงมันไม่ดูแลให้มันอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม ไม่มีที่กำบังจากสภาพอากาศ และในสภาพอากาศตามประเภทของขน (ปัจจัยทางสิ่งแวดล้อม) มันก็อาจจะอยู่ไม่ได้จนถึงโตเต็มวัย
ตอนนี้ให้เราดูความแตกต่างระหว่างจีโนไทป์และฟีโนไทป์อย่างเป็นระบบ
ความแตกต่างระหว่างจีโนไทป์และฟีโนไทป์
จีโนไทป์ | ฟีโนไทป์ |
มาจากภาษากรีกว่าgenosซึ่งแปลว่าการเกิด และtiposซึ่งแปลว่าเครื่องหมาย | มาจากภาษากรีกPhaineinซึ่งหมายถึงการแสดงประเภทซึ่งหมายถึงเครื่องหมาย |
มันหมายถึงลำดับดีเอ็นเอที่สมบูรณ์ของแต่ละบุคคล โดยมีการผสมผสานเฉพาะของยีนแต่ละรุ่น (อัลลีล) | หมายถึงการแสดงออกที่ตรวจจับได้หรือวัดได้ของจีโนไทป์ของแต่ละบุคคล รวมถึงลักษณะต่างๆ เช่น ความสูง สีผิว ประเภทของเส้นผม กรุ๊ปเลือด และอื่นๆ |
ประกอบด้วยคอลเลกชันของสารพันธุกรรมทั้งหมดที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมของแต่ละบุคคล | ประกอบด้วยชุดของลักษณะที่สังเกตได้โดยตรงหรือโดยอ้อมทั้งหมดที่แสดงลักษณะของแต่ละบุคคล |
มันมาจากการผสมผสานระหว่างพันธุกรรมของพ่อแม่เท่านั้น | เป็นผลมาจากลักษณะทางพันธุกรรมและปัจจัยแวดล้อมของแต่ละบุคคล |
สามารถระบุหรือระบุได้ผ่านการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมเท่านั้น เช่น การหาลำดับดีเอ็นเอ PCR และเทคนิคอื่นๆ | เกือบจะตลอดเวลาสามารถกำหนดได้โดยตรงหรือโดยอ้อมผ่านประสาทสัมผัสของเรา ในบางกรณี จำเป็นต้องมีการทดสอบในห้องปฏิบัติการเพื่อให้สามารถประเมินการแสดงออกของโปรตีนหรือยืนยันเมแทบอลิซึมของสารอาหารบางชนิด และอื่นๆ |
มันถูกถ่ายทอดทางพันธุกรรมจากรุ่นสู่รุ่น | ลักษณะทางฟีโนไทป์หลายอย่างสามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้ แต่ลักษณะอื่นๆ อีกมากมายสามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้เพียงบางส่วนเท่านั้น |
ตัวอย่างที่แสดงความแตกต่างระหว่าง Genotype และ Phenotype
ดังที่เราได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ จีโนไทป์ประกอบด้วยยีนทั้งหมดของแต่ละบุคคล และมันไม่จริงเลยที่จะคิดว่าสามารถให้ตัวอย่างที่แสดงจีโนไทป์ทั้งหมดของแต่ละบุคคลได้ สามารถพูดได้เช่นเดียวกันเกี่ยวกับฟีโนไทป์ ตัวอย่างต่อไปนี้มุ่งเน้นไปที่ยีนหนึ่งหรือสองตัวและลักษณะหนึ่งหรือสองอย่างในแต่ละครั้งแทน
สีขนกระต่าย
กรณีของสีขนกระต่ายเป็นตัวอย่างของอัลลีลหลายตัวสำหรับลักษณะเดียวกัน (ดูรูปเริ่มต้น) กระต่ายมีอัลลีล 4 อัลลีล ได้แก่
- C + (ขนสีน้ำตาลเป็นสีที่พบมากที่สุดและโดดเด่นกว่าสีอื่นทั้งหมด)
- c ch (Chinchilla phenotype: ขนสีขาวปลายสีดำ)
- c h (ฟีโนไทป์ของเทือกเขาหิมาลัย: ตัวสีขาวและแขนขาสีดำ)
- c (ฟีโนไทป์ของเผือก)
จีโนไทป์ของกระต่ายชนิดหนึ่งเกิดจากการรวมกันของอัลลีล 2 ใน 4 ที่มีอยู่ ดังนั้นจึงมี 16 จีโนไทป์ที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังมีความสัมพันธ์ระหว่างอัลลีลบางอัลลีลกับการครอบงำที่ไม่สมบูรณ์ในกรณีอื่นๆ
ตัวอย่างเช่น จีโนไทป์ทั้งหมด C + C + , C + c ch , C + c hและ C + c มีฟีโนไทป์ของขนสีน้ำตาลเหมือนกัน ซึ่งแสดงให้เห็นความแตกต่างระหว่างจีโนไทป์และฟีโนไทป์อย่างชัดเจน
สีของหนู
สีธรรมชาติของขนของหนูเป็นสีน้ำตาลและถูกกำหนดโดยอัลลีล A ของยีนที่เกี่ยวข้อง อัลลีลถอยสร้างหนูดำ อย่างไรก็ตาม จะไม่มีการสังเกตสีเหล่านี้หากหนูมีอัลลีลถอยสองตัวสำหรับยีนที่สอง (C) ที่รับผิดชอบในการสร้างเม็ดสีในหนู ในกรณีหลังเมาส์จะเป็นเผือก นี่คือตัวอย่างของ epistasis และผลลัพธ์คือมี 9 จีโนไทป์ที่แตกต่างกันซึ่งกำหนดสีขน แต่มีเพียง 3 ฟีโนไทป์เท่านั้น:
จีโนไทป์ | ฟีโนไทป์ | จีโนไทป์ | ฟีโนไทป์ |
อคส | สีน้ำตาล | aacc | อัลเบี้ยน |
อคส | สีน้ำตาล | aaCC | สีดำ |
AAcc | เผือก | aaCc | สีดำ |
เอเอซีซี | สีน้ำตาล | aacc | เผือก |
AaCc | สีน้ำตาล |
หมู่เลือด
ตัวอย่างที่ชัดเจนของความแตกต่างระหว่างจีโนไทป์และฟีโนไทป์คือหมู่เลือดในมนุษย์ . ในแง่ของจีโนไทป์ เราทุกคนมียีนสองชุด ไม่ว่าจะเป็น I A I Bและ i อัลลีล สองคนเป็นตัวร่วม (I Aและ I B ) ในขณะที่อีกตัวเป็นลักษณะด้อย (i)
ด้านล่างนี้คือจีโนไทป์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดสำหรับกรุ๊ปเลือด พร้อมด้วยฟีโนไทป์ที่เกี่ยวข้อง:
จีโนไทป์ | เฮเทอโรไซกัส/โฮโมไซกัส | ฟีโนไทป์ |
ฉันเอฉันเอ | รักร่วมเพศ | เลือดกรุ๊ปเอ |
ไอเอไอบี | ต่างกัน | กรุ๊ปเลือด เอบี |
ฉันฉัน _ | ต่างกัน | เลือดกรุ๊ปเอ |
ไอบีไอบี | รักร่วมเพศ | เลือดกรุ๊ปบี |
ฉันขฉัน | ต่างกัน | เลือดกรุ๊ปบี |
ii | รักร่วมเพศ | กรุ๊ปเลือด 0 (ชื่อ “ศูนย์” ไม่ใช่ตัวอักษร O) |
นี่คือหนึ่งในความแตกต่างระหว่างจีโนไทป์และฟีโนไทป์ที่สามารถสังเกตได้ และในขณะที่ฟีโนไทป์นั้นตรวจสอบได้ง่ายผ่านการตรวจเลือดอย่างง่าย (เป็นลักษณะที่สังเกตได้) มีเพียงฟีโนไทป์ AB และ 0 เท่านั้นที่บ่งบอกถึงจีโนไทป์ ในขณะที่ ในอีกสองกรณี เป็นไปไม่ได้ที่จะระบุได้ว่าเป็นบุคคลที่มีเฮเทอโรไซกัสหรือโฮโมไซกัสโดยไม่ต้องทำการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมหรือไม่ได้สังเกตลูกหลาน