Fenotipo: caratteristiche fenotipiche, differenze con genotipo, esempi

Il termine fenotipo significa letteralmente "la forma che viene mostrata" e può essere definito come l'insieme delle caratteristiche visibili di un organismo che sono il risultato dell'espressione dei suoi geni e della sua interazione con l'ambiente che lo circonda.

Secondo Manher e Kary nel 1997, il fenotipo di un organismo è semplicemente un insieme di tutti i tipi di tratti o caratteri posseduti da esso o da uno dei suoi sottosistemi. Si riferisce a qualsiasi tipo di caratteristiche fisiche, fisiologiche, biochimiche, ecologiche o addirittura comportamentali.

Questo autore ritiene, quindi, che qualsiasi fenotipo sia il risultato dell'espressione di un sottoinsieme nel genotipo di un organismo che si sviluppa in un particolare ambiente.

Considerato il "padre della genetica", Gregor Mendel, più di 150 anni fa, fu il primo a studiare e descrivere le caratteristiche ereditabili degli organismi, solo senza coniare i termini moderni che vengono usati oggi.

Fu nel primo decennio del 1900 che Wilhelm Johannsen introdusse i concetti fondamentali del fenotipo e del genotipo nella scienza. Da allora questi sono stati oggetto di molti dibattiti, dal momento che diversi autori li usano per scopi diversi e alcuni testi hanno alcune incongruenze rispetto al loro uso.

Caratteristiche fenotipiche

Dal punto di vista di alcuni autori, il fenotipo è l'espressione fisica di un personaggio in un individuo ed è geneticamente determinato. La maggior parte dei fenotipi è prodotta dall'azione concertata di più di un gene e lo stesso gene può partecipare all'instaurazione di più di un fenotipo specifico.

Le caratteristiche fenotipiche possono essere contemplate in diversi livelli, dal momento che si può parlare di una specie, una popolazione, un individuo, un sistema all'interno di detto individuo, le cellule di alcuni dei suoi organi e persino proteine ​​e organelli. interno di una certa cella.

Se, ad esempio, si parla di una specie di uccello, si possono definire numerose caratteristiche fenotipiche: colore del piumaggio, suono della canzone, etologia (comportamento), ecologia, ecc. E queste e altre caratteristiche possono essere distinte in qualsiasi popolazione di questo specie.

Pertanto, è facile garantire che un individuo di questa ipotetica specie di uccello possieda anche caratteristiche fenotipiche che lo renderanno visibilmente e quantificabilmente diverso dagli altri individui della stessa popolazione, sia a livello macro che micro.

Questo vale per tutti gli organismi viventi: unicellulari o pluricellulari, animali o piante, funghi, batteri e archaea, poiché non ci sono due individui identici, sebbene condividano le stesse sequenze di DNA.

Differenze fenotipiche

Due individui possono avere caratteristiche fenotipiche simili che non risultano dall'espressione degli stessi geni. Tuttavia, anche se due individui provengono da un organismo la cui riproduzione è asessuata ("cloni"), questi due non saranno mai fenotipicamente identici.

Questo fatto è dovuto all'esistenza di molteplici meccanismi che regolano le caratteristiche fenotipiche di un organismo che non dipendono dalla modifica della sequenza del DNA genomico; cioè, partecipano alla regolazione dell'espressione dei geni che determineranno un certo fenotipo.

Questi meccanismi sono noti come meccanismi epigenetici ("epi" del prefisso greco "on" o "in"); e di solito hanno a che fare con la metilazione (aggiunta di un gruppo metilico (CH3) alla base della citosina del DNA) o con la modificazione della cromatina (il complesso delle proteine ​​istoniche e del DNA che forma i cromosomi).

Il genotipo contiene tutte le istruzioni genetiche necessarie per la costruzione di tutti i tipi di tessuti in un animale o in una pianta, ma è l'epigenetica che determina quali istruzioni sono "lette" ed eseguite in ciascun caso, dando origine al fenotipo osservabile di ogni individuo.

I meccanismi epigenetici sono spesso controllati da fattori ambientali a cui un individuo è costantemente sottoposto durante il loro ciclo di vita. Tuttavia, questi meccanismi possono passare da una generazione all'altra, indipendentemente dal fatto che lo stimolo iniziale sia stato eliminato.

Quindi, anche se molte differenze fenotipiche hanno a che fare con la presenza di un genotipo sottostante diverso, l'epigenetica gioca anche un ruolo importante nella regolazione dell'espressione dei geni in essa contenuti.

Differenze con il genotipo

Il fenotipo si riferisce a qualsiasi caratteristica espressa in un organismo che abita un determinato ambiente come risultato dell'espressione di un insieme di geni al suo interno. D'altra parte, il genotipo ha a che fare con il compendio dei geni ereditati che un organismo possiede, sia che siano espressi o meno.

Il genotipo è una caratteristica invariabile, poiché l'insieme di geni ereditati da un organismo è fondamentalmente lo stesso dal suo concepimento fino alla sua morte. Il fenotipo, d'altra parte, può, e in effetti cambia continuamente durante la vita degli individui. Quindi, la stabilità del genotipo non implica un fenotipo invariabile.

Nonostante queste differenze e nonostante la grande influenza ambientale che esiste, è possibile inferire un fenotipo quando si analizza il suo genotipo, poiché questo è, in primo luogo, quello che determina il fenotipo. In breve, il genotipo determina il potenziale per lo sviluppo del fenotipo.

Esempi

Un buon esempio dell'influenza dell'ambiente ambientale sulla creazione di un fenotipo è quello che si verifica in gemelli identici (monozigoti) che condividono tutto il loro DNA, come l'utero, la famiglia e la casa; e mostrano, tuttavia, caratteristiche fenotipiche diametralmente opposte nel comportamento, nella personalità, nelle malattie, nel coefficiente intellettuale e in altri.

I batteri sono un altro classico esempio di variazione fenotipica correlata all'ambiente, poiché hanno meccanismi complessi per rispondere a condizioni ambientali che cambiano rapidamente e continuamente. Pertanto, sottopopolazioni stabili con diversi fenotipi possono essere trovate nella stessa popolazione batterica.

Le piante possono essere considerate come gli organismi che sfruttano maggiormente i meccanismi epigenetici per il controllo del fenotipo: una pianta che cresce in un ambiente umido e caldo presenta tratti (fenotipo) diversi da quelli che la stessa pianta esibirà in un ambiente freddo e secco, per esempio.

Esempio di fenotipo è anche la forma e il colore dei fiori nelle piante, la dimensione e la forma delle ali negli insetti, il colore degli occhi negli esseri umani, il colore della pelliccia dei cani, la dimensione e la Altezza dell'uomo, colore del pesce, ecc.