Istilah fenotipe secara harafiah berarti “bentuk yang diperlihatkan”, dan dapat didefinisikan sebagai himpunan ciri-ciri yang tampak dari suatu organisme yang merupakan hasil ekspresi gennya dan interaksinya dengan lingkungan sekitarnya.
Menurut Manher dan Kary pada tahun 1997, fenotipe suatu organisme hanyalah seperangkat semua jenis sifat atau karakter yang dimiliki atau salah satu subsistemnya. Ini mengacu pada semua jenis karakteristik fisik, fisiologis, biokimia, ekologi atau bahkan perilaku.
Variasi fenotipik dalam warna mata manusia (Sumber: LeuschteLampe [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Penulis ini menganggap, kemudian, bahwa setiap fenotipe adalah hasil dari ekspresi subset dalam genotipe suatu organisme yang berkembang di lingkungan tertentu.
Dianggap sebagai “bapak genetika”, Gregor Mendel, lebih dari 150 tahun yang lalu, adalah orang pertama yang mempelajari dan menggambarkan karakteristik organisme yang dapat diwariskan, hanya tanpa menciptakan istilah cararn yang digunakan saat ini.
Pada dekade pertama 1900-an Wilhelm Johannsen memperkenalkan konsep dasar fenotipe dan genotipe ke sains. Sejak itu, ini telah menjadi subyek banyak perdebatan, karena penulis yang berbeda menggunakannya untuk tujuan yang berbeda dan beberapa teks menyajikan inkonsistensi tertentu mengenai penggunaannya.
Indeks artikel
Karakteristik fenotipik
Dari sudut pandang beberapa penulis, fenotipe adalah ekspresi fisik karakter dalam individu dan ditentukan secara genetik. Sebagian besar fenotipe dihasilkan oleh aksi bersama lebih dari satu gen, dan gen yang sama dapat berpartisipasi dalam pembentukan lebih dari satu fenotipe spesifik.
Karakteristik fenotipik dapat dipertimbangkan pada berbagai tingkatan, karena dimungkinkan untuk berbicara tentang spesies, populasi, individu, sistem dalam individu tersebut, sel-sel dari salah satu organ mereka dan bahkan protein dan organel. .
Jika, misalnya, kita berbicara tentang spesies burung, banyak karakteristik fenotipik dapat ditentukan: warna bulu, suara nyanyian, etologi (perilaku), ekologi, dll., dan sifat-sifat ini serta sifat-sifat lainnya dapat dibedakan dalam populasi spesies ini.
Dengan demikian, mudah untuk memastikan bahwa individu dari spesies burung hipotetis ini juga akan memiliki karakteristik fenotipik yang akan membuatnya terlihat dan secara kuantitatif berbeda dari individu lain dalam populasi yang sama, baik pada tingkat makro maupun mikroskopis.
Ini berlaku untuk semua organisme hidup: uniseluler atau multiseluler, hewan atau tumbuhan , jamur, bakteri dan archaea, karena tidak ada dua individu yang identik, meskipun mereka berbagi urutan DNA yang sama .
Perbedaan fenotipik
Dua individu mungkin memiliki karakteristik fenotipik yang sama yang tidak dihasilkan dari ekspresi gen yang sama. Namun, bahkan jika dua individu berasal dari organisme yang reproduksinya aseksual (“klon”), keduanya tidak akan pernah identik secara fenotip.
Fakta ini disebabkan oleh fakta bahwa ada beberapa mekanisme yang mengatur karakteristik fenotipik suatu organisme yang tidak bergantung pada modifikasi urutan DNA genom; yaitu, mereka berpartisipasi dalam regulasi ekspresi gen yang akan menentukan fenotipe tertentu.
Mekanisme ini dikenal sebagai mekanisme epigenetik (“epi” dari awalan Yunani “on” atau “in”); dan umumnya ada hubungannya dengan metilasi (penambahan gugus metil (CH3) ke basa sitosin DNA) atau dengan modifikasi kromatin (kompleks protein histon dan DNA yang membentuk kromosom).
Genotipe berisi semua instruksi genetik yang diperlukan untuk konstruksi semua jenis jaringan pada hewan atau tumbuhan, tetapi epigenetiklah yang menentukan instruksi mana yang “dibaca” dan dilakukan dalam setiap kasus, sehingga memunculkan fenotipe yang dapat diamati dari masing-masing individu.
Mekanisme epigenetik sering dikendalikan oleh faktor lingkungan yang secara konstan dialami individu selama siklus hidupnya. Namun, mekanisme ini dapat diteruskan dari satu generasi ke generasi lain terlepas dari apakah stimulus awal telah dihilangkan.
Jadi, meskipun banyak perbedaan fenotipik berkaitan dengan keberadaan genotipe dasar yang berbeda, epigenetik juga memainkan peran penting dalam mengatur ekspresi gen yang terkandung di dalamnya.
Perbedaan dengan genotipe
Fenotipe mengacu pada karakteristik apa pun yang diekspresikan dalam organisme yang menghuni lingkungan tertentu sebagai hasil dari ekspresi satu set gen di dalamnya. Di sisi lain, genotipe berkaitan dengan ringkasan gen warisan yang dimiliki suatu organisme, apakah diekspresikan atau tidak.
Genotipe adalah karakteristik yang tidak berubah, karena himpunan gen yang diwarisi suatu organisme pada dasarnya sama dari pembuahan hingga kematiannya. Fenotipe, di sisi lain, dapat dan memang berubah terus menerus sepanjang kehidupan individu. Dengan demikian, stabilitas genotipe tidak menyiratkan fenotipe invarian.
Terlepas dari perbedaan-perbedaan ini dan meskipun ada pengaruh lingkungan yang besar, adalah mungkin untuk menyimpulkan suatu fenotipe dengan menganalisis genotipenya, karena ini, pada contoh pertama, yang menentukan fenotipe. Singkatnya, genotipe inilah yang menentukan potensi perkembangan fenotipe.
Contoh
Contoh yang baik dari pengaruh lingkungan lingkungan pada pembentukan fenotipe adalah yang terjadi pada kembar identik (monozigot) yang berbagi semua DNA mereka, seperti rahim, keluarga dan rumah; dan mereka menunjukkan, bagaimanapun, karakteristik fenotipik bertentangan secara diametris dalam perilaku, kepribadian, penyakit, IQ dan lain-lain.
Bakteri adalah contoh klasik lain dari variasi fenotipik terkait lingkungan, karena mereka memiliki mekanisme kompleks untuk merespons dengan cepat dan terus menerus mengubah kondisi lingkungan. Untuk alasan ini, dimungkinkan untuk menemukan subpopulasi stabil yang menghadirkan fenotipe berbeda dalam populasi bakteri yang sama.
Tumbuhan dapat dianggap sebagai organisme yang paling mengeksploitasi mekanisme epigenetik untuk mengontrol fenotipe: tumbuhan yang tumbuh di lingkungan yang lembab dan panas menunjukkan sifat (fenotipe) yang berbeda dengan tumbuhan yang sama di lingkungan yang dingin dan kering. , misalnya.
Contoh fenotipe juga adalah bentuk dan warna bunga pada tumbuhan, ukuran dan bentuk sayap pada serangga, warna mata pada manusia, warna bulu anjing, ukuran dan bentuk perawakan manusia, warna ikan, dll.
Referensi
- Griffiths, A., Wessler, S., Lewontin, R., Gelbart, W., Suzuki, D., & Miller, J. (2005). Pengantar Analisis Genetika (edisi ke-8). Freeman, WH & Perusahaan.
- Klug, W., Cummings, M., & Spencer, C. (2006). Konsep Genetika (edisi ke-8). New Jersey: Pendidikan Pearson.
- Mahner, M., & Kary, M. (1997). Apa Sebenarnya Genom, Genotipe dan Fenotipe? Dan Bagaimana Dengan Fenomena? J. Teori. Biol. , 186 , 55-63.
- Pierce, B. (2012). Genetika: Pendekatan Konseptual . Freeman, WH & Perusahaan.
- Rodden, T. (2010). Genetika Untuk Dummies (edisi ke-2). Indianapolis: Penerbitan Wiley, Inc.
- Smits, WK, Kuipers, OP, & Veening, J. (2006). Variasi fenotipik pada bakteri: peran regulasi umpan balik. Ulasan Alam Mikrobiologi , 4 , 259–271.
- Szyf, M., Weaver, I., & Meaney, M. (2007). Perawatan ibu, perbedaan epigenom dan fenotipik dalam perilaku. Toksikologi Reproduksi , 24 , 9–19.
- Wong, AHC, Gottesman, II, & Petronis, A. (2005). Perbedaan fenotipik dalam organisme yang identik secara genetik: perspektif epigenetik. Genetika Molekuler Manusia , 14 (1), 11–18.
