Mereka semua adalah karakteristik yang dapat diamati dari suatu organisme yang dihasilkan dari interaksi genotipenya (pewarisan genetik total) dengan lingkungan.
Contoh karakteristik yang dapat diamati meliputi perilaku, sifat biokimia , warna, bentuk, dan ukuran.
Di sisi lain, genotipe individu adalah apa yang kita sebut informasi yang membantu menciptakan fenotipe itu. Mungkin ada satu gen yang bertanggung jawab, atau lebih dari satu.
Dan gen tidak selalu menunjukkan semua karakteristiknya, terkadang lingkungan mempengaruhi fenotipe.
Fenotipe dapat terus berubah sepanjang hidup individu karena perubahan lingkungan dan perubahan fisiologis dan morfologis yang terkait dengan penuaan.
Lingkungan yang berbeda dapat mempengaruhi perkembangan sifat yang diturunkan (seperti ukuran, misalnya, yang dipengaruhi oleh persediaan makanan yang tersedia) dan mengubah ekspresi oleh genotipe yang sama (misalnya, kembar yang tumbuh dalam keluarga yang berbeda).
Di alam, pengaruh lingkungan membentuk dasar seleksi alam, yang awalnya bekerja pada individu, mendukung kelangsungan hidup organisme dengan fenotipe yang lebih cocok untuk lingkungan mereka saat ini.
Keuntungan bertahan hidup yang diberikan pada individu yang menunjukkan fenotipe seperti itu memungkinkan individu tersebut untuk bereproduksi dengan tingkat keberhasilan yang relatif tinggi dan dengan demikian mewariskan genotipe yang berhasil ke generasi berikutnya.
Namun, interaksi antara genotipe dan fenotipe sangat kompleks.
Misalnya, semua kemungkinan yang diwariskan dalam genotipe tidak diekspresikan dalam fenotipe, karena beberapa adalah hasil dari gen laten, resesif atau inhibisi.
Salah satu yang pertama membedakan antara unsur-unsur yang diturunkan dari satu generasi ke generasi berikutnya (plasma “kuman”) dan organisme yang berkembang dari unsur-unsur ini (“soma”) adalah ahli biologi Jerman August Weismann abad ke-19.
Plasma nutfah kemudian diidentifikasi dengan DNA, yang membawa informasi untuk sintesis protein dan organisasinya dalam tubuh yang hidup: soma.
Pemahaman cararn tentang fenotipe, bagaimanapun, sebagian besar berasal dari karya ahli botani dan ahli genetika Denmark, Wilhelm Ludvig Johannsen, yang pada awal abad ke-20 memperkenalkan istilah fenotipe untuk menggambarkan fenomena organisme yang dapat diamati dan diukur.
Johannsen juga memperkenalkan istilah genotipe, mengacu pada unit herediter organisme.
Contoh fenotipe
Ciri-ciri yang berhubungan dengan penampilan terkadang paling mudah untuk diamati.
Ketika Gregory Mendel melakukan eksperimennya yang terkenal dengan tanaman kacang polong, dia mengamati penampilan tanaman: kacang polong bisa berwarna hijau atau kuning, halus atau keriput.
Tinggi tanaman juga bisa teratur atau kerdil.
Manusia juga memiliki fenotipe penampilan fisik seperti: tinggi badan dan warna mata, yang merupakan fenotipe yang dikendalikan oleh gen.
Perilaku ini juga bisa menjadi fenotipe. Collie dibiakkan untuk domba kawanan, sehingga bahkan jika mereka tidak pernah melihat domba dalam hidup mereka, mereka akan menampilkan perilaku herding.
Reaksi kimia dalam tubuh manusia disebut metabolisme.
Salah satu fenotipe yang berhubungan dengan metabolisme adalah kondisi yang dikenal sebagai intoleransi laktosa.
Jika individu tersebut intoleran laktosa, mereka tidak memiliki enzim laktase, sehingga mereka tidak dapat mencerna laktosa dan akan menunjukkan gejala spesifik ketika mereka mengkonsumsi produk susu.
Hubungan antara genotipe dan fenotipe
fenotipe
Ini adalah “manifestasi fisik eksternal” dari suatu organisme.
Ini adalah bagian fisik, jumlah dari atom, molekul, makromolekul , sel, struktur, metabolisme, penggunaan energi, jaringan, organ, refleks dan perilaku; sesuatu yang merupakan bagian dari struktur, fungsi, atau perilaku yang dapat diamati dari organisme hidup.
Genotip
Ini adalah “informasi herediter yang dikodekan secara internal” yang ditransmisikan oleh semua organisme hidup.
Informasi yang tersimpan ini digunakan sebagai “cetak biru” atau serangkaian instruksi untuk membangun dan memelihara makhluk hidup.
Instruksi ini ditemukan di hampir semua sel (di bagian “internal”), mereka ditulis dalam bahasa kode (kode genetik), mereka disalin pada saat pembelahan atau reproduksi sel, dan ditransmisikan dari satu generasi ke generasi berikutnya. lain (diwariskan).
Instruksi ini terkait erat dengan semua aspek kehidupan sel atau organisme.
Mereka mengontrol segalanya mulai dari pembentukan makromolekul protein, hingga regulasi metabolisme dan sintesis.
“Informasi herediter yang dikodekan secara internal,” atau genotipe, yang dibawa oleh semua organisme hidup, berisi instruksi yang digunakan dan ditafsirkan oleh mesin seluler sel untuk menghasilkan “manifestasi fisik eksternal” atau fenotipe organisme.
Oleh karena itu, semua bagian fisik, molekul, makromolekul, sel dan struktur lainnya, dibangun dan dipelihara oleh sel mengikuti instruksi yang diberikan oleh genotipe.
Ketika struktur fisik ini mulai bertindak dan berinteraksi satu sama lain, mereka dapat menghasilkan fenomena yang lebih besar dan lebih kompleks, seperti metabolisme, penggunaan energi, jaringan, organ, refleks, dan perilaku; segala sesuatu yang merupakan bagian dari struktur, fungsi, atau perilaku yang dapat diamati dari organisme hidup.
Variasi genotip
Dalam biologi, setiap perbedaan antara sel, organisme individu atau kelompok organisme dari spesies apa pun yang disebabkan oleh perbedaan genetik (variasi genotipe) atau oleh pengaruh faktor lingkungan pada ekspresi potensi genetik (variasi fenotipik).
Variasi dapat ditunjukkan dalam penampilan fisik, metabolisme, kesuburan, cara reproduksi, perilaku, kemampuan belajar dan mental, dan karakteristik lain yang jelas atau terukur.
Variasi genotipe disebabkan oleh perbedaan jumlah atau struktur kromosom atau oleh perbedaan gen yang dibawa oleh kromosom.
Warna mata, bentuk tubuh, dan ketahanan terhadap penyakit merupakan variasi genotipe.
Orang dengan beberapa set kromosom disebut poliploid, banyak tanaman umum memiliki dua kali atau lebih jumlah kromosom normal, dan spesies baru dapat muncul dari jenis variasi ini.
Sebuah variasi tidak dapat diidentifikasi sebagai genotipe oleh pengamatan organisme, percobaan reproduksi harus dilakukan di bawah kondisi lingkungan yang terkendali untuk menentukan apakah perubahan tersebut diwariskan atau tidak.
Fenotipe adalah sifat atau karakteristik suatu organisme yang dapat kita amati, seperti ukuran, warna, bentuk, kapasitas, perilaku, dll. Tidak semua fenotipe benar-benar dapat dilihat.
Golongan darah adalah fenotipe yang hanya dapat diamati dengan menggunakan teknik laboratorium.
Fenotipe dapat ditentukan oleh gen, faktor lingkungan, atau kombinasi keduanya.
Fenotipik variasi, maka, adalah variabilitas fenotip yang ada dalam suatu populasi. Misalnya, orang memiliki bentuk tinggi, berat, dan tubuh yang fenotipe yang berbeda-beda.
Rambut, warna mata, dan kemampuan menggerakkan lidah juga merupakan fenotipe yang bervariasi. Semua organisme dapat memiliki variasi fenotipik.
Pada tumbuhan, warna bunga dan bentuk daun adalah contoh fenotipe variabel.
Pada bakteri, resistensi antibiotik adalah fenotipe variabel: beberapa bakteri resisten dan bertahan pengobatan antibiotik, sementara yang lain rentan dan mati ketika antibiotik diberikan.
Jenis variasi fenotipik
Ketika karakteristik atau fenotipe biasanya ada dalam rentang atau gradien, itu bervariasi terus menerus, seperti warna abu-abu daripada hitam dan putih.
Sangat mudah untuk memikirkan contoh fenotipe yang terus berubah, seperti tinggi badan dan warna kulit. Antara orang terkecil di dunia dan orang tertinggi di dunia, ketinggian berapa pun dimungkinkan.
Jika grafik frekuensi dibuat dari kisaran ketinggian atau warna kulit dalam sekelompok orang, itu akan terlihat seperti kurva lonceng, dengan fenotipe menengah menjadi yang paling umum.
Ini adalah salah satu cara untuk mengenali kapan variasi terus menerus. Namun, beberapa fenotipe dapat bervariasi secara terputus-putus.
Fenotipe ini hanya ada pada interval diskrit, sebagai perbedaan “hitam dan putih”.
Misalnya, Anda mungkin memiliki golongan darah A, B, AB, atau O, tetapi tidak ada golongan darah menengah.
Penyebab variasi fenotipik
Ekspresi fenotipe dapat disebabkan oleh gen, faktor lingkungan, atau keduanya.
Ketika kita merujuk pada faktor-faktor lingkungan, kita belum tentu berbicara tentang iklim: faktor lingkungan adalah agen-agen dalam lingkungan suatu organisme atau gaya hidup yang dapat mempengaruhi dalam berbagai cara.
Dengan demikian berat badan seseorang dapat dipengaruhi oleh gen, tetapi juga dapat dipengaruhi oleh pola makan. Ini adalah kasus, di mana diet merupakan faktor lingkungan.
Variasi yang disebabkan oleh lingkungan dapat menjadi hasil dari satu faktor atau efek gabungan dari beberapa faktor, seperti iklim, pasokan makanan, dan tindakan organisme lain.
Variasi fenotipik juga mencakup tahapan dalam siklus hidup suatu organisme dan variasi musiman.
Variasi ini tidak menyiratkan perubahan turun-temurun dan, secara umum, tidak diturunkan ke generasi mendatang; akibatnya, mereka tidak signifikan dalam proses evolusi.
Variasi diklasifikasikan sebagai kontinu atau kuantitatif (klasifikasi seragam antara dua ekstrem, dengan sebagian besar individu berada di tengah, seperti tinggi badan pada populasi manusia); atau sebagai diskontinu atau kualitatif (terdiri dari kelas yang terdefinisi dengan baik, seperti golongan darah pada manusia).
Sebuah variasi terputus dengan beberapa kelas, tidak ada yang sangat kecil, dikenal sebagai variasi polimorfik.
Pemisahan organisme yang paling tinggi menjadi jantan dan betina dan munculnya berbagai bentuk kupu-kupu dari spesies yang sama, masing-masing diwarnai untuk berbaur dengan vegetasi yang berbeda, adalah contoh variasi polimorfik.
Warisan
Keturunan adalah jumlah dari semua proses biologis dimana karakteristik tertentu ditransmisikan dari orang tua ke keturunannya.
Konsep pewarisan mencakup dua pengamatan yang tampaknya paradoks tentang organisme: keteguhan suatu spesies dari generasi ke generasi dan variasi antar individu dalam suatu spesies.
Konsistensi dan variasi sebenarnya adalah dua sisi mata uang yang sama, seperti yang jelas dari studi genetika.
Kedua aspek hereditas dapat dijelaskan oleh gen, unit fungsional materi hereditas yang ditemukan di dalam semua sel hidup.
Setiap anggota spesies memiliki satu set gen khusus untuk spesies itu.
Ini adalah set gen yang menyediakan keteguhan dari spesies.
Namun, di antara individu-individu dalam suatu spesies, variasi dapat terjadi dalam bentuk yang diambil masing-masing gen, memberikan dasar genetik untuk fakta bahwa tidak ada dua individu (kecuali kembar identik) yang memiliki sifat-sifat yang persis sama.
Himpunan gen yang diwariskan oleh keturunan dari kedua orang tua, kombinasi dari materi genetik satu sama lain, disebut genotipe.
Genotipe dikontraskan dengan fenotipe, yang merupakan penampilan luar organisme dan hasil perkembangan gennya.
Meskipun genotipe menentukan batas luas karakteristik yang dapat dikembangkan suatu organisme, karakteristik yang benar-benar berkembang bergantung pada interaksi kompleks antara gen dan lingkungannya.
Genotipe tetap konstan sepanjang hidup suatu organisme; namun, karena lingkungan internal dan eksternal tubuh terus berubah, begitu pula fenotipenya.
Ketika melakukan studi genetik, sangat penting untuk menemukan sejauh mana sifat yang dapat diamati dikaitkan dengan pola gen dalam sel dan sejauh mana ia muncul dari pengaruh lingkungan.
Karena gen merupakan bagian integral dari menjelaskan pengamatan herediter, genetika juga dapat didefinisikan sebagai studi tentang gen.
Penemuan tentang sifat gen telah menunjukkan bahwa gen menentukan dalam semua aspek organisme.
Untuk alasan ini, sebagian besar bidang penelitian biologi sekarang memiliki komponen genetik, dan studi genetika memegang posisi penting dalam biologi.
Penelitian genetika juga telah menunjukkan bahwa hampir semua organisme di planet ini memiliki sistem genetik yang sama, dengan gen yang didasarkan pada prinsip kimia yang sama dan bahwa fungsi sesuai dengan mekanisme yang sama.
Meskipun spesies berbeda dalam set gen yang dikandungnya, banyak gen serupa ditemukan dalam berbagai spesies.