رمزگشایی وراثت، تفاوت ژنوتیپ و فنوتیپ در چیست؟

از زمانی که راهب اتریشی، گرگور مندل، آزمایش‌های اصلاح نژاد با انتخاب مصنوعی را بر روی گیاهان نخود فرنگی انجام داد، درک چگونگی انتقال صفات از یک نسل به نسل دیگر به یک زمینه مهم در زیست‌شناسی تبدیل شد. ژنتیک اغلب به عنوان راهی برای توضیح تکامل به کار می‌رود، حتی اگر چارلز داروین هنگام ارائه نظریه اولیه تکامل، نحوه عملکرد آن را نمی‌دانست.

با گذشت زمان و توسعه فناوری، پیوند بین تکامل و ژنتیک آشکارتر شد. امروزه، حوزه ژنتیک بخش بسیار مهمی از سنتز مدرن نظریه تکامل است و نقش کلیدی در فهم تغییرات و سازگاری موجودات زنده ایفا می‌کند.

اصطلاحات کلیدی: ژنوتیپ و فنوتیپ

برای درک نقش ژنتیک در تکامل، آگاهی از تعاریف صحیح اصطلاحات اساسی ژنتیک ضروری است. دو اصطلاح رایج که به طور مکرر مورد استفاده قرار می‌گیرند، ژنوتیپ و فنوتیپ هستند. اگرچه هر دو اصطلاح به صفات نشان داده شده توسط افراد مربوط می‌شوند، اما در معنای خود تفاوت‌هایی دارند که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.

ژنوتیپ چیست؟

ژنوتیپ به زبان ساده، ساختار ژنتیکی یک موجود زنده است. این اصطلاح از کلمات یونانی "genos" به معنی "تولد" و "typos" به معنی "علامت" گرفته شده است و در واقع نشان‌دهنده ترکیب ژنتیکی ارثی یک فرد است.

بیشتر ژن‌ها از دو یا چند الل مختلف (شکل‌های مختلف یک ژن) تشکیل شده‌اند. این الل‌ها با هم ترکیب می‌شوند تا یک ژن را بسازند. ژن حاصل، صفتی را بیان می‌کند که در آن جفت الل غالب است. همچنین ممکن است ترکیبی از صفات یا نمایش یکسان هر دو صفت، بسته به ویژگی مورد نظر، بروز پیدا کند. ترکیب این دو الل، ژنوتیپ یک موجود زنده را تشکیل می‌دهد.

ژنوتیپ معمولاً با استفاده از دو حرف نمادگذاری می‌شود. الل غالب با یک حرف بزرگ و الل مغلوب با همان حرف، اما به صورت کوچک، نشان داده می‌شود. به عنوان مثال، در آزمایش‌های گرگور مندل با گیاهان نخود فرنگی، گل‌ها یا بنفش (صفت غالب) یا سفید (صفت مغلوب) بودند. یک گیاه نخود فرنگی با گل بنفش ممکن است ژنوتیپ PP یا Pp داشته باشد. یک گیاه نخود فرنگی با گل سفید دارای ژنوتیپ pp خواهد بود.

فنوتیپ چیست؟

فنوتیپ به صفتی گفته می‌شود که به دلیل کدگذاری در ژنوتیپ، بروز پیدا می‌کند. به عبارت دیگر، فنوتیپ ویژگی‌های فیزیکی و قابل مشاهده یک موجود زنده است.

برای مثال، در گیاهان نخود فرنگی، اگر الل غالب برای گل بنفش در ژنوتیپ وجود داشته باشد، فنوتیپ بنفش خواهد بود. حتی اگر ژنوتیپ شامل یک الل رنگ بنفش و یک الل رنگ سفید مغلوب باشد، باز هم فنوتیپ گل بنفش خواهد بود. در این حالت، الل غالب بنفش، الل مغلوب سفید را پنهان می‌کند.

ارتباط بین ژنوتیپ و فنوتیپ

ژنوتیپ یک فرد، فنوتیپ او را تعیین می‌کند. با این حال، همیشه نمی‌توان با نگاه کردن به فنوتیپ، ژنوتیپ را تشخیص داد.

با استفاده از مثال گیاه نخود فرنگی با گل‌های بنفش، نمی‌توان با نگاه کردن به یک گیاه متوجه شد که ژنوتیپ آن از دو الل بنفش غالب تشکیل شده است یا یک الل بنفش غالب و یک الل سفید مغلوب. در هر دو حالت، فنوتیپ گل بنفش خواهد بود.

برای تعیین ژنوتیپ واقعی، می‌توان تاریخچه خانوادگی گیاه را بررسی کرد یا آن را با یک گیاه گل سفید تلاقی داد (تلاقی آزمایشی). بررسی فرزندان حاصل از این تلاقی، مشخص می‌کند که آیا الل مغلوب پنهانی وجود دارد یا خیر. اگر تلاقی آزمایشی منجر به تولید فرزندان مغلوب شود، ژنوتیپ گل والد باید هتروزیگوت (دارای یک الل غالب و یک الل مغلوب) باشد.