- ลักษณะเฉพาะ
- มาตรฐานปฏิกิริยาจีโนไทป์
- จีโนไทป์ถูกกำหนดอย่างไร?
- เครื่องหมายที่ใช้มากที่สุด
- เทคนิคที่ใช้การจัดลำดับและการผสมพันธ์
- อ้างอิง
จีโนไทป์ถูกกำหนดให้เป็นชุดของยีน (มีอัลลีลของพวกเขา) รหัสที่เป็นลักษณะเฉพาะหรือลักษณะที่มีความโดดเด่นจากคนอื่น ๆ โดยฟังก์ชั่นที่เฉพาะเจาะจงหรือลำดับ อย่างไรก็ตามผู้เขียนบางคนยังให้คำจำกัดความว่าเป็นส่วนหนึ่งของจีโนมที่ก่อให้เกิดฟีโนไทป์หรือเป็นโครงสร้างอัลลิกของสิ่งมีชีวิต
แม้ว่าจะเกี่ยวข้องกัน แต่คำว่าจีโนไทป์และฟีโนไทป์ไม่ใช่สิ่งเดียวกัน ในแง่นี้ฟีโนไทป์ถูกกำหนดให้เป็นชุดของลักษณะที่มองเห็นได้ของสิ่งมีชีวิตซึ่งเป็นผลมาจากการแสดงออกของยีนและจีโนไทป์เป็นชุดของยีนที่ก่อให้เกิดฟีโนไทป์เฉพาะ
จีโนไทป์และฟีโนไทป์ (ที่มา: สถาบันวิจัยจีโนมมนุษย์แห่งชาติผ่านวิกิมีเดียคอมมอนส์) จีโนไทป์เป็นเพียงปัจจัยหนึ่งที่เกี่ยวข้องในการสร้างฟีโนไทป์เนื่องจากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อมและองค์ประกอบเอพิเจเนติกอื่น ๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับลำดับนิวคลีโอไทด์ พวกเขายังกำหนดลักษณะที่มองเห็นได้ของแต่ละบุคคล
ดังนั้นสิ่งมีชีวิตสองชนิดจึงมีจีโนไทป์เหมือนกันหากพวกมันอยู่ร่วมกลุ่มยีนเดียวกัน แต่สิ่งที่เหมือนกันนั้นไม่เป็นความจริงสำหรับสิ่งมีชีวิตสองชนิดที่เห็นได้ชัดว่ามีฟีโนไทป์เดียวกันเนื่องจากลักษณะที่คล้ายคลึงกันอาจเป็นผลมาจากยีนที่ต่างกัน
เป็นนักพฤกษศาสตร์ชาวเดนมาร์ก Wilhelm Johannsen ในปี 1909 ซึ่งเป็นคนแรกที่นำคำว่าจีโนไทป์และฟีโนไทป์มาใช้กับวิทยาศาสตร์ในหนังสือเรียนชื่อ "องค์ประกอบของทฤษฎีการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่แน่นอน" ซึ่งเป็นผลมาจาก ชุดการทดลองที่เขาทำข้ามเส้นข้าวบาร์เลย์และถั่วที่บริสุทธิ์
ผลงานของเขาซึ่งอาจได้รับแรงบันดาลใจจากสิ่งที่ดำเนินการเมื่อสองสามปีก่อนโดย Gregorio Mendel ซึ่งถือว่าเป็น "บิดาแห่งพันธุศาสตร์" ทำให้เขาสามารถชี้แจงได้ว่าจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตก่อให้เกิดฟีโนไทป์ผ่านกระบวนการพัฒนาที่แตกต่างกันและภายใต้อิทธิพลของ สิ่งแวดล้อม
ลักษณะเฉพาะ
จีโนไทป์ไม่เหมือนกับจีโนมทุกประการ นี่คือความแตกต่างระหว่างสองแนวคิด:
- "จีโนม" หมายถึงยีนทั้งหมดที่แต่ละคนได้รับมาจากพ่อแม่ของพวกเขาและวิธีการกระจายเหล่านี้บนโครโมโซมภายในนิวเคลียส
- "Genotype" เป็นคำที่ใช้ในการอ้างถึงตัวอย่างเช่นชุดของยีนและสายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดลักษณะเฉพาะซึ่งแต่ละคนมีความแตกต่างกันภายในประชากรหรือสายพันธุ์
แม้ว่าจะมีแนวโน้มที่จะได้รับการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการกลายพันธุ์ตลอดประวัติศาสตร์ชีวิตของสิ่งมีชีวิต แต่จีโนไทป์เป็นลักษณะที่ไม่เปลี่ยนแปลงของแต่ละบุคคลเนื่องจากในทางทฤษฎียีนที่ได้รับการถ่ายทอดจะเหมือนกันจากความคิด ถึงแก่ความตาย.
ในประชากรตามธรรมชาติอัลลีลที่ประกอบเป็นจีโนไทป์ที่กำหนดมีความถี่ในการปรากฏที่แตกต่างกัน นั่นคือบางส่วนปรากฏในประชากรมากกว่าคนอื่น ๆ และสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการกระจายสภาพแวดล้อมการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ฯลฯ
คำว่า "จีโนไทป์ป่า" เป็นคำจำกัดความของอัลลีลิกตัวแปรแรกที่พบในธรรมชาติ แต่ไม่จำเป็นต้องหมายถึงอัลลีลที่พบบ่อยที่สุดในประชากร และคำว่า "จีโนไทป์กลายพันธุ์" มักใช้เพื่อกำหนดอัลลีลเหล่านั้นนอกเหนือจากไวลด์
ในการเขียนจีโนไทป์มักใช้ตัวอักษรตัวพิมพ์ใหญ่และตัวพิมพ์เล็กเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างอัลลีลที่แต่ละคนมีอยู่ไม่ว่าจะเป็น homozygous หรือ heterozygous ตัวพิมพ์ใหญ่ใช้เพื่อกำหนดอัลลีลที่โดดเด่นและตัวพิมพ์เล็กสำหรับตัวถอย
มาตรฐานปฏิกิริยาจีโนไทป์
แต่ละคนได้รับยีนจากพ่อแม่ แต่ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ได้รับจากการแสดงออกของพวกเขาเนื่องจากสิ่งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยภายนอกหลายอย่างและประวัติพัฒนาการของพวกเขา
ตามนี้และอ้างถึงปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเท่านั้นจีโนไทป์สามารถก่อให้เกิดฟีโนไทป์ได้มากกว่าหนึ่งฟีโนไทป์ ชุดของ "ผลลัพธ์" ที่เป็นไปได้ของปฏิสัมพันธ์ของจีโนไทป์เฉพาะกับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันคือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า "บรรทัดฐานปฏิกิริยาจีโนไทป์"
บรรทัดฐานของปฏิกิริยาของจีโนไทป์คือชนิดของ "การหาปริมาณ" หรือการลงทะเบียนของลักษณะที่มองเห็นได้ซึ่งได้รับจากปฏิสัมพันธ์ของจีโนไทป์กับสภาพแวดล้อมบางอย่าง สามารถแสดงเป็นกราฟหรือตารางที่ "ทำนาย" ผลลัพธ์ที่เป็นไปได้
เป็นที่ชัดเจนว่าบรรทัดฐานของปฏิกิริยาหมายถึงจีโนไทป์บางส่วนฟีโนไทป์บางส่วนและปัจจัยแวดล้อมบางส่วนเท่านั้นเนื่องจากในทางปฏิบัติเป็นเรื่องยากมากที่จะทำนายปฏิสัมพันธ์ทั้งหมดและผลลัพธ์ทั้งหมดได้อย่างแน่นอน
จีโนไทป์ถูกกำหนดอย่างไร?
การกำหนดจีโนไทป์หรือ "จีโนไทป์" สิ่งมีชีวิตหรือประชากรของบุคคลในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันให้ข้อมูลที่มีค่ามากมายเกี่ยวกับชีววิทยาวิวัฒนาการชีววิทยาของประชากรอนุกรมวิธานนิเวศวิทยาและความหลากหลายทางพันธุกรรม
ในจุลินทรีย์เช่นแบคทีเรียและยีสต์เนื่องจากมีอัตราการเพิ่มจำนวนและการกลายพันธุ์สูงกว่าสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ส่วนใหญ่การกำหนดและการทราบจีโนไทป์ทำให้สามารถควบคุมเอกลักษณ์ของโคโลนีในคอลเลคชันรวมทั้งกำหนดลักษณะบางอย่างของ ระบาดวิทยานิเวศวิทยาและอนุกรมวิธานเหมือนกัน
ในการกำหนดจีโนไทป์นั้นจำเป็นต้องได้รับตัวอย่างสิ่งมีชีวิตที่คุณต้องการใช้งานและประเภทของตัวอย่างที่ต้องการจะขึ้นอยู่กับสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด ตัวอย่างเช่นในสัตว์ตัวอย่างสามารถนำมาจากเนื้อเยื่อที่แตกต่างกัน: หางหูอุจจาระผมหรือเลือด
จีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตสามารถกำหนดได้โดยการทดลองด้วยการใช้เทคนิคสมัยใหม่บางอย่างซึ่งจะขึ้นอยู่กับตำแหน่งจีโนมของยีนที่จะศึกษางบประมาณและเวลาความสะดวกในการใช้งานและระดับประสิทธิภาพที่ต้องการ
ปัจจุบันเทคนิคที่ใช้ในการสร้างจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิต ได้แก่ การใช้และการวิเคราะห์เครื่องหมายโมเลกุลเพื่อตรวจหาโพลีมอร์ฟิสในดีเอ็นเอและเทคนิคขั้นสูงอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการจัดลำดับจีโนม
เครื่องหมายที่ใช้มากที่สุด
ในบรรดาเครื่องหมายที่ใช้มากที่สุดเราพบสิ่งต่อไปนี้:
- RFLPs (ความหลากหลายของความยาวส่วน จำกัด )
- AFLPs (รูปแบบความยาวส่วนขยายที่ขยาย)
- RAPDs (ดีเอ็นเอโพลีมอร์ฟิกที่ขยายแบบสุ่ม)
- Microsatellites หรือ SSR (ซ้ำลำดับเดียว)
- ASAPs (ไพรเมอร์ที่เกี่ยวข้องกับอัลลีลเฉพาะ)
- SNPs (โพลีมอร์ฟิสนิวคลีโอไทด์เดี่ยว)
เทคนิคที่ใช้การจัดลำดับและการผสมพันธ์
และในบรรดาเทคนิคที่ใช้การจัดลำดับโพรบและการผสมพันธุ์เฉพาะ ได้แก่ :
- จัดลำดับโดยวิธีแซงเจอร์
- จีโนไทป์ประสิทธิภาพสูง
- เรียงความ "GoldenGate" ของ Illumina
- การสร้างยีนโดยการจัดลำดับ (GBS)
- การทดสอบ TaqMan
- ลำดับรุ่นต่อไป
- ไมโครเรย์
- ลำดับจีโนมทั้งหมด
อ้างอิง
- Griffiths, A. , Wessler, S. , Lewontin, R. , Gelbart, W. , Suzuki, D. , & Miller, J. (2005) ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการวิเคราะห์ทางพันธุกรรม (ฉบับที่ 8) ฟรีแมน WH & Company
- Klug, W. , Cummings, M. , & Spencer, C. (2006). แนวคิดของพันธุศาสตร์ (ฉบับที่ 8) นิวเจอร์ซีย์: การศึกษาของเพียร์สัน.
- กว๊กป. - ย. (2001) วิธีการในการ Genotyping Single Nucleotide Polymorphisms Annu รายได้ Genomics Hum. จำพวก , 2 (11), 235–258
- Mahner, M. , & Kary, M. (1997). จีโนมจีโนไทป์และฟีโนไทป์คืออะไรกันแน่? แล้ว Phenomes ล่ะ? J. Theor. จิตเวช, 186, 55-63
- Mueller, UG และ Wolfenbarger, LL (1999) การสร้างยีนและการพิมพ์ลายนิ้วมือของ AFLP ต้นไม้, 14 (10), 389–394.
- สถาบันสุขภาพแห่งชาติ สืบค้นเมื่อ 14 พฤษภาคม 2019 จาก www.nih.gov/
- Patel, DA, Zander, M. , Dalton-morgan, J. , & Batley, J. (2015). ความก้าวหน้าในการสืบพันธุ์ของพืช: อนาคตจะพาเราไปที่ใด ใน J. Batley (Ed.), Plant Genotyping: Methods and Protocols (Vol. 1245, pp.1-11). นิวยอร์ก: Springer Science + Business Media, New York
- เพียร์ซบี. (2555). พันธุศาสตร์: แนวทางเชิงแนวคิด ฟรีแมน WH & Company
- Schleif, R. (1993). พันธุศาสตร์และอณูชีววิทยา (2nd ed.). แมริแลนด์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกินส์
- Tümmler, B. (2014). วิธีการสร้างยีน ใน A. Filloux & JL Ramos (Eds.), Methods in Molecular Biology (Vol. 1149, pp. 33–47) นิวยอร์ก.
- Yang, W. , Kang, X. , Yang, Q. , Lin, Y. , & Fang, M. (2013). ทบทวนการพัฒนาวิธีการจีโนไทป์เพื่อประเมินความหลากหลายของสัตว์ในฟาร์ม วารสารสัตวศาสตร์และเทคโนโลยีชีวภาพ, 4 (2), 2–6.