Понятие о геноме, генотипе, фенотипе

Геном — совокупность генов, характерных для гаплоидного набора хромосом данного вида. При оплодотворении геномы родителей объединяются и образуют клеточный генотип зиготы.

Генотип — совокупность всех генов организма (генетическая конституция). Из генотипа зиготы в процессе онтогенеза возникает много сотен различных клеточных фенотипов. Отдельные клеточные фенотипы формируют фенотип всего организма. Весь процесс жизни от образования зиготы до естественной смерти контролируется генами. Генотип постоянно испытывает воздействие внешней среды, он взаимодействует со средой, что приводит к формированию всех признаков и свойств организма.

Фенотип — все признаки организма, формирующиеся в результате взаимодействия генотипа и среды. Свойства любого организма зависят от генотипа и от среды, поэтому формирование организма — результат взаимодействия генетических факторов и факторов внешней среды.

Генотипичная изменчивость

Генотипическую изменчивость подразделяют накомбинативную и мутационную.

Комбинативная изменчивость. Известно, что дети обычно похожи на своих родителей, однако они никогда не являются их точной копией. Кроме того, дети одних и тех же родителей могут заметно различаться между собой.

Эта причина может заключаться либо в различии условий, в которых происходило развитие организмов, либо в различии генотипов этих организмов. Влияние среды на живые организмы мы рассмотрели в предыдущем параграфе. Здесь постараемся разобраться, с чем могут быть связаны различия генотипов у родственных организмов.

Первая причина таких отличий — возникновение у новых организмов новых сочетании генов, которые имелись у родителей. Такая изменчивость называется комбинативной.

В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов. Источниками комбинативной изменчивости служат три процесса:

• 1. независимое расхождение гомологичных хромосом в анафазе I мейоза. Именно независимое комбинирование хромосом при мейозе является основой третьего закона Менделя. Появление зеленых гладких и желтых морщинистых семян в F2 от скрещивания растений с желтыми гладкими и зелеными морщинистыми семенами — пример комбинативной изменчивости;
• 2. обмен участками гомологичных хромосом, или кроссинговер;
• 3. случайное сочетание гамет при оплодотворении.

Эти три источника комбинативной изменчивости действуют независимо и одновременно, обеспечивая при этом постоянную «перестановку» генов. В результате это приводит к появлению в фенотипе новых комбинаций признаков у гибридов. Структура генов при этом не изменяется.

Комбинативная изменчивость является важнейшим источником разнообразия живых организмов. Однако, перечисленные выше источники изменчивости не порождают крупных изменений в генотипе, которые необходимы, согласно эволюционной теории, для возникновения новых видов. Такие изменения возникают в результате мутаций, которые являются второй причиной наследственной изменчивости организмов.