Fenotipo: características fenotípicas, ejemplos
El término fenotipo significa literalmente “la forma que se muestra”, y puede definirse como el conjunto de características visibles de un organismo que son resultado de la expresión de sus genes y de su interacción con el medio ambiente que lo rodea.
De acuerdo con Manher y Kary en 1997, el fenotipo de un organismo es simplemente un conjunto de todos los tipos de rasgos o caracteres que posee él o alguno de sus subsistemas. Hace referencia a cualquier tipo de característica física, fisiológica, bioquímica, ecológica o incluso del comportamiento.
Este autor considera, entonces, que un fenotipo cualquiera es el resultado de la expresión de un subconjunto dentro del genotipo de un organismo que se desarrolla en un medio ambiente en particular.
Considerado como el “padre de la genética”, Gregor Mendel, hace más de 150 años, fue el primero en estudiar y describir las características heredables de los organismos, solo que sin acuñar los términos modernos que se emplean hoy en día.
Fue en la primera década de los años 1900 cuando Wilhelm Johannsen introdujo en la ciencia los conceptos fundamentales de fenotipo y genotipo. Desde entonces estos han sido objeto de muchos debates, ya que diversos autores los emplean con propósitos diferentes y algunos textos presentan ciertas inconsistencias con respecto a su uso.
Índice del artículo
Desde el punto de vista de algunos autores, el fenotipo es la expresión física de un caracter en un individuo y está determinada genéticamente. La mayor parte de los fenotipos son producidos por la acción concertada de más de un gen, y un mismo gen puede participar en el establecimiento de más de un fenotipo específico.
Las características fenotípicas pueden ser contempladas en varios niveles, ya que se puede hablar de una especie, de una población, de un individuo, de un sistema dentro de dicho individuo, de las células de alguno de sus órganos e incluso de las proteínas y orgánulos internos de una célula determinada.
Si, por ejemplo, se habla de una especie de ave, se pueden definir numerosas características fenotípicas: color del plumaje, sonido del canto, etología (comportamiento), ecología, etc., y estos y otros rasgos pueden distinguirse en cualquier población de esta especie.
Así pues, es fácil asegurar que un individuo de esta especie hipotética de ave poseerá también características fenotípicas que lo harán visible y cuantificablemente diferente a otros individuos en una misma población, tanto a nivel macro como a nivel microscópico.
Esto es aplicable para todos los organismos vivos: unicelulares o pluricelulares, animales o plantas, hongos, bacterias y arqueas, ya que no existen dos individuos idénticos, aunque estos compartan las mismas secuencias de ADN.
Dos individuos pueden tener características fenotípicas parecidas que no resultan de la expresión de los mismos genes. No obstante, aunque dos individuos provengan de un organismo cuya reproducción es asexual (“clones”), estos dos nunca serán fenotípicamente idénticos.
Este hecho se debe a que existen múltiples mecanismos que regulan las características fenotípicas de un organismo que no dependen de la modificación de la secuencia del ADN genómico; es decir, que participan en la regulación de la expresión de los genes que dictarán un determinado fenotipo.
Estos mecanismos se conocen como mecanismos epigenéticos (“epi” del prefijo griego “sobre” o “en”); y por lo general tienen que ver con la metilación (adición de un grupo metilo (CH3) a la base citosina del ADN) o con la modificación de la cromatina (el complejo de proteínas histonas y ADN que forma los cromosomas).
El genotipo contiene todas las instrucciones genéticas necesarias para la construcción de todos los tipos de tejidos en un animal o en una planta, pero es la epigenética la que determina cuáles instrucciones se “leen” y se llevan a cabo en cada caso, dando origen al fenotipo observable de cada individuo.
Los mecanismos epigenéticos están controlados frecuentemente por los factores ambientales a los que está sometido constantemente un individuo durante su ciclo de vida. No obstante, estos mecanismos pueden pasar de una generación a otra sin importar que el estímulo inicial haya sido eliminado.
Así, aunque muchas diferencias fenotípicas tienen que ver con la presencia de un genotipo subyacente diferente, la epigenética también juega un importante papel en la regulación de la expresión de los genes allí contenidos.
El fenotipo se refiere a toda característica que se expresa en un organismo que habita en un ambiente determinado como resultado de la expresión de un conjunto de genes en su interior. Por otro lado, el genotipo tiene que ver con el compendio de genes heredados que posee un organismo, se expresen o no.
El genotipo es una característica invariable, puesto que el conjunto de genes que hereda un organismo es básicamente el mismo desde su concepción hasta su muerte. El fenotipo, por el contrario, puede, y de hecho cambia continuamente a lo largo de la vida de los individuos. Entonces, la estabilidad del genotipo no implica un fenotipo invariable.
A pesar de estas diferencias y pese a la gran influencia ambiental que existe, es posible inferir un fenotipo al analizar su genotipo, puesto que este es, en primera instancia, el que determina el fenotipo. En pocas palabras, el genotipo es el que determina el potencial para el desarrollo del fenotipo.
Un buen ejemplo acerca de la influencia del entorno ambiental sobre el establecimiento de un fenotipo es el que se da en los gemelos idénticos (monocigóticos) que comparten tanto la totalidad de su ADN, como el útero, la familia y el hogar; y muestran, sin embargo, características fenotípicas diametralmente opuestas en comportamiento, personalidad, enfermedades, coeficiente intelectual y otros.
Las bacterias son otro ejemplo clásico de la variación fenotípica relacionada con el ambiente, puesto que estas tienen complejos mecanismos para responder a condiciones ambientales que cambian rápida y continuamente. Por ello es posible encontrar en una misma población bacteriana subpoblaciones estables que presentan fenotipos diferentes.
Las plantas pueden ser contempladas como los organismos que más explotan los mecanismos epigenéticos para el control del fenotipo: una planta que crece en un ambiente húmedo y caluroso exhibe rasgos (fenotipo) diferentes a los que la misma planta exhibirá en un ambiente frío y seco, por ejemplo.
Ejemplo de fenotipo también es la forma y color de las flores en las plantas, el tamaño y la forma de las alas en los insectos, el color de los ojos en los seres humanos, el color del pelaje de los perros, la talla y la estatura de los humanos, el color de los peces, etc.
- Griffiths, A., Wessler, S., Lewontin, R., Gelbart, W., Suzuki, D., & Miller, J. (2005). An Introduction to Genetic Analysis (8th ed.). Freeman, W. H. & Company.
- Klug, W., Cummings, M., & Spencer, C. (2006). Concepts of Genetics (8th ed.). New Jersey: Pearson Education.
- Mahner, M., & Kary, M. (1997). What Exactly Are Genomes, Genotypes and Phenotypes ? And What About Phenomes ? J. Theor. Biol., 186, 55–63.
- Pierce, B. (2012). Genetics: A Conceptual Approach. Freeman, W. H. & Company.
- Rodden, T. (2010). Genetics For Dummies (2nd ed.). Indianapolis: Wiley Publishing, Inc.
- Smits, W. K., Kuipers, O. P., & Veening, J. (2006). Phenotypic variation in bacteria: the role of feedback regulation. Nature Reviews Microbiology, 4, 259–271.
- Szyf, M., Weaver, I., & Meaney, M. (2007). Maternal care , the epigenome and phenotypic differences in behavior. Reproductive Toxicology, 24, 9–19.
- Wong, A. H. C., Gottesman, I. I., & Petronis, A. (2005). Phenotypic differences in genetically identical organisms: the epigenetic perspective. Human Molecular Genetics, 14(1), 11–18.