Περιεχόμενο
- Γενετικό λεξιλόγιο
- Χαρακτηριστικά, Γονίδια και Αλλέλια
- Γονότυποι και φαινότυποι
- Κυρίαρχα, Υπολειπόμενα και Συντονιστικά γονίδια
- Caveat: Υποθετικά αποτελέσματα έναντι πραγματικότητας
- Πώς να χρησιμοποιήσετε μια πλατεία Punnett
- Αριθμομηχανή πλατεία Punnett
Το 1905, ο Reginald Punnett δημοσίευσε Μεντελισμός, το πρώτο βιβλίο της σύγχρονης γενετικής. Κατά τη διάρκεια των σπουδών του, ο Punnett ανέπτυξε μια γραφική μέθοδο για την πρόβλεψη των αποτελεσμάτων των γενετικών σταυρών.
Αναφερόμενη τώρα ως πλατεία Punnett, αυτός ο διοργανωτής γραφικών παρέχει μια σχετικά απλή μέθοδο για την πρόβλεψη της πιθανότητας γονότυπων και φαινοτύπων.
Γενετικό λεξιλόγιο
Η κατανόηση του τρόπου εργασίας των τετραγώνων του Punnett απαιτεί εξοικείωση με ορισμένους εξειδικευμένους όρους. Πριν προχωρήσετε σε αυτό το τετραγωνικό μάθημα του Punnett, αφήστε να αναθεωρήσετε κάποιο λεξιλόγιο.
Χαρακτηριστικά, Γονίδια και Αλλέλια
Τα γνωρίσματα είναι κληρονομικά χαρακτηριστικά. Τα γονίδια φέρουν χαρακτηριστικά από τη μία γενιά στην άλλη. Ένας οργανισμός έχει δύο γονίδια για κάθε χαρακτηριστικό, κληρονόμημα ενός γονιδίου από κάθε γονέα. Οι αλληλόμορφες είναι παραλλαγές ενός γονιδίου.
Για παράδειγμα, ένα άτομο μπορεί να κληρονομήσει το γονίδιο για μπλε μάτια από έναν γονέα και το γονίδιο για καστανά μάτια από τον άλλο γονέα. Το άτομο έχει κληρονομήσει δύο διαφορετικά αλλήλια για το χρώμα των ματιών.
Γονότυποι και φαινότυποι
Ο ορισμός του γονότυπου στη βιολογία σημαίνει συνδυασμός γονιδίων οργανισμών. Ο φαινότυπος είναι η φυσική έκφραση του γονότυπου.
Το άτομο που κληρονομεί ένα αλληλόμορφο για καστανά μάτια και ένα αλληλόμορφο για τα μπλε μάτια έχει ένα υβρίδιο ή ετεροζυγωτικό γονότυπο, που σημαίνει δύο διαφορετικές εκδοχές ή αλληλόμορφα για το χρώμα των ματιών. Όλοι οι άλλοι παράγοντες, αυτό το φαινότυπο των ατόμων θα είναι καστανά μάτια.
Εάν και τα δύο κληρονομικά γονίδια είναι τα ίδια ή ομόζυγα, ο φαινότυπος θα δείξει αυτό το χαρακτηριστικό.
Κυρίαρχα, Υπολειπόμενα και Συντονιστικά γονίδια
Τα γνωρίσματα μπορούν να μεταφερθούν από κυρίαρχα, υπολειπόμενα ή συν-κυρίαρχα γονίδια.
Τα κυρίαρχα γνωρίσματα μάσκουν ή κρύβουν υπολειπόμενα χαρακτηριστικά, που σημαίνει ότι ενώ ένα άτομο μπορεί να κληρονομήσει δύο διαφορετικά αλλήλια για ένα χαρακτηριστικό, ο φαινότυπος ή η φυσική έκφραση του χαρακτηριστικού θα είναι για το κυρίαρχο αλληλόμορφο. Στην περίπτωση των αλλεργιών χρώματος μαύρου και μαύρου ματιού, το αλλήλιο καφέ ματιών κυριαρχεί πάνω από το υπολειπόμενο αλληλόμορφο μπλε μάτι.
Οι τύποι αίματος Α και Β είναι συν-κυρίαρχα γονίδια έτσι ένα άτομο που κληρονομεί ένα γονίδιο για αίμα τύπου Α και ένα γονίδιο για αίμα τύπου Β θα έχει αίμα τύπου ΑΒ.
Χρησιμοποιείται τυπική σημείωση κεφαλαία γράμματα να αντιπροσωπεύουν τα κυρίαρχα γνωρίσματα και πεζά γράμματα για να αντιπροσωπεύουν υπολειπόμενα χαρακτηριστικά.
Caveat: Υποθετικά αποτελέσματα έναντι πραγματικότητας
Τα κληρονομικά γονίδια αλληλεπιδρούν και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις σημαίνουν ότι οι φαινότυποι δεν ταιριάζουν πάντα με το αναμενόμενο αποτέλεσμα του κυρίαρχου αλληλόμορφου εναντίον μοντέλου υπολειπόμενου αλληλόμορφου που προβλέπεται από τα τετράγωνα του Punnett.
Πώς να χρησιμοποιήσετε μια πλατεία Punnett
Πριν από τη χρήση ενός τετραγώνου Punnett, πρέπει να προσδιοριστούν οι γονότυποι για κάθε γονέα.
Αν ο γονικός γονότυπος δεν είναι γνωστός, μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι γονοτύποι των παππούδων. Εάν ένας γονέας έχει καστανά μάτια, ένα αλλήλιο στον γονότυπο θα είναι για καφέ μάτια.
Το άλλο αλληλόμορφο μπορεί να είναι για καστανά μάτια, πράσινα μάτια ή μπλε μάτια. Εάν ένας παππούδες έχει καστανά μάτια και ο άλλος παππούς έχει μπλε μάτια, το δεύτερο αλληλόμορφο μπορεί να είναι για μπλε ή πράσινα μάτια αλλά όχι καστανά μάτια.
Σε γενικές γραμμές, τα κυρίαρχα χαρακτηριστικά εμφανίζονται συχνότερα στον φαινότυπο από τα υπολειπόμενα χαρακτηριστικά. Τα καστανά μαλλιά, γενικά, κυριαρχούν πάνω από ξανθά ή κόκκινα μαλλιά και είναι πολύ πιο συνηθισμένα στον παγκόσμιο πληθυσμό.
Ωστόσο, οι τοπικοί πληθυσμοί ενδέχεται να μην αντικατοπτρίζουν αυτήν την κυριαρχία, διότι το γενετική δεξαμενή μπορεί να περιλαμβάνει μεγάλο αριθμό ατόμων με ξανθά ή κόκκινα μαλλιά.
Ο γραφικός διοργανωτής που ονομάζεται πλατεία Punnett μπορεί να σχεδιαστεί ως τετράγωνο χωρισμένο σε τέταρτα ή σαν ένα πρότυπο πλαίσιο tic-tac-toe.
Μερικές φορές το πλαίσιο tic-tac-toe σχεδιάζεται με τη δεξιά πλευρά και την προστιθέμενη βάση, αλλά αυτά δεν είναι απαραίτητα.
Ο γονότυπος για τους γονείς περιέχει δύο αλληλόμορφα για κάθε χαρακτηριστικό. Για να υπολογίσετε την πιθανότητα των απογόνων που λαμβάνουν ένα αλληλόμορφο, και τα δύο αλληλόμορφα πρέπει να τοποθετούνται στην πλατεία Punnett. Τοποθετήστε αλλήλια από έναν γονέα στην άνω άκρη της πλατφόρμας Punnett και αλληλόμορφα από τον άλλο γονέα στην αριστερή πλευρά της πλατείας Punnett.
Θα πρέπει να υπάρχει ένα σύμβολο αλληλόμορφου πάνω σε κάθε στήλη τετραγώνων και ένα σύμβολο αλληλόμορφου στην αριστερή πλευρά κάθε σειράς τετραγώνων.
Αντιγράψτε το σύμβολο από την κορυφή κάθε στήλης σε κάθε τετράγωνο αυτής της στήλης. Αντιγράψτε το σύμβολο από την αριστερή πλευρά της γραμμής σε κάθε τετράγωνο της σειράς. Κάθε ένα από τα τετράγωνα πρέπει τώρα να έχει δύο σύμβολα.
Για παράδειγμα, εάν στην κορυφή της στήλης υπάρχει κεφαλαίο Β και το αριστερό άκρο της σειράς έχει πεζά β, τότε το τετράγωνο θα πρέπει να έχει το ζεύγος συμβόλων Bb.
Κάθε ένα από τα τέσσερα τετράγωνα περιέχει τώρα δύο σύμβολα αλληλόμορφων. Αυτά είναι τους πιθανούς γονότυπους. Εάν τα δύο σύμβολα είναι τα ίδια, ο γονότυπος είναι ομόζυγος.
Αν τα δύο σύμβολα είναι διαφορετικά, όπως ο Bb, ο γονότυπος είναι ετερόζυγος. Εάν και τα δύο σύμβολα είναι κεφαλαία γράμματα, όπως το ΒΒ, τότε ο γονότυπος είναι ομόζυγος κυρίαρχος. Αν και τα δύο σύμβολα είναι πεζά, όπως το bb, τότε ο γονότυπος είναι ομόζυγος υπολειπόμενος.
Υποθέτοντας ότι δεν υπάρχουν άλλοι γενετικοί παράγοντες, το κυρίαρχο αλληλόμορφο ελέγχει τη φυσική έκφραση κάθε γονότυπου. Με άλλα λόγια, εάν υπάρχει ένα κυρίαρχο γονίδιο (που εμφανίζεται με ένα κεφαλαίο γράμμα) στο ζεύγος γονότυπων, αυτό το χαρακτηριστικό θα εμφανιστεί στους απογόνους.
Για το χρώμα των ματιών, εάν το Β αντιπροσωπεύει καφέ μάτια και το b αντιπροσωπεύει τα μπλε μάτια, τότε ένας απόγονος που κληρονομεί το ζεύγος γονιδίων BB ή το ζεύγος γονιδίων Bb θα έχει καστανά μάτια. Για να έχουμε μπλε μάτια, και τα δύο κληρονομικά γονίδια πρέπει να είναι το ομόζυγο υποχωρητικό bb.
Σε έναν απλό ή μονοβάθμιο σταυρό για να αξιολογήσει ένα χαρακτηριστικό, υπάρχουν τέσσερα πιθανά αποτελέσματα. Εάν οι γονότυποι στα τετράγωνα είναι από ένα σταυρό ενός ομόζυγου κυρίαρχου BB και ενός ετεροζυγωτού Bb, τότε τα τέσσερα πιθανά αποτελέσματα είναι BB, BB, Bb και Bb.
Δύο από τα τέσσερα πιθανά αποτελέσματα ή το 50% των απογόνων έχουν τον ομόζυγο κυρίαρχο γονότυπο BB και δύο από τις τέσσερις πιθανές εκβάσεις ή το 50% των απογόνων έχουν τον ετεροζυγωτό γονότυπο Bb.
Ο υπολογισμός των πιθανών φαινοτύπων σημαίνει την αναζήτηση του κυρίαρχο γονίδιο. Στο παράδειγμα χρώματος ματιών, μετρήστε κάθε τετράγωνο με κεφαλαίο γράμμα. Στο παράδειγμα με τα αποτελέσματα BB, BB, Bb και Bb όπου το Β αντιπροσωπεύει καφέ μάτια και το b αντιπροσωπεύει τα μπλε μάτια, και τα τέσσερα τετράγωνα περιέχουν κυρίαρχο Β γονίδιο.
Και τα τέσσερα πιθανά αποτελέσματα ή το 100 τοις εκατό των απογόνων θα έχουν επομένως καφέ μάτια.
Αριθμομηχανή πλατεία Punnett
Διατίθενται ηλεκτρονικοί αριθμητικοί αριθμομηχανές Punnett. Για να χρησιμοποιήσετε αυτούς τους αριθμομηχανές, εισάγετε τους γονότυπους για τους γονείς και η αριθμομηχανή θα δημιουργήσει τους προκύπτοντες συνδυασμούς γονότυπου και φαινοτύπου.