A Punnett négyszög olyan vizuális eszköz, amelyet a genetika tudományában használnak annak meghatározására, hogy a gének mely kombinációi fordulhatnak elő a fogantatás során. A Punnett négyzet egy egyszerű négyzetrácsból áll, amely 2x2 (vagy nagyobb) rácsra van osztva. Ennek a rácsnak és a két szülő genotípusának ismeretében a tudósok felfedezhetik az utódok potenciális génkombinációit, és esetleg ismerhetnek néhány öröklött tulajdonságot is.
Lépés
Mielőtt elkezdené: Néhány fontos meghatározás
"Ha ki szeretné hagyni az" alapok "részt, és egyenesen a Punnett négyszöggel kapcsolatos vitához szeretne jutni, kattintson ide."
1. lépés: A gének fogalmának megértése
Mielőtt megtanulná, hogyan kell létrehozni és használni a Punnett négyszöget, ismernie kell néhány fontos alapot. Az első az az elképzelés, hogy minden élőlénynek (az apró mikrobáktól az óriás kék bálnákig) "génjei" vannak. A gének rendkívül bonyolult mikroszkopikus utasítássorozatok, amelyek minden organizmus testének szinte minden sejtjébe vannak kódolva. A gének felelősek a szervezet életének minden vonatkozásáért, beleértve a megjelenést, a viselkedést és így tovább.
Az egyik fontos fogalom, amelyet meg kell értenünk a Punnett négyszögekkel való együttműködés során, hogy "minden élőlény a génjeit a szüleitől kapja." Tudat alatt, lehet, hogy maga is tisztában van ezzel. Gondolj csak bele - vajon az általad ismert emberek többsége nem úgy néz ki, mint a szülei megjelenésében és viselkedésében?
2. lépés: Ismerje meg a szexuális reprodukció fogalmát
A legtöbb élőlény (nem mindegyik), amelyről tud ezen a világon, "nemi szaporodás" útján utódokat hoz létre. Feltétel, amikor a férfi és a női szülők adományozzák a megfelelő génjeiket utódok létrehozásához. Ebben az esetben a gyermek génjeinek fele mindkét szülőtől származik. A Punnett négyszög alapvetően egy módja annak, hogy grafikus formában bemutassuk ennek a félig géncserének a különböző lehetőségeit.
A nemi szaporodás nem az egyetlen létező reprodukciós forma. Egyes élőlények (például baktériumok) "ivartalan szaporodás" útján szaporodnak, ez az az állapot, amelyben a szülők saját gyermekeiket hozzák létre, társuk segítsége nélkül. Az ivartalan szaporodás során a gyermek összes génje csak az egyik szülőtől származik, így a szülő többé -kevésbé pontos másolatai
3. lépés: Az allélok fogalmának megértése a genetikában
Amint fentebb említettük, a szervezetben lévő gének alapvetően utasítások sorozata, amelyek a test minden sejtjét szabályozzák a túlélésre vonatkozóan. Valójában a kézikönyvtől eltérően a gének fejezetekre, szakaszokra és alszakaszokra is fel vannak osztva, a gén különböző részei külön -külön szabályozzák a funkciókat. Ha ezen „alszakaszok” bármelyike különbözik két organizmus között, akkor a kettő máshogy fog kinézni és viselkedni - például a genetikai különbségek miatt az egyik ember feketévé, a másik szőke lesz. Ugyanazon gén (humán gén) ezen különböző formáit "alléloknak" nevezik.
Mivel minden gyermek két génkészletet kap - mindegyik férfi és női szülő -, a gyermek minden allélhez kap két példányt
4. lépés. Ismerje meg a domináns és recesszív allélok fogalmát
Egy gyermek allélja nem mindig "osztozik" a gén erejében. Egyes allélok, amelyeket domináns alléloknak neveznek, alapértelmezés szerint a gyermek fizikai megjelenésében és viselkedésében nyilvánulnak meg (ezeket "kifejezettnek" nevezzük). Más, „recesszív” alléloknak nevezett allél csak akkor fejezhető ki, ha nincs párosítva egy domináns alléllel, amely képes „felülbírálni” őket. A Punnett négyzetet gyakran használják annak meghatározására, hogy a gyermek mekkora valószínűséggel kap domináns vagy recesszív allélt.
Mivel ezeket a géneket a domináns ale -k "felülmúlhatják", a recesszív allélok ritkábban expresszálódnak. Általában a gyermeknek örökölnie kell a recesszív allélt mindkét szülőjétől, hogy az allél kifejeződhessen. A recesszív tulajdonság gyakran használt példája a vérbetegségek - de ne feledje, hogy a recesszív allél nem jelenti a "rosszat"
1. módszer a 2 -ből: Monohybrid (Single Gene) keresztek megjelenítése
1. lépés Hozzon létre 2x2 rácsot
A legalapvetőbb Punnett négyzetek elkészítése meglehetősen egyszerű. Kezdje egy egyenlő oldalú téglalap rajzolásával, majd ossza fel a belsejét négy egyenlő rácsra. Ha elkészült, minden oszlopban két rácsnak kell lennie, és minden sorban két rácsnak.
2. lépés: A betűk segítségével jelenítse meg a szülő vagy forrás allélt minden sorban és oszlopban
A Punnett négyszögben az oszlopok az anyákhoz, a sorok az apákhoz vannak rendelve, vagy fordítva. Írja az egyes apák és anyák alléljait jelölő betűket minden sor és oszlop mellé. Használjon nagybetűket a domináns allélokhoz, és kisbetűket recesszív allélokhoz.
Egy példával sokkal könnyebb lesz megérteni. Tegyük fel például, hogy meg szeretné határozni annak valószínűségét, hogy egy adott házaspár gyerekei meg tudják tekerni a nyelvüket. Ezt "R" és "r" betűkkel ábrázoljuk - a domináns gén nagybetűje, a recesszív esetében pedig kisbetű. Ha mindkét szülő heterozigóta lenne (mindegyik allélból egy példányuk lenne), akkor egy "R" -t és egy "r" -t írnánk a rács tetejére, és egy "R" -t és egy "r" -t a rács bal oldalára. …
3. lépés. Írja be a betűket minden rácshoz a sorokba és az oszlopokba
Az egyes szülőktől kapott allélok kitöltése után a Punnett négyzet kitöltése egyszerűvé válik. Írja fel minden rácsra az apai és anyai allél kétbetűs génkombinációit. Más szóval, vegye ki a betűket az oszlopban és a sorban lévő rácsból, majd írja be mindkettőt a csatlakozó üres mezőbe.
- Ebben a példában töltse ki Punnett négyszögrácsunkat a következőképpen:
- A bal felső sarokban található doboz: „RR”
- A doboz a jobb felső sarokban: „Rr”
- Doboz bal alsó sarokban: „Rr”
- A doboz a jobb alsó sarokban: „rr”
- Vegye figyelembe, hogy általában a domináns allélt (nagybetűt) írják először.
4. lépés. Határozza meg az egyes potenciális utódok genotípusát
A Punnett négyzetben kitöltött minden doboz a szülők utódait jelképezi. Minden négyzet (és ezért minden utód) egyformán valószínű - más szóval, 2x2 rácsban minden negyedik lehetőségre 1/4 esély van. A Punnett négyszögben szereplő allélok különböző kombinációit genotípusoknak nevezzük. Míg a genotípusok genetikai különbségeket képviselnek, az utódok nem feltétlenül különböznek minden rácson (lásd az alábbi lépéseket).
- Példánkban a Punnett négyszögben a két szülő utódainak lehetséges genotípusai a következők:
- "Két domináns allél" (két R)
- „Egy domináns és egy recesszív allél” (R és r)
- „Egy domináns és egy recesszív allél” (R és r) - vegye figyelembe, hogy két rács van ezzel a genotípussal.
- „Két recesszív allél” (két r)
5. lépés Határozza meg az egyes potenciális utódok fenotípusát
A szervezetben a fenotípus a genotípusa alapján feltüntetett tényleges fizikai tulajdonság. Néhány példa a fenotípusokra, mint a szemszín, a hajszín és a vérbetegségek jelenléte - ezek fizikai tulajdonságok, amelyeket a gének "határoznak meg", de nem maguk a gének tényleges kombinációi. A potenciális utódok fenotípusát a gén jellemzői határozzák meg. A különböző géneknek eltérő szabályai lesznek fenotípusként való megnyilvánulásuk tekintetében.
- Példánkban tegyük fel, hogy az a gén, amely lehetővé teszi egy személy nyelvének forgatását, az uralkodó gén. Ez azt jelenti, hogy minden utód képes lesz forgatni a nyelvét, még akkor is, ha csak egy allél domináns. Ebben az esetben a lehetséges utódok fenotípusai a következők:
- A bal felső sarokban: „Képes a nyelv elforgatására (két R betű)”
- Jobbra fent: „Képes a nyelv görgetésére (egy R)”
- Bal alsó: „Képes a nyelv elforgatására (egy R)”
- Jobb alsó: „Nem lehet tekerni a nyelvet (nincs R)”
6. lépés. A rács segítségével határozza meg a különböző fenotípusok megjelenésének valószínűségét
A Punnett négyszög egyik leggyakoribb felhasználási módja annak meghatározása, hogy az utódok milyen valószínűséggel rendelkeznek egy adott fenotípussal. Mivel minden rács egyenértékű lehetséges genotípust képvisel, a lehetséges fenotípusokat úgy találhatja meg, hogy "ossza el az adott fenotípust tartalmazó rácsok számát a jelenlévő rácsok teljes számával".
- A példánkban szereplő Punnett négyszög azt állítja, hogy négy lehetséges génkombináció létezik bármely utód számára, e két szülőből. Ezek közül a kombinációk közül három nyelvre gördülő utódokat hoz létre. Ezért a fenotípusunk valószínűségei a következők:
- Az utódok képesek görgetni a nyelvet: 3/4 = „0,75 = 75%”
- Az utódok nem tudják görgetni a nyelvet: 1/4 = „0,25 = 25%”
2. módszer 2 -ből: Dihibrid kereszt megjelenítése (két gén)
1. lépés. Másolja át az alap 2x2 rács mindkét oldalát minden további génhez
Nem minden génkombináció olyan egyszerű, mint a fenti szakaszból származó alapvető monohybrid (egyetlen gén) keresztezések. Néhány fenotípust több gén is meghatároz. Ebben az esetben minden lehetséges kombinációval számolnia kell, ami nagyobb rács rajzolását jelenti.
- A Punnett négyszög alapszabálya, ha egynél több gén van: "szorozzuk meg a rács mindkét oldalát minden génnél, kivéve az elsőt". Más szóval, mivel az egygénes rács 2x2, a kétgénes rács 4x4, a háromgénes rács 8x8 stb.
- Hogy ezt a fogalmat könnyebben megértsük, kövessük a két gén példáját. Ez azt jelenti, hogy rajzolnunk kell egy „4x4” rácsot. Az ebben a szakaszban szereplő fogalmak három vagy több génre is vonatkoznak - ez a probléma egyszerűen nagyobb rácsot és további munkát igényel.
2. lépés. Hozzárendelő szülői gének hozzárendelése
Ezután keresse meg azokat a géneket, amelyeket mindkét szülő megoszt a vizsgált jellemzővel kapcsolatban. A sok érintett gén miatt minden szülő genotípusa az első mellett két további betűt kap minden génhez - a szövet szóval, négy betűt két génhez, hat betűt három génhez stb. Hasznos lehet, ha vizuális emlékeztetőként felírja az anya genotípusát a rács tetejére, és az apa genotípusát a bal oldalra (vagy fordítva).
Vegyünk egy klasszikus példát ennek a konfliktusnak a szemléltetésére. A borsónövénynek sima vagy ráncos babja lehet, sárga vagy zöld színű. A sima és a sárga domináns tulajdonság. Ebben az esetben használja az M és m karaktereket a domináns és recesszív ábrázolására a simaság érdekében, a K és k értékeket a sárgasághoz. Tegyük fel, hogy az anya genotípusa "MmKk", az apa génje pedig "MmKK"
Lépés 3. Írja fel a gének különböző kombinációit a felső és a bal oldalra
Most, a rács felső sora fölött és a bal szélső oszlop bal oldalán írja le a különböző allélokat, amelyekkel minden szülő hozzájárulhat. Mint egyetlen gén esetében, minden allél ugyanolyan valószínűséggel öröklődik. Mivel azonban sok gén létezik, minden oszlop és sor egynél több betűt kap: két betűt két génhez, három betűt három génhez stb.
- Ebben a példában fel kell sorolnunk a gének különböző kombinációit, amelyeket a szülők örökölhetnek MmKk genotípusukból. Ha megvan az MmKk gén az anyától a felső rács mentén és az apa MmKk génje a bal rácson, akkor az egyes gének alléljai a következők:
- A felső rács mentén: „MK, Mk, mK, mk”
- Le a bal oldalon: „MK, MK, mK, mK”
4. lépés. Töltsön ki minden rácsot minden allélkombinációval
Töltse ki a rácsot, mint amikor egyetlen génnel foglalkozik. Ezúttal azonban minden rács két további betűt tartalmaz minden génhez az első mellett: négy betűt két génhez, hat betűt három génhez. Általában az egyes rácsok betűinek számának meg kell egyeznie az egyes szülők genotípusának betűivel.
- Ebben a példában a következőképpen töltjük fel a meglévő rácsot:
- Felső sor: „MMKK, MMKk, MmKK, MmKk”
- Második sor: „MMKK, MMKk, MmKK, MmKk”
- Harmadik sor: „MmKK, MmKk, mmKK, mmKk”
- Alsó sor: „MmKK, MmKk, mmKK, mmKk”
5. lépés Keresse meg az egyes potenciális utódok fenotípusát
Ha több génnel szembesülünk, a Punnett négyszög minden egyes rácsja továbbra is minden lehetséges utód genotípusát képviseli - több lehetőség van, mint egyetlen gén. Az egyes rácsok fenotípusa ismét a kezelt géntől függ. Általában azonban a domináns tulajdonságoknak csak egy allél kifejezésére van szükségük, míg a recesszív tulajdonságokhoz "minden" recesszív allél szükséges.
- Ebben a példában, mivel a példában szereplő sima (M) és sárgaság (K) a borsónövény domináns vonásai, minden legalább egy M betűt tartalmazó rács egy sima fenotípusú növényt jelent, és minden rács legalább egy nagy K termést jelent. sárga fenotípus. A ráncos növényeknek két kisbetűs allélra, a zöld növényekre két kisbetűs k allélra van szükségük. Ebből az állapotból a következőket kapjuk:
- Felső sor: „Zökkenőmentes/sárga, Zökkenőmentes/sárga, Sima/sárga, Zökkenőmentes/sárga”
- Második sor: „Zökkenőmentes/sárga, Sima/sárga, Sima/sárga, Sima/sárga”
- Harmadik sor: „Sima/sárga, Sima/sárga, ráncos/sárga, ráncos/sárga”
- Alsó sor: „Sima/sárga, Sima/sárga, ráncos/sárga, ráncos/sárga”
6. lépés. A rács segítségével határozza meg az egyes fenotípusok valószínűségét
Ugyanazt a technikát használja, mint egyetlen gén kezelésénél annak megállapítására, hogy mindkét szülő minden utódja eltérő fenotípussal rendelkezhet. Más szóval, a fenotípust tartalmazó rácsok száma osztva a rácsok teljes számával megegyezik az egyes fenotípusok valószínűségével.
- Ebben a példában az egyes fenotípusok valószínűségei a következők:
- Az utódok sima és sárga színűek: 12/16 = “3/4 = 0,75 = 75%”
- Az utódok ráncosak és sárgák: 4/16 = „1/4 = 0,25 = 25%”
- Az utódok simaak és zöldek: 0/16 = „0%”
- Ráncokkal és zöldekkel jellemezhető utódok: 0/16 = „0%”
- Vegye figyelembe, hogy mivel lehetetlen, hogy minden utódnak két recesszív k allélja legyen, egyik utód sem zöld (0%).
Tippek
- Sietve? Próbálja ki a Punnett négyszög online számológépét (például ebben), amely képes létrehozni és kitölteni egy Punnett négyzetrácsot a megadott szülői gének alapján.
- Általában a recesszív tulajdonságok nem olyan gyakoriak, mint a domináns jellemzők. Vannak azonban olyan helyzetek, amikor ez a ritka tulajdonság növelheti egy szervezet alkalmasságát, és ezáltal a természetes szelekció révén elterjedtebbé válhat. Például az örökletes vérbetegségeket okozó recesszív vonás immunitást is ad a maláriának, ami szükségessé teszi a trópusi éghajlaton.
- Nem minden génnek csak két fenotípusa van. Például számos gén létezik, amelyeknek külön fenotípusa van a heterozigóta kombinációkhoz (egy domináns, egy recesszív).
