Pătratele Punnett sunt instrumente vizuale utilizate în știința geneticii pentru a determina combinațiile posibile de gene care vor apărea la fertilizare. Un pătrat Punnett este format dintr-o rețea pătrată simplă împărțită în 2x2 (sau mai multe) spații. Cu această rețea și cunoașterea genotipurilor ambilor părinți, oamenii de știință pot descoperi combinațiile potențiale de gene pentru descendenți și chiar șansele de a prezenta anumite trăsături moștenite.
Pași
Înainte de a începe: definiții importante
Pentru a omite această secțiune „de bază” și a merge direct la pașii de utilizare a pătratului Punnett, faceți clic aici.
Pasul 1. Înțelegeți conceptul de gene
Înainte de a învăța cum să creați și să utilizați pătrate Punnett, este necesar să scoateți câteva elemente de bază importante. Prima este ideea că toate ființele vii (de la microbi mici până la balene albastre gigantice) au gene. Genele sunt seturi incredibil de complexe, microscopice, de instrucțiuni codificate în aproape fiecare celulă din corpul unui organism. Genele sunt responsabile, într-un fel, de aproape fiecare aspect al vieții unui organism, inclusiv modul în care arată, modul în care se comportă și multe, mult mai multe.
Un concept important de înțeles atunci când lucrezi cu pătrate Punnett este că lucrurile vii își obțin genele de la părinți. Probabil că sunteți deja conștient de acest subconștient. Gândiți-vă - oamenii pe care îi cunoașteți nu par să fie similari cu părinții lor în modul în care arată și acționează, în general?
Pasul 2. Înțelegeți conceptul de reproducere sexuală
Majoritatea (dar nu toate) organismele de care sunteți conștienți în lumea din jurul vostru creează copii prin reproducere sexuală. Adică, un părinte de sex feminin și un părinte de sex masculin contribuie fiecare la genele lor pentru a face un copil cu aproximativ jumătate din genele sale de la fiecare părinte. Un pătrat Punnett este în esență un mod de a arăta diferitele posibilități care pot apărea din acest schimb pe jumătate și jumătate de gene sub forma unui grafic.
Reproducerea sexuală nu este singura formă de reproducere existentă. Unele organisme (la fel ca multe tulpini de bacterii) se reproduc prin reproducere asexuată, care este atunci când un părinte creează un copil singur. În reproducerea asexuată, toate genele copilului provin de la un părinte, deci copilul este mai mult sau mai puțin o copie a părintelui său
Pasul 3. Înțelegeți conceptul de alele
După cum sa menționat mai sus, genele unui organism sunt practic un set de instrucțiuni care spun fiecărei celule din corpul organismului cum să trăiască. De fapt, la fel ca un manual de instrucțiuni este împărțit în diferite capitole, secțiuni și subsecțiuni, diferite părți ale genelor unui organism îi spun cum să facă lucruri diferite. Dacă una dintre aceste „subsecțiuni” este diferită între două organisme, cele două organisme pot arăta sau se pot comporta diferit - de exemplu, diferențele genetice pot determina o persoană să aibă părul negru și alta să aibă părul blond. Aceste forme diferite ale aceleiași gene se numesc alele.
Deoarece un copil primește două seturi de gene - unul de la fiecare părinte - va avea două copii ale fiecărei alele
Pasul 4. Înțelegeți conceptul de alele dominante și recesive
Alelele unui copil nu „împărtășesc” întotdeauna puterea lor genetică. Unele alele, numite alele dominante, se vor manifesta în aspectul și comportamentul copilului (numim acest lucru „fiind exprimat”) în mod implicit. Altele, numite alele recesive, vor fi exprimate numai dacă nu sunt asociate cu o alelă dominantă care le poate „suprascrie”. Pătratele Punnett sunt adesea folosite pentru a determina cât de probabil este un copil să primească o alelă dominantă sau recesivă.
Deoarece pot fi „suprascrise” de alelele dominante, alelele recesive tind să fie exprimate mai rar. În general, un copil va trebui să obțină o alelă recesivă de la ambii părinți pentru ca alela să fie exprimată. O afecțiune a sângelui numită anemie falciformă este un exemplu frecvent utilizat de trăsătură recesivă - rețineți, totuși, că alelele recesive nu sunt „rele” prin definiție
Metoda 1 din 2: Afișarea unei cruci monohibride (o genă)
Pasul 1. Faceți o grilă pătrată de 2x2
Cele mai elementare pătrate Punnett sunt destul de simple de configurat. Începeți prin a desena un pătrat de dimensiuni bune, apoi împărțiți acel pătrat în patru cutii uniforme. Când ați terminat, ar trebui să existe două pătrate în fiecare coloană și două pătrate în fiecare rând.
Pasul 2. Folosiți litere pentru a reprezenta alelele părinte pentru fiecare rând și coloană
Pe un pătrat Punnett, coloanele sunt atribuite mamei și rândurile tatălui sau invers. Scrieți o scrisoare lângă fiecare rând și coloană care să reprezinte fiecare dintre alelele mamei și ale tatălui. Folosiți litere mari pentru alelele dominante și minuscule pentru alelele recesive.
-
Acest lucru este mult mai ușor de înțeles cu un exemplu. De exemplu, să presupunem că doriți să determinați șansele ca copilul unui cuplu să poată să-și rostogolească limba. Putem reprezenta acest lucru cu literele R și r - majuscule pentru gena dominantă și minuscule pentru recesiv. Dacă ambii părinți sunt heterozigoți (au câte un exemplar din fiecare alelă), am scrie unul „R” și unul „r” de-a lungul vârfului grilei și unul „R” și unul „r” de-a lungul părții stângi a grilei.
Lucrați cu Punnett Squares Pasul 7 Pasul 3. Scrieți literele pentru rândul și coloana fiecărui spațiu
Odată ce ați aflat alelele pe care fiecare părinte le contribuie, completarea pătratului dvs. Punnett este ușoară. În fiecare pătrat, scrieți combinația de gene din două litere dată din alelele mamei și ale tatălui. Cu alte cuvinte, luați litera din coloana spațiului și litera din rândul său și scrieți-le împreună în spațiu.
- În exemplul nostru, ne-am completa pătratele astfel:
- Pătratul din stânga sus: RR
- Pătratul din dreapta sus: Rr
- Pătratul din stânga jos: Rr
- Pătratul din dreapta jos: rr
- Observați că, în mod tradițional, alelele dominante (majuscule) sunt scrise mai întâi.
Lucrați cu Punnett Squares Pasul 8 Pasul 4. Determinați genotipul fiecărui descendent potențial
Fiecare pătrat al unui pătrat Punnett completat reprezintă o descendență pe care cei doi părinți o pot avea. Fiecare pătrat (și, prin urmare, fiecare descendență) este la fel de probabil - cu alte cuvinte, pe o grilă 2x2, există o posibilitate de 1/4 pentru oricare dintre cele patru posibilități. Diferitele combinații de alele reprezentate pe un pătrat Punnett se numesc genotipuri. Deși genotipurile reprezintă diferențe genetice, descendenții nu vor rezulta neapărat diferit pentru fiecare pătrat (vezi pasul de mai jos).
- În exemplul nostru din pătratul Punnett, genotipurile posibile pentru o descendență a acestor doi părinți sunt:
- Două alele dominante (din cele două R)
- O alelă dominantă și una recesivă (din R și r)
- O alelă dominantă și una recesivă (din R și r) - observați că există două pătrate cu acest genotip
- Două alele recesive (din cele două rs)
Lucrați cu Punnett Squares Pasul 9 Pasul 5. Determinați fenotipul fiecărui descendent potențial
Fenotipul unui organism este trăsătura fizică reală pe care o afișează pe baza genotipului său. Doar câteva exemple de fenotipuri includ culoarea ochilor, culoarea părului și prezența anemiei falciforme - toate acestea sunt trăsături fizice determinate de gene, dar niciuna nu este combinația de gene propriu-zisă. Fenotipul pe care îl va avea un descendent potențial este determinat de caracteristicile genei. Diferite gene vor avea reguli diferite pentru modul în care se manifestă ca fenotipuri.
- În exemplul nostru, să spunem că gena care permite cuiva să-și rostogolească limba este dominantă. Aceasta înseamnă că orice descendenți își vor putea rostogoli limba chiar dacă doar una dintre alelele lor este dominantă. În acest caz, fenotipurile potențialilor descendenți sunt:
- Stânga sus: Poate rula limba (două R)
- Sus în dreapta: Poate rula limba (o R)
- Stânga jos: Poate rula limba (o R)
- Dreapta-jos: Nu se poate roti limba (zero Rs)
Lucrați cu Punnett Squares Pasul 10 Pasul 6. Folosiți pătratele pentru a determina probabilitatea apariției diferitelor fenotipuri
Una dintre cele mai frecvente utilizări pentru pătratele Punnett este de a determina cât de probabil este că descendenții vor avea fenotipuri specifice. Deoarece fiecare pătrat reprezintă un rezultat genotip la fel de probabil, puteți găsi probabilitatea unui fenotip prin împărțind numărul de pătrate cu acel fenotip la numărul total de pătrate.
- Exemplul nostru pătratul Punnett ne spune că există patru combinații posibile de gene pentru orice descendență a acestor părinți. Trei dintre aceste combinații fac o descendență care își poate roti limba, în timp ce una nu. Astfel, probabilitățile pentru cele două fenotipuri ale noastre sunt:
- Puii își pot roti limba: 3/4 = 0.75 = 75%
- Puii nu își pot roti limba: 1/4 = 0.25 = 25%
Metoda 2 din 2: Arătarea unei cruci dihybride (două gene)
Lucrați cu Punnett Squares Pasul 11 Pasul 1. Dublați fiecare parte a grilei de bază 2x2 pentru fiecare genă suplimentară
Nu toate combinațiile de gene sunt la fel de simple ca crucea monohibridă de bază (o singură genă) din secțiunea de mai sus. Unele fenotipuri sunt determinate de mai multe gene. În aceste cazuri, trebuie să țineți cont de fiecare combinație posibilă, ceea ce înseamnă să desenați o grilă mai mare.
-
Regula de bază pentru pătratele Punnett atunci când vine vorba de mai multe gene este: dublați fiecare parte a grilei pentru fiecare genă dincolo de prima.
Cu alte cuvinte, întrucât o rețea cu o singură genă este 2x2, o rețea cu două gene este 4x4, o rețea cu trei gene este 8x8 și așa mai departe.
- Pentru a face aceste concepte mai ușor de înțeles, să urmăm împreună cu o problemă cu două gene. Aceasta înseamnă că ar trebui să desenăm un 4x4 grilă. Conceptele din această secțiune sunt valabile și pentru trei sau mai multe gene - aceste probleme necesită doar rețele mai mari și mai multă muncă.
Lucrați cu Punnett Squares Pasul 12 Pasul 2. Determinați contribuția genelor părinților
Apoi, găsiți genele pe care ambii părinți le au pentru caracteristica pe care o examinați. Deoarece aveți de-a face cu mai multe gene, genotipul fiecărui părinte va avea două litere suplimentare pentru fiecare genă dincolo de prima - cu alte cuvinte, patru litere pentru două gene, șase litere pentru trei gene și așa mai departe. Poate fi util să scrieți genotipul mamei deasupra vârfului grilei și al tatălui la stânga (sau invers) ca un memento vizual.
Să folosim un exemplu clasic de problemă pentru a ilustra aceste conflicte. O plantă de mazăre poate avea mazăre care sunt netede sau ridate și galbene sau verzi. Netezitul și galbenul sunt trăsăturile dominante. În acest caz, utilizați S și s pentru a reprezenta gene dominante și recesive pentru netezime și Y și y pentru galbenitate. Să spunem că mama în acest caz are un SsYy genotipul și tatăl are un SsYY genotip.
Lucrați cu Punnett Squares Pasul 13 Pasul 3. Scrieți diferitele combinații de gene de-a lungul părților superioare și stângi
Acum, deasupra rândului superior de pătrate din grilă și în stânga coloanei din stânga, scrieți diferitele alele care pot fi contribuite potențial de fiecare părinte. La fel ca atunci când avem de-a face cu o genă, fiecare alelă este la fel de probabil să fie transmisă. Cu toate acestea, deoarece vă uitați la mai multe gene, fiecare rând și coloană vor primi mai multe litere: două litere pentru două gene, trei litere pentru trei gene și așa mai departe.
- În exemplul nostru, trebuie să notăm diferitele combinații de gene pe care fiecare părinte le poate contribui din genotipurile lor SsYy. Dacă avem genele SsYy ale mamei deasupra și genele SsYY ale tatălui în stânga, alelele pentru fiecare genă sunt:
- În partea de sus: SY, Sy, sY, sy
- În partea stângă: SY, SY, sY, sY
Lucrați cu Punnett Squares Pasul 14 Pasul 4. Completați spațiile cu fiecare combinație de alele
Completați spațiile din grilă la fel cum ați face atunci când aveți de-a face cu o singură genă. Cu toate acestea, de data aceasta, fiecare spațiu va avea două litere suplimentare suplimentare pentru fiecare genă dincolo de prima: patru litere pentru două gene, șase litere pentru trei gene. Ca regulă generală, numărul de litere din fiecare spațiu trebuie să se potrivească cu numărul de litere din genotipul fiecărui părinte.
- În exemplul nostru, ne-am completa spațiile astfel:
- Rândul de sus: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Al doilea rând: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Al treilea rând: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
- Randul de jos: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
Lucrați cu Punnett Squares Pasul 15 Pasul 5. Găsiți fenotipurile pentru fiecare potențial descendenți
Când avem de-a face cu gene multiple, fiecare spațiu din pătratul Punnett reprezintă încă genotipul fiecărui descendenți potențiali - există doar un număr mai mare de alegeri decât există cu o genă. Fenotipurile pentru fiecare pătrat sunt, din nou, dependente de genele exacte tratate. Cu toate acestea, ca regulă generală, trăsăturile dominante au nevoie de o singură alelă dominantă pentru a fi exprimată, în timp ce trăsăturile recesive au nevoie de toate alelele recesive.
- În exemplul nostru, deoarece netezimea și galbenitatea sunt trăsături dominante pentru mazărea noastră, orice pătrat cu cel puțin un capital S reprezintă o plantă cu un fenotip neted și orice pătrat cu cel puțin un capital Y reprezintă o plantă cu un fenotip galben. Plantele ridate au nevoie de două alele mici, iar plantele verzi au nevoie de două y mici. Din aceste condiții, obținem:
- Rândul de sus: Netedă / galbenă, netedă / galbenă, netedă / galbenă, netedă / galbenă
- Al doilea rând: Netedă / galbenă, netedă / galbenă, netedă / galbenă, netedă / galbenă
- Al treilea rând: Neted / galben, Neted / galben, ridat / galben, ridat / galben
- Randul de jos: Neted / galben, Neted / galben, ridat / galben, ridat / galben
Lucrați cu Punnett Squares Pasul 16 Pasul 6. Folosiți pătratele pentru a determina probabilitatea fiecărui fenotip
Utilizați aceleași tehnici ca atunci când aveți de-a face cu o genă pentru a găsi probabilitatea ca orice descendență a celor doi părinți să aibă fiecare fenotip diferit. Cu alte cuvinte, numărul de pătrate cu fenotipul împărțit la numărul total de pătrate este egal cu probabilitatea pentru fiecare fenotip.
- În exemplul nostru, probabilitățile pentru fiecare fenotip sunt:
- Puii sunt netezi și galbeni: 12/16 = 3/4 = 0.75 = 75%
- Puii sunt încrețiți și galbeni: 4/16 = 1/4 = 0.25 = 25%
- Puii sunt netezi și verzi: 0/16 = 0%
- Puii sunt încrețiți și verzi: 0/16 = 0%
- Observați că, deoarece este imposibil ca orice descendență să obțină două alele recesive, nici una dintre descendenți nu va fi verde.
sfaturi
- În grabă? Încercați să utilizați un calculator de pătrat Punnett online (ca acesta), care poate crea și completa umpluturile Punnett pe baza genelor părinte pe care le specificați.
- Ca regulă foarte generală, trăsăturile recesive sunt mai puțin frecvente decât trăsăturile dominante. Cu toate acestea, există situații în care aceste trăsături rare pot crește capacitatea de sănătate a organismelor și astfel pot deveni mai frecvente prin selecția naturală. De exemplu, trăsătura recesivă care provoacă starea sângelui Anemia falciformă oferă, de asemenea, rezistență la malarie, făcându-l oarecum de dorit în climatul tropical.
- Nu toate genele au doar două fenotipuri. De exemplu, unele gene au un fenotip separat pentru combinația heterozigotă (una dominantă, una recesivă).
