Hogyan kell dolgozni a Punnett négyzetekkel (képekkel)

2024 Szerző: Louis Wesley | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-15 08:46

A Punnett négyzetek vizuális eszközök, amelyeket a genetika tudományában használnak a megtermékenyítés során előforduló gének lehetséges kombinációinak meghatározására. A Punnett négyzet egy egyszerű négyzetrácsból áll, amely 2x2 (vagy több) térre van osztva. Ennek a rácsnak és mindkét szülő genotípusának ismeretében a tudósok felfedezhetik az utódok potenciális génkombinációit, sőt bizonyos öröklött tulajdonságok kimutatásának esélyeit is.

Lépések

Mielőtt elkezdené: Fontos meghatározások

Ha ki szeretné hagyni ezt az "alapok" részt, és egyenesen a Punnett tér használati lépéseihez lép, kattintson ide.

1. lépés: A gének fogalmának megértése

Mielőtt megtanulná a Punnett négyzetek készítését és használatát, el kell távolítania néhány fontos alapot. Az első az az elképzelés, hogy minden élőlénynek (az apró mikrobáktól az óriás kék bálnákig) génjei vannak. A gének hihetetlenül összetett, mikroszkopikus utasításkészletek, amelyek a szervezet testének szinte minden egyes sejtjébe vannak kódolva. A gének valamilyen módon felelősek egy szervezet életének szinte minden vonatkozásáért, beleértve a kinézetét, a viselkedését és még sok -sok mindent.

Az egyik koncepció, amelyet fontos megérteni a Punnett négyzetekkel való munka során, az, hogy az élőlények a génjeiket a szüleiktől kapják. Valószínűleg tudat alatt már tisztában van ezzel. Gondolj bele - nem úgy tűnik, hogy az általad ismert emberek hasonlítanak a szüleikhez külsejükben és viselkedésükben?

2. lépés: Ismerje meg a szexuális reprodukció fogalmát

A körülötted lévő világban élő szervezetek többsége (de nem minden) szexuális szaporodás útján hoz gyermekeket. Vagyis egy női szülő és egy férfi szülő egyaránt hozzájárul génjeihez ahhoz, hogy a gyermek génjeinek körülbelül fele minden szülőből származjon. A Punnett-négyzet alapvetően egy módja annak, hogy grafikon formájában bemutassuk a különböző lehetőségeket, amelyek ebből a másfél géncseréből adódhatnak.

A szexuális szaporodás nem az egyetlen szaporodási forma. Egyes organizmusok (mint sok baktériumtörzs) ivartalan szaporodás útján szaporodnak, amikor az egyik szülő önmagában gyermeket szül. Az ivartalan szaporodás során a gyermek összes génje egy szülőből származik, így a gyermek többé -kevésbé a szülő másolata

3. lépés: Az allélok fogalmának megértése

Amint fentebb említettük, egy szervezet génjei alapvetően utasítások halmazai, amelyek megmondják a szervezet minden sejtjének, hogyan kell élni. Valójában, akárcsak a használati utasítás különböző fejezetekre, szakaszokra és alszakaszokra oszlik, a szervezet génjeinek különböző részei megmondják, hogyan kell különböző dolgokat csinálni. Ha ezen „alszakaszok” egyike különbözik két organizmus között, akkor a két organizmus máshogy nézhet ki vagy viselkedhet - például a genetikai különbségek miatt az egyik embernek fekete, a másiknak szőke haja lehet. Ugyanazon gén különböző formáit alléloknak nevezzük.

Mivel egy gyermek két génkészletet kap - minden szülőtől egyet -, minden allélból két példány lesz

4. lépés. Ismerje meg a domináns és recesszív allélok fogalmát

A gyermek alléljai nem mindig "osztják meg" genetikai erejüket. Bizonyos allélok, amelyeket domináns alléloknak neveznek, alapértelmezés szerint a gyermek kinézetében és viselkedésében nyilvánulnak meg (ezt "kifejezésnek" nevezzük). Mások, recesszív allélok, csak akkor fejeződnek ki, ha nincsenek párosítva egy domináns alléllal, amely "felülírhatja" őket. A Punnett négyzeteket gyakran használják annak meghatározására, hogy a gyermek mekkora valószínűséggel kap domináns vagy recesszív allélt.

Mivel a recesszív allélok "felülírhatók" domináns allélokkal, ritkábban fejeződnek ki. Általában a gyermeknek recesszív allélt kell kapnia mindkét szülőjétől, hogy kifejezze az allélt. A sarlósejtes vérszegénységnek nevezett vérbetegség a recesszív tulajdonság gyakran használt példája-vegye figyelembe azonban, hogy a recesszív allélok definíciójuk szerint nem "rosszak"

1. módszer 2 -ből: Monohibrid kereszt megjelenítése (egy gén)

1. lépés Készítsen 2x2 négyzetrácsot

A legalapvetőbb Punnett négyzetek beállítása meglehetősen egyszerű. Kezdje azzal, hogy rajzol egy jókora négyzetet, majd ossza fel azt négy egyenletes dobozra. Ha elkészült, minden oszlopban két négyzetnek és minden sorban két négyzetnek kell lennie.

2. lépés: Használja a betűket a szülő allélok ábrázolásához minden sorban és oszlopban

A Punnett téren az oszlopok az anyához, a sorok az apához vannak rendelve, vagy fordítva. Írjon egy betűt minden sor és oszlop mellé, amely az anya és az apa alléljait jelöli. Használjon nagybetűket a domináns alléloknál, és kisbetűket recesszív alléloknál.

• Ezt egy példával sokkal könnyebb megérteni. Tegyük fel például, hogy szeretné meghatározni annak az esélyét, hogy egy pár gyermeke képes lesz görgetni a nyelvével. Ezt a betűkkel képviselhetjük R és r - nagybetű a domináns génhez, kisbetű a recesszívhez. Ha mindkét szülő heterozigóta (minden allélból egy példányuk van), akkor írnánk egy "R" és egy "r" a rács tetején és egy "R" és egy "r" a rács bal oldalán.

  

  3. lépés. Írja be a betűket minden szóközhöz és oszlophoz

  Miután kitalálta az allélokat, amelyekhez minden szülő hozzájárul, a Punnett négyzet kitöltése egyszerű. Írja be minden négyzetbe az anya és apa alléljeiből kapott kétbetűs génkombinációt. Más szóval, vegye ki a betűt a szóköz oszlopából és a betűt a sorából, és írja össze őket a szóközbe.

  • Példánkban a négyzeteket így töltjük ki:
  • Bal felső négyzet: RR
  • Jobb felső négyzet: Rr
  • Bal alsó négyzet: Rr
  • Jobb alsó négyzet: rr
  • Vegye figyelembe, hogy hagyományosan a domináns allélokat (nagybetűket) írják először.

  

  4. lépés. Határozza meg az egyes potenciális utódok genotípusát

  A kitöltött Punnett négyzet minden négyzete egy utódot jelent, amelyet a két szülő kaphat. Minden négyzet (és így minden utód) egyformán valószínű - más szóval egy 2x2 -es rácson a négy lehetőség bármelyikének 1/4 lehetősége van. A Punnett négyzeten ábrázolt allélok különböző kombinációit genotípusoknak nevezzük. Bár a genotípusok genetikai különbségeket képviselnek, az utódok nem feltétlenül fognak minden egyes négyzetnél másként megjelenni (lásd az alábbi lépést.)

  • Példánkban a Punnett négyzetben a két szülő utódai számára lehetséges genotípusok a következők:
  • Két domináns allél (a két R -ből)
  • Egy domináns allél és egy recesszív (R és R felől)
  • Egy domináns allél és egy recesszív (az R és r felől) - vegye figyelembe, hogy két négyzet van ezzel a genotípussal
  • Két recesszív allél (a két rs -ből)

  

  5. lépés. Határozza meg az egyes potenciális utódok fenotípusát

  Az organizmus fenotípusa a tényleges fizikai tulajdonság, amelyet a genotípusa alapján mutat. Csak néhány példa a fenotípusokra a szemszín, a hajszín és a sarlósejtes vérszegénység jelenléte - mindezek a gének által meghatározott fizikai tulajdonságok, de egyik sem a tényleges génkombinációk. A potenciális utódok fenotípusát a gén jellemzői határozzák meg. A különböző géneknek eltérő szabályai lesznek, hogyan jelennek meg fenotípusként.

  • Példánkban tegyük fel, hogy az a gén az uralkodó, amely lehetővé teszi valakinek a nyelvének forgatását. Ez azt jelenti, hogy minden utód akkor is képes lesz forgatni a nyelvét, ha csak az egyik allélje a domináns. Ebben az esetben a lehetséges utódok fenotípusai a következők:
  • Bal felső: Tudja forgatni a nyelvet (két R)
  • Jobb felső: Tudja forgatni a nyelvet (egy R)
  • Bal alsó: Tudja forgatni a nyelvet (egy R)
  • Jobb alsó: Nem lehet tekerni a nyelvet (nulla R)

  

  6. lépés. A négyzetek segítségével határozza meg a különböző fenotípusok valószínűségét

  A Punnett négyzetek egyik leggyakoribb felhasználása annak meghatározása, hogy mennyire valószínű, hogy az utódok specifikus fenotípusokkal rendelkeznek. Mivel minden négyzet egyformán valószínű genotípus-kimenetet jelent, megtalálja a fenotípus valószínűségét elosztva a négyzetek számát az adott fenotípussal a négyzetek teljes számával.

  • Példánkban a Punnett négyzet azt mondja, hogy négy lehetséges génkombináció lehetséges ezeknek a szülőknek az utódai számára. E kombinációk közül három olyan utódot hoz létre, amely képes forgatni a nyelvét, míg egy nem. Így két fenotípusunk valószínűségei a következők:
  • Az utódok meg tudják gurítani a nyelvüket: 3/4 = 0.75 = 75%
  • Az utódok nem forgathatják a nyelvüket: 1/4 = 0.25 = 25%

  2. módszer 2 -ből: Dihibrid kereszt megjelenítése (két gén)

  

  1. lépés Duplázza meg az alap 2x2 rács mindkét oldalát minden további génhez

  Nem minden génkombináció olyan egyszerű, mint a fenti szakaszból származó alapvető monohybrid (egy gén) kereszt. Néhány fenotípust több gén is meghatároz. Ezekben az esetekben minden lehetséges kombinációval számolnia kell, ami nagyobb rács rajzolását jelenti.

  • A Punnett négyzetekre vonatkozó alapszabály több gén esetében a következő: megduplázza a rács mindkét oldalát minden génnél az elsőn túl.

    Más szóval, mivel egy génrács 2x2, egy kétgénes rács 4x4, egy három gén rács 8x8 stb.

  • Hogy ezeket a fogalmakat könnyebben megértsük, kövessünk egy kétgénes példaproblémát. Ez azt jelenti, hogy rajzolnunk kell a 4x4 rács. Az ebben a szakaszban szereplő fogalmak három vagy több génre is érvényesek - ezek a problémák csak nagyobb rácsokat és több munkát igényelnek.

  

  2. lépés Határozza meg a szülők génjeit

  Ezután keresse meg a géneket, amelyek mindkét szülővel rendelkeznek az Ön által vizsgált tulajdonsághoz. Mivel több génnel van dolgában, minden szülő genotípusának további két betűje lesz minden egyes génhez az elsőn túl - más szóval négy betű két génhez, hat betű három génhez stb. Hasznos lehet, ha vizuális emlékeztetőként felírja az anya genotípusát a rács teteje fölé, az apát pedig balra (vagy fordítva).

  Vegyünk egy klasszikus példaproblémát ezeknek a konfliktusoknak a szemléltetésére. A borsónövénynek borsója lehet sima vagy ráncos, sárga vagy zöld. A sima és a sárga a domináns tulajdonság. Ebben az esetben az S és az s jelöli a domináns és recesszív géneket a simasághoz, az Y és y a sárgaságot. Tegyük fel, hogy az anyának ebben az esetben van egy SsYy genotípus és az apának van SsYY genotípus.

  

  3. lépés. Írja fel a különböző génkombinációkat a felső és a bal oldalra

  Most, a rács felső négyzetsora fölé és a bal szélső oszlophoz balra írja be azokat a különböző allélokat, amelyekhez az egyes szülők hozzájárulhatnak. Mint egy gén kezelésénél, minden allél ugyanolyan valószínűséggel továbbadódik. Mivel azonban több gént néz, minden sor és oszlop több betűt kap: két betűt két génhez, három betűt három génhez stb.

  • Példánkban le kell írnunk a különböző génkombinációkat, amelyekkel minden szülő hozzájárulhat SsYy genotípusukból. Ha az anya SsYy génjei vannak a tetején, és az apa SsYY génjei a bal oldalon, akkor az egyes gének alléljai a következők:
  • A tetején: SY, Sy, sY, sy
  • A bal oldalon lefelé: SY, SY, sY, sY

  

  4. lépés. Töltse ki a szóközöket az allélok minden kombinációjával

  Töltse ki a szóközöket a rácson, ugyanúgy, mint egyetlen gén esetén. Ezúttal azonban minden egyes térben két extra betű lesz minden egyes génhez az elsőn kívül: négy betű két génhez, hat betű három génhez. Általános szabály, hogy az egyes szóközök betűinek számának meg kell egyeznie az egyes szülők genotípusában szereplő betűk számával.

  • Példánkban a következőképpen töltjük ki a tereinket:
  • Felső sor: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
  • Második sor: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
  • Harmadik sor: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
  • Alsó sor: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy

  

  5. lépés Keresse meg az egyes potenciális utódok fenotípusait

  Ha több génnel foglalkozunk, akkor a Punnett -négyzet minden egyes tere továbbra is minden lehetséges utód genotípusát képviseli - csak nagyobb a választási lehetőségek száma, mint egy gén esetében. Az egyes négyzetek fenotípusai ismét attól függenek, hogy pontosan milyen génekkel foglalkozunk. Általános szabályként azonban a domináns tulajdonságoknak csak egy domináns allél kifejezésére van szükségük, míg a recesszív tulajdonságoknak minden recesszív allélra.

  • Példánkban, mivel a simaság és a sárgaság a borsónk domináns tulajdonságai, minden olyan négyzet, amelynek legalább egy S nagybetűje van, sima fenotípusú növényt jelent, és minden olyan négyzet, amely legalább egy Y betűvel jelzi, sárga fenotípusú növényt jelent. A ráncos növényeknek két kisbetűs allélra, a zöld növényekre két kisbetűs y -re van szükségük. E feltételekből a következőket kapjuk:
  • Felső sor: Sima/sárga, Sima/sárga, Sima/sárga, Sima/sárga
  • Második sor: Sima/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 négyzetek segítségével határozza meg az egyes fenotípusok valószínűségét

  Ugyanazokat a technikákat alkalmazza, mint egy gén kezelésénél annak megállapítására, hogy a két szülő bármely utóda eltérő fenotípussal rendelkezhet. Más szóval, a négyzetek száma a fenotípussal osztva a négyzetek teljes számával megegyezik az egyes fenotípusok valószínűségével.

  • Példánkban az egyes fenotípusok valószínűségei a következők:
  • Az utód sima és sárga: 12/16 = 3/4 = 0.75 = 75%
  • Az utódok ráncosak és sárgák: 4/16 = 1/4 = 0.25 = 25%
  • Az utód sima és zöld: 0/16 = 0%
  • Az utódok ráncosak és zöldek: 0/16 = 0%
  • Figyeljük meg, hogy mivel lehetetlen, hogy bármely utód két recesszív y allélt kapjon, egyik utód sem lesz zöld.

  Tippek

  • Sietve? Próbáljon ki egy online Punnett négyzet számológépet (például ezt), amely létrehozhat és kitölthet Punnett négyzeteket a megadott szülő gének alapján.
  • Általános szabály, hogy a recesszív tulajdonságok kevésbé gyakoriak, mint a domináns tulajdonságok. Vannak azonban olyan helyzetek, amikor ezek a ritka tulajdonságok növelhetik az élőlények alkalmasságát, és így gyakoribbá válhatnak a természetes szelekció révén. Például a recesszív tulajdonság, amely a sarlósejtes vérszegénységet okozza, szintén ellenáll a maláriának, ami némileg kívánatosvá teszi a trópusi éghajlaton.
  • Nem minden génnek csak két fenotípusa van. Például néhány génnek külön fenotípusa van a heterozigóta (egy domináns, egy recesszív) kombinációhoz.