Как да работите с Punnett Squares (със снимки)

2024 Автор: Louis Wesley | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-15 08:42

Punnett Squares са визуални инструменти, използвани в науката за генетиката за определяне на възможните комбинации от гени, които ще възникнат при оплождането. Квадратът на Punnett е направен от проста квадратна решетка, разделена на 2x2 (или повече) пространства. С тази решетка и познания за генотипите на двамата родители учените могат да открият потенциалните комбинации от гени за потомството и дори шансовете да проявят определени наследствени черти.

Стъпки

Преди да започнете: Важни определения

За да пропуснете този раздел „основи“и да преминете направо към стъпките за използване на квадратчето Punnett, щракнете тук.

Стъпка 1. Разберете концепцията за гени

Преди да научите как да правите и използвате квадратчета Punnett, е необходимо да отстраните някои важни основи. Първата е идеята, че всички живи същества (от малки микроби до гигантски сини китове) имат гени. Гените са невероятно сложни, микроскопични набори от инструкции, кодирани в почти всяка клетка в тялото на организма. Гените са отговорни по някакъв начин за почти всеки аспект от живота на организма, включително как изглежда, как се държи и много, много повече.

Една концепция, която е важно да се разбере, когато се работи с квадратите на Punnett, е, че живите същества получават гените си от родителите си. Вероятно вече осъзнавате това подсъзнателно. Помислете - изглежда ли хората, които познавате, не са подобни на родителите си по начина, по който изглеждат и действат като цяло?

Стъпка 2. Разберете концепцията за сексуално размножаване

Повечето (но не всички) организми, които познавате в света около вас, правят деца чрез сексуално размножаване. Тоест, родител от женски пол и родител от мъжки пол допринасят своите гени, за да направят дете с около половината от гените си от всеки родител. Квадратът на Пънет е основно начин да се покажат различните възможности, които могат да възникнат от този половин и половина обмен на гени под формата на графика.

Сексуалното размножаване не е единствената форма на възпроизводство. Някои организми (като много щамове бактерии) се възпроизвеждат чрез асексуално размножаване, когато един родител прави дете сам. При асексуално размножаване всички гени на детето идват от един родител, така че детето е повече или по -малко копие на неговия родител

Стъпка 3. Разберете концепцията за алели

Както бе споменато по -горе, гените на организма са основно набор от инструкции, които казват на всяка клетка в тялото на организма как да живее. Всъщност, точно както ръководството за употреба е разделено на различни глави, раздели и подраздели, различните части от гените на организма му казват как да прави различни неща. Ако един от тези „подраздели“е различен между два организма, двата организма могат да изглеждат или да се държат по различен начин - например генетичните различия могат да доведат до това, че един човек има черна коса, а друг - руса. Тези различни форми на един и същ ген се наричат алели.

Тъй като детето получава два набора гени - по един от всеки родител - то ще има две копия на всеки алел

Стъпка 4. Разберете концепцията за доминиращи и рецесивни алели

Алелите на детето не винаги „споделят“генетичната им сила. Някои алели, наречени доминиращи алели, ще се проявят във външния вид и поведението на детето (наричаме това „изразяване“) по подразбиране. Други, наречени рецесивни алели, ще бъдат изразени само ако не са сдвоени с доминиращ алел, който може да ги „отмени“. Квадратите на Пуннет често се използват, за да се определи колко е вероятно детето да получи доминиращ или рецесивен алел.

Тъй като те могат да бъдат "заменени" от доминиращи алели, рецесивните алели са склонни да се изразяват по -рядко. Като цяло, детето ще трябва да получи рецесивен алел от двамата родители, за да бъде изразено алелът. Кръвно състояние, наречено сърповидно-клетъчна анемия, е често използван пример за рецесивна черта-имайте предвид обаче, че рецесивните алели не са "лоши" по дефиниция

Метод 1 от 2: Показване на монохибриден кръст (един ген)

Стъпка 1. Направете квадратна решетка 2x2

Най -основните квадратчета Punnett са доста лесни за настройка. Започнете, като нарисувате квадрат с добър размер, след което разделете този квадрат на четири равни кутии. Когато приключите, трябва да има два квадрата във всяка колона и два квадрата във всеки ред.

Стъпка 2. Използвайте букви, за да представите родителските алели за всеки ред и колона

На квадрат на Punnett колоните се приписват на майката, а редовете на бащата или обратно. Напишете буква до всеки ред и колона, която представлява всеки от алелите на майката и бащата. Използвайте главни букви за доминиращи алели и малки букви за рецесивни алели.

• Това е много по -лесно за разбиране с пример. Например, да предположим, че искате да определите шансовете, че детето на двойка ще може да завърти език. Можем да представим това с буквите R и r - главни за доминиращия ген и малки за рецесивен. Ако и двамата родители са хетерозиготни (имат по едно копие на всеки алел), бихме написали едно "R" и едно "r" по горната част на решетката и едно "R" и едно "r" по лявата страна на решетката.

  

  Стъпка 3. Напишете буквите за всеки ред и колона на интервал

  След като разберете алелите, които всеки родител допринася, попълването на квадратчето ви Punnett е лесно. Във всеки квадрат напишете двубуквената генна комбинация, дадена от алелите на майката и бащата. С други думи, вземете буквата от колоната на интервала и буквата от нейния ред и ги запишете заедно в интервала.

  • В нашия пример бихме попълнили квадратите си така:
  • Горен ляв квадрат: RR
  • Горен десен квадрат: Rr
  • Долен ляв квадрат: Rr
  • Долен десен квадрат: rr
  • Забележете, че традиционно първо се пишат доминиращи алели (главни букви).

  

  Стъпка 4. Определете генотипа на всяко потенциално потомство

  Всеки квадрат от попълнен квадрат на Пуннет представлява потомство, което двамата родители могат да имат. Всеки квадрат (и по този начин всяко потомство) е еднакво вероятен - с други думи, на мрежа 2x2 има възможност 1/4 за всяка от четирите възможности. Различните комбинации от алели, представени на квадрат на Пуннет, се наричат генотипове. Въпреки че генотиповете представляват генетични различия, потомството не е задължително да се окаже различно за всеки квадрат (вижте стъпката по -долу.)

  • В нашия пример квадрат на Пуннет, генотиповете, които са възможни за потомство от тези двама родители, са:
  • Два доминиращи алела (от двете R)
  • Един доминиращ алел и един рецесивен (от R и r)
  • Един доминиращ алел и един рецесивен (от R и r) - забележете, че има два квадрата с този генотип
  • Два рецесивни алела (от двата rs)

  

  Стъпка 5. Определете фенотипа на всяко потенциално потомство

  Фенотипът на организма е действителната физическа черта, която той проявява въз основа на своя генотип. Само няколко примера за фенотипове включват цвят на очите, цвят на косата и наличие на сърповидно -клетъчна анемия - всичко това са физически черти, определени от гените, но никой не е самата реална комбинация от гени. Фенотипът, който потенциалното потомство ще има, се определя от характеристиките на гена. Различните гени ще имат различни правила за това как се проявяват като фенотипове.

  • В нашия пример, нека кажем, че генът, който позволява на някой да търкаля език, е доминиращ. Това означава, че всяко потомство ще може да търкаля езика си, дори ако само един от техните алели е доминиращ. В този случай фенотиповете на потенциалното потомство са:
  • Горе вляво: Може да търкаля език (два Rs)
  • Горе в дясно: Може да търкаля език (един R)
  • Долу вляво: Може да търкаля език (един R)
  • Долу вдясно: Не може да се търкаля език (нула Rs)

  

  Стъпка 6. Използвайте квадратите, за да определите вероятността за различни фенотипове

  Едно от най -често срещаните приложения на квадратите на Punnett е да се определи колко е вероятно потомството да има специфични фенотипове. Тъй като всеки квадрат представлява еднакво вероятен резултат от генотипа, можете да намерите вероятността за фенотип чрез разделяне на броя на квадратите с този фенотип на общия брой квадрати.

  • Нашият пример на площад Punnett ни казва, че има четири възможни генни комбинации за всяко потомство от тези родители. Три от тези комбинации правят потомство, което може да търкаля езика си, докато едното не. По този начин вероятностите за двата ни фенотипа са:
  • Потомството може да търкаля език: 3/4 = 0.75 = 75%
  • Потомството не може да търкаля език: 1/4 = 0.25 = 25%

  Метод 2 от 2: Показване на дихибриден кръст (два гена)

  

  Стъпка 1. Удвоете всяка страна на основната мрежа 2x2 за всеки допълнителен ген

  Не всички генни комбинации са толкова прости, колкото основния монохибриден (едногенен) кръст от горния раздел. Някои фенотипове се определят от повече от един ген. В тези случаи трябва да вземете предвид всяка възможна комбинация, което означава начертаване на по -голяма решетка.

  • Основното правило за квадратите на Пуннет, когато става въпрос за повече от един ген, е следното: удвоете всяка страна на решетката за всеки ген отвъд първия.

    С други думи, тъй като решетка с един ген е 2x2, мрежа с два гена е 4x4, мрежа с три гена е 8x8 и т.н.

  • За да направим тези понятия по-лесни за разбиране, нека следваме заедно с пример с два гена. Това означава, че трябва да нарисуваме а 4х4 решетка. Концепциите в този раздел важат и за три или повече гени - тези проблеми просто изискват по -големи решетки и повече работа.

  

  Стъпка 2. Определете гените на родителите, които са допринесени

  След това намерете гените, които и двамата родители имат за характеристиката, която изследвате. Тъй като имате работа с множество гени, генотипът на всеки родител ще има допълнителни две букви за всеки ген извън първия - с други думи, четири букви за два гена, шест букви за три гена и т.н. Може да бъде полезно да напишете генотипа на майката над горната част на решетката и на бащата вляво (или обратно) като визуално напомняне.

  Нека използваме класически пример за илюстрация на тези конфликти. Грахът може да има грах, който е гладък или набръчкан и жълт или зелен. Гладките и жълти са доминиращите черти. В този случай използвайте S и s за представяне на доминантни и рецесивни гени за гладкост и Y и y за пожълтяване. Да кажем, че майката в този случай има SsYy генотип и бащата има SsYY генотип.

  

  Стъпка 3. Напишете различните генни комбинации по горната и лявата страна

  Сега над горния ред квадратчета в решетката и вляво от най -лявата колона напишете различните алели, които потенциално могат да бъдат допринесени от всеки родител. Както при работа с един ген, всеки алел е еднакво вероятно да бъде предаден. Въпреки това, тъй като разглеждате множество гени, всеки ред и колона ще получат множество букви: две букви за два гена, три букви за три гена и т.н.

  • В нашия пример трябва да запишем различните комбинации от гени, които всеки родител може да допринесе от своите SsYy генотипове. Ако имаме SsYy гените на майката отгоре и SsYY гените на бащата вляво, алелите за всеки ген са:
  • В горната част: SY, Sy, sY, sy
  • Отляво отляво: SY, SY, sY, sY

  

  Стъпка 4. Попълнете пространствата с всяка комбинация от алели

  Попълнете пространствата в мрежата точно както бихте направили, когато се занимавате с един ген. Този път обаче всеки интервал ще има две допълнителни букви за всеки ген извън първия: четири букви за два гена, шест букви за три гена. Като общо правило, броят на буквите във всяко интервал трябва да съвпада с броя на буквите в генотипа на всеки родител.

  • В нашия пример бихме попълнили нашите пространства така:
  • Горния ред: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
  • Втори ред: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
  • Трети ред: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
  • Долния ред: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy

  

  Стъпка 5. Намерете фенотиповете за всяко потенциално потомство

  Когато се занимавате с множество гени, всяко пространство в квадрата на Punnett все още представлява генотипа за всяко потенциално потомство - има само по -голям избор, отколкото с един ген. Фенотипите за всеки квадрат отново зависят от точните гени, с които се работи. Като общо правило обаче, доминиращите черти се нуждаят само от един доминиращ алел, за да бъдат изразени, докато рецесивните черти се нуждаят от всички рецесивни алели.

  • В нашия пример, тъй като гладкостта и пожълтяването са доминиращи черти за нашия грах, всеки квадрат с поне една главна S представлява растение с гладък фенотип и всеки квадрат с поне една главна Y представлява растение с жълт фенотип. Набръчканите растения се нуждаят от два малки букви s, а зелените растения се нуждаят от две малки букви. От тези условия получаваме:
  • Горния ред: Гладка/жълта, гладка/жълта, гладка/жълта, гладка/жълта
  • Втори ред: Гладка/жълта, гладка/жълта, гладка/жълта, гладка/жълта
  • Трети ред: Гладка/жълта, гладка/жълта, набръчкана/жълта, набръчкана/жълта
  • Долния ред: Гладка/жълта, гладка/жълта, набръчкана/жълта, набръчкана/жълта

  

  Стъпка 6. Използвайте квадратите, за да определите вероятността за всеки фенотип

  Използвайте същите техники, както при работа с един ген, за да откриете вероятността всяко потомство от двамата родители да има всеки различен фенотип. С други думи, броят на квадратите с фенотипа, разделен на общия брой квадрати, е равен на вероятността за всеки фенотип.

  • В нашия пример вероятностите за всеки фенотип са:
  • Потомството е гладко и жълто: 12/16 = 3/4 = 0.75 = 75%
  • Потомството е набръчкано и жълто: 4/16 = 1/4 = 0.25 = 25%
  • Потомството е гладко и зелено: 0/16 = 0%
  • Потомството е набръчкано и зелено: 0/16 = 0%
  • Обърнете внимание, че тъй като е невъзможно всяко поколение да получи два рецесивни y алела, никое от потомството няма да бъде зелено.

  Съвети

  • Бързам? Опитайте да използвате онлайн калкулатор на Пуннет квадрат (като този), който може да създава и попълва квадратите на Пуннет въз основа на посочените от вас родителски гени.
  • Като много общо правило, рецесивните черти са по -рядко срещани от доминиращите. Има обаче ситуации, в които тези редки черти могат да повишат годността на организмите и по този начин да станат по -често срещани чрез естествения подбор. Например, рецесивната черта, която причинява кръвно състояние, сърповидно -клетъчна анемия също дава устойчивост на малария, което я прави донякъде желана в тропически климат.
  • Не всички гени имат само два фенотипа. Например, някои гени имат отделен фенотип за хетерозиготната (една доминантна, една рецесивна) комбинация.