Punnetto aikštė Tai pagrindinė priemonė genetikos srityje grafiškai pavaizduoti galimas palikuonių genetines kombinacijas. Jį 1905 m. sukūrė Reginaldas Crundallas Punnettas, o genetikai ir biologai jį naudoja ir šiandien, norėdami apskaičiuoti konkrečias alelių kryžminimo tikimybes.
Ši matematinė diagrama supaprastina supratimą, kaip abiejų tėvų aleliai gali sujungti jų palikuonis. Lentelėje bus kertamos abiejų tėvų lytinės ląstelės, numatant palikuonių genotipus ir fenotipus.
Kaip veikia Punnetto aikštė
Punnetto kvadratas išreiškia galimus dominuojančių ir recesyvinių alelių derinių rezultatus. Dominuojantys aleliai žymimi didžiosiomis raidėmis, o recesyviniai aleliai – mažosiomis raidėmis.
Priemonė ypač naudinga taikant Mendelio dėsniai stebėti, kaip bruožai yra paveldimi iš kartos į kartą. Vieno iš tėvų lytinėse ląstelėse yra po vieną kiekvieno alelio kopiją, o jas sujungus su kito tėvo lytinėmis ląstelėmis galime apskaičiuoti genotipų proporcijas, o kai kuriais atvejais ir susidariusį fenotipą.
Mendelio dėsniai, taikomi Punneto aikštėje
Įstatymai Gregoras Mendelis Jie užima pagrindinę vietą Punnetto aikštėje. Tai labai svarbu norint suprasti, kaip susijungia dominuojantys ir recesyviniai aleliai ir kaip bruožai pasiskirsto tarp palikuonių. Šie įstatymai yra:
- Dominavimo dėsnis: teigia, kad kai yra dominuojantis alelis, jis nustelbs recesyvinį alelį, pasireikšdamas fenotipu.
- Atskyrimo įstatymas: Požymio aleliai išsiskiria formuojantis gametoms, o tai reiškia, kad kiekviena gameta turi tik vieną alelį kiekvienam požymiui.
- Nepriklausomo paskirstymo dėsnis: skirtingų genų aleliai yra pasiskirstę nepriklausomai tarp gametų, nebent genai yra susieti (toje pačioje chromosomoje).
Punnetto aikštės statyba
Punnetto kvadrato kūrimas yra paprastas ir atliekamas žingsnis po žingsnio. Pirma, tai reiškia a kvadratas, padalintas į keturis lygius kvadratus. Vieno iš tėvų aleliai dedami išilgai viršutinės ašies, o kito - išilgai kairiojo stulpelio. Iš čia vidinės ląstelės užpildomos sujungiant atitinkamus alelius iš eilučių ir stulpelių.
Klasikinis pavyzdys būtų dviejų heterozigotinį genotipą turinčių individų kryžminimas dėl paprasto požymio, pavyzdžiui, plaukų spalvos (Ff). Šiuo atveju Punnetto kvadratas parodys šias kombinacijas: FF, Ff, Ff ir ff, o dominuojančio ir recesyvinio fenotipo santykis yra 3:1.
Kai kurie genetiniai reiškiniai už Punnetto aikštės
Reikia atsižvelgti į tai, kad Punnetto aikštė, nors ir labai naudinga, turi apribojimų. Yra sudėtingesnių genetinių dinamikų, kurios nėra lengvai apibūdinamos šiuo įrankiu, pvz bendras dominavimas ir poligeninis paveldėjimas. Bendro dominavimo atveju abu aleliai yra išreikšti vienu metu, o poligeninis paveldėjimas reiškia, kad keli genai turi įtakos vienam požymiui.
Dihibridinio kryžiaus pavyzdys
Punnetto kvadratą galima išplėsti, kad būtų galima ištirti sudėtingesnius kryžius, pvz., dihibridus, kai vienu metu paveldimi du simboliai. Tokiu atveju reikės 16 langelių Punnetto kvadrato, o ne tik 4.
Apsvarstykite klasikinį Mendelio atvejį, kai deriname žirnių formas ir spalvas: kur R Tai dominuojantis apvalios formos alelis, r Tai recesyvinis alelis šiurkščiai formai, Y Tai dominuojantis geltonos spalvos alelis ir y Jis yra recesyvus žaliai spalvai.
Kiekvienas motininis augalas RrYy gali gaminti šias gametas: RY, Ry, rY, ry. Kryžminant šias lytines ląsteles Punnetto kvadrate, gauname galutinį santykį 9:3:3:1, o tai rodo, kad 9 iš 16 žirnių bus suapvalinti ir geltoni, 3 bus suapvalinti ir žali, 3 bus raukšlėti ir geltoni. , ir 1 Jis bus grubus ir žalias.
Šio tipo analizė yra būtina norint suprasti sudėtingesnius kryžminimo būdus ir tikimybę gauti tam tikrų palikuonių, kai vienu metu dalyvauja keli požymiai.
Rezultatų interpretacija
Padarę kryžių ir užbaigę Punnetto kvadratą, galime interpretuoti rezultatus. Lentelėje pateiktos ląstelės pateikia mums visų galimų palikuonių genotipų derinių vaizdą. Iš čia galime apskaičiuoti tikimybes:
- Jei langelyje yra keturi langeliai, kiekvieno iš jų tikimybė yra 25 %.
- Jei langelyje yra šešiolika langelių, kiekvienas langelis sudaro 6,25 proc.
Punnetto kvadratas taip pat gali padėti mums numatyti paveldimų ligų, kurioms recesyviniai genotipai gali kelti pavojų, atsiradimą. Jei recesyvinis genotipas yra susijęs su liga, lentelė leidžia nustatyti, kiek palikuonių gali turėti tą ligą arba turėti simptomų.
Punnetto aikštės pritaikymai
Šis paprastas įrankis yra labai naudingas įvairiose srityse:
- Biologijos mokyme mokyklos ir universiteto lygmeniu paaiškinti genetinius pagrindus.
- Medicininiuose tyrimuose, siekiant įvertinti paveldimą genetinių ligų riziką.
- Žemės ūkio moksle gerinti pasėlius, parenkant palankias genetines kombinacijas.
Nepaisant akivaizdaus paprastumo, Punnetto aikštė yra galingas įrankis, leidžiantis biologams ir genetikams tiksliai apskaičiuoti genetinio paveldėjimo tikimybę. Šis pagrindinis metodas vis dar galioja ir suteikia tvirtą genetinės analizės pagrindą nuo Mendelio iki dabar.