Námestie Punnett Ide o kľúčový nástroj v oblasti genetiky na grafické znázornenie možných genetických kombinácií potomkov. Navrhol ho Reginald Crundall Punnett v roku 1905 a dodnes ho používajú genetici a biológovia na výpočet špecifických pravdepodobností kríženia alel.
Tento matematický diagram zjednodušuje pochopenie toho, ako sa alely od oboch rodičov môžu kombinovať u ich potomkov. Stôl prekríži gaméty oboch rodičov, čím sa u potomstva poskytnú genotypy aj fenotypy.
Ako funguje Punnettov štvorec
Punnettov štvorec vyjadruje možné výsledky kombinácií medzi dominantnými a recesívnymi alelami. Dominantné alely sú reprezentované veľkými písmenami, zatiaľ čo recesívne alely sú reprezentované malými písmenami.
Nástroj je užitočný najmä pri aplikácii Mendelove zákony sledovať, ako sa črty dedia z jednej generácie na druhú. Geméty jedného rodiča obsahujú jednu kópiu každej alely a ich spojením s gamétami druhého rodiča môžeme vypočítať podiely genotypov a v niektorých prípadoch aj výsledný fenotyp.
Mendelove zákony aplikované na Punnettovo námestie
Zákony o Gregor mendel Vo využívaní Punnettovho námestia zaujímajú ústredné miesto. Tieto sú kľúčom k pochopeniu toho, ako sa spájajú dominantné a recesívne alely a ako sú znaky rozdelené medzi potomstvo. Ide o tieto zákony:
- Zákon dominancie: uvádza, že keď je prítomná dominantná alela, zatieni recesívnu alelu, ktorá sa prejaví vo fenotype.
- Zákon o segregácii: Alely pre znak sa oddeľujú počas tvorby gamét, čo znamená, že každá gaméta nesie iba jednu alelu pre každý znak.
- Zákon nezávislej distribúcie: Alely rôznych génov sú distribuované nezávisle medzi gamétami, pokiaľ nie sú gény spojené (na rovnakom chromozóme).
Budovanie Punnettovho námestia
Vytvorenie Punnettovho štvorca je jednoduché a nasleduje základný krok za krokom. Po prvé, predstavuje a štvorec rozdelený na štyri rovnaké podštvorce. Alely jedného rodiča sú umiestnené pozdĺž hornej osi a alely druhého sú umiestnené pozdĺž ľavého stĺpca. Odtiaľ sú vnútorné bunky vyplnené kombináciou zodpovedajúcich alel z riadkov a stĺpcov.
Klasickým príkladom by bolo kríženie dvoch jedincov s heterozygotným genotypom pre jednoduchú vlastnosť, akou je farba vlasov (Ff). V tomto prípade bude Punnettov štvorec zobrazovať nasledujúce kombinácie: FF, Ff, Ff a ff s pomerom 3:1 pre dominantný verzus recesívny fenotyp.
Niektoré genetické javy za Punnettovým štvorcom
Je potrebné vziať do úvahy, že Punnettov štvorec, aj keď je veľmi užitočný, má obmedzenia. Existujú zložitejšie genetické dynamiky, ktoré sa týmto nástrojom nedajú ľahko popísať, ako napr Kodominancia a polygénne dedičstvo. V prípade spoločnej dominancie sú obe alely exprimované súčasne, zatiaľ čo polygénna dedičnosť znamená, že viacero génov ovplyvňuje jeden znak.
Príklad dihybridného kríženia
Punnettov štvorec môže byť rozšírený na štúdium zložitejších krížení, ako sú dihybridy, kde sa súčasne dedia dva znaky. V tomto prípade bude potrebný 16-článkový Punnettov štvorec namiesto iba 4.
Zoberme si Mendelov klasický prípad, v ktorom kombinujeme tvary a farby hrášku: kde R Je to dominantná alela pre zaoblený tvar, r Je to recesívna alela pre rugóznu formu, Y Je to dominantná alela pre žltú farbu a y Pre zelenú farbu je recesívny.
Každá rodičovská rastlina RrYy môžu produkovať nasledujúce gaméty: RY, Ry, rY, ry. Prekrížením týchto gamét v Punnettovom štvorci získame konečný pomer 9:3:3:1, čo znamená, že 9 zo 16 hrách bude zaoblených a žltých, 3 budú zaoblené a zelené, 3 budú zvrásnené a žlté. , a 1 Bude drsný a zelený.
Tento typ analýzy je nevyhnutný na pochopenie zložitejších krížení a pravdepodobnosti získania určitých potomkov, keď je súčasne zahrnutých niekoľko znakov.
Interpretácia výsledkov
Po vytvorení kríža a dokončení Punnettovho štvorca môžeme interpretovať výsledky. Bunky v tabuľke nám ponúkajú znázornenie všetkých možných kombinácií genotypov u potomstva. Odtiaľ môžeme vypočítať pravdepodobnosti:
- Ak má krabica štyri bunky, každá z nich predstavuje 25% šancu.
- Ak má políčko šestnásť buniek, každá bunka predstavuje 6,25 %
Punnettov štvorec nám môže tiež pomôcť predpovedať výskyt dedičných chorôb, pre ktoré môžu recesívne genotypy predstavovať riziko. Ak je recesívny genotyp spojený s chorobou, tabuľka vám umožňuje určiť, koľko potomkov pravdepodobne bude niesť túto chorobu alebo vykazuje príznaky.
Aplikácie Punnettovho štvorca
Tento jednoduchý nástroj je veľmi užitočný v rôznych disciplínach:
- Vo vyučovaní biológie na školskej a univerzitnej úrovni vysvetliť genetické základy.
- V lekárskom výskume hodnotiť dedičné riziko genetických chorôb.
- V poľnohospodárskej vede zlepšiť plodiny výberom priaznivých genetických kombinácií.
Napriek svojej zjavnej jednoduchosti je Punnettov štvorec mocným nástrojom, ktorý umožňuje biológom a genetikom robiť presné výpočty o pravdepodobnosti genetickej dedičnosti. Táto základná metóda je stále platná a poskytuje pevný základ pre genetickú analýzu od Mendela až po súčasnosť.