Punnetti ruudud on visuaalsed vahendid, mida kasutatakse geneetikateaduses, et määrata kindlaks võimalikud geenikombinatsioonid, mis ilmnevad viljastamisel. Punnetti ruut koosneb lihtsast ruudukujulisest ruudustikust, mis on jagatud 2x2 (või enamaks) tühjaks. Selle võrgu ja mõlema vanema genotüübi tundmise abil saavad teadlased avastada järglaste võimalikke geenikombinatsioone ja isegi võimalusi teatud pärilike tunnuste avaldamiseks.
Sammud
Enne alustamist: olulised määratlused
Selle jaotise "põhitõed" vahelejätmiseks ja otse Punnetti ruudu kasutamise sammude juurde minemiseks klõpsake siin.
Samm 1. Mõista geenide mõistet
Enne Punnetti ruutude tegemise ja kasutamise õppimist on vaja mõned olulised põhitõed teelt kõrvale juhtida. Esimene on idee, et kõigil elusolenditel (pisikestest mikroobidest hiiglaslike sinivaalateni) on geenid. Geenid on uskumatult keerulised, mikroskoopilised juhised, mis on kodeeritud peaaegu igasse organismi rakku. Geenid vastutavad mingil moel organismi praktiliselt iga aspekti eest, sealhulgas selle väljanägemise, käitumise ja palju -palju muu eest.
Punnetti ruutudega töötamisel on oluline mõista, et elusolendid saavad oma geenid oma vanematelt. Tõenäoliselt olete sellest juba alateadlikult teadlik. Mõelge - kas teie tuttavad inimesed ei tundu üldiselt oma vanemate välimuse ja käitumisega sarnased?
Samm 2. Mõista seksuaalse paljunemise mõistet
Enamik (kuid mitte kõiki) teid ümbritsevast maailmast teadlikest organismidest teeb lapsi sugulise paljunemise teel. See tähendab, et naisvanem ja meesvanem panustavad kumbki oma geenidesse, et laps saaks umbes poole oma geenidest mõlemalt vanemalt. Punnetti ruut on põhimõtteliselt viis näidata erinevaid võimalusi, mis võivad tekkida selle pooleteise geenivahetuse tulemusel graafiku kujul.
Seksuaalne paljunemine pole ainus paljunemisviis. Mõned organismid (nagu paljud bakteritüved) paljunevad aseksuaalse paljunemise teel, milleks üks vanem teeb lapse ise. Aseksuaalse paljunemise korral pärinevad kõik lapse geenid ühelt vanemalt, seega on laps enam -vähem oma vanema koopia
Samm 3. Mõistke alleelide mõistet
Nagu eespool mainitud, on organismi geenid põhimõtteliselt juhiste kogum, mis ütleb igale organismi rakule, kuidas elada. Tegelikult, nagu kasutusjuhend on jagatud erinevateks peatükkideks, osadeks ja alajaotisteks, räägivad organismi geenide erinevad osad talle, kuidas teha erinevaid asju. Kui üks neist "alajaotustest" on kahe organismi vahel erinev, võivad need kaks organismi välja näha või käituda erinevalt - näiteks võivad geneetilised erinevused põhjustada ühel inimesel mustad ja teisel blondid juuksed. Neid sama geeni erinevaid vorme nimetatakse alleelideks.
Kuna laps saab kaks geenikomplekti - ühe mõlemalt vanemalt -, on sellel kaks alleeli
Samm 4. Mõista domineerivate ja retsessiivsete alleelide mõistet
Lapse alleelid ei jaga alati oma geneetilist jõudu. Mõned alleelid, mida nimetatakse domineerivateks alleelideks, avalduvad vaikimisi lapse välimuses ja käitumises (me nimetame seda "väljendamiseks"). Teisi, mida nimetatakse retsessiivseteks alleelideks, ekspresseeritakse ainult siis, kui need pole seotud domineeriva alleeliga, mis võib neid "alistada". Punnetti ruute kasutatakse sageli selleks, et aidata kindlaks teha, kui tõenäoliselt saab laps domineeriva või retsessiivse alleeli.
Kuna domineerivad alleelid võivad neid "alistada", avalduvad retsessiivsed alleelid harvemini. Üldiselt peab laps saama alleeli avaldumiseks mõlemalt vanemalt retsessiivse alleeli. Verehaigus, mida nimetatakse sirprakuliseks aneemiaks, on retsessiivse tunnuse sageli kasutatav näide-arvestage siiski, et retsessiivsed alleelid ei ole määratluse järgi "halvad"
Meetod 1 /2: monohübriidristi (ühe geeni) kuvamine
Samm 1. Tehke 2x2 ruutvõre
Kõige elementaarsemad Punnetti ruudud on üsna lihtne üles seada. Alustage hea suurusega ruudu joonistamisega, seejärel jagage see ruut neljaks ühtlaseks kastiks. Kui olete lõpetanud, peaks igas veerus olema kaks ja igas reas kaks ruutu.
Samm 2. Kasutage iga rea ja veeru algalleelide tähistamiseks tähti
Punnetti ruudul on veerud määratud emale ja read isale või vastupidi. Kirjutage iga rea ja veeru kõrvale täht, mis tähistab iga ema ja isa alleeli. Kasutage domineerivate alleelide jaoks suurtähti ja retsessiivsete alleelide puhul väiketähti.
-
Seda on näite abil palju lihtsam mõista. Oletame näiteks, et soovite kindlaks teha tõenäosuse, et paari laps saab keelt keerata. Saame seda tähtedega esindada R ja r - domineeriva geeni suurtähed ja retsessiivse väiketähed. Kui mõlemad vanemad on heterosügootsed (neil on igast alleelist üks koopia), siis kirjutaksime üks "R" ja üks "r" piki võrgu ülaosa ja üks "R" ja üks "r" piki võrgu vasakut külge.
Töötage Punnetti ruutudega 7. samm Samm 3. Kirjutage iga tühiku rea ja veeru tähed
Kui olete aru saanud alleelidest, mida iga vanem panustab, on teie Punnetti ruudu täitmine lihtne. Kirjutage igasse ruutu ema ja isa alleelidest saadud kahetäheline geenikombinatsioon. Teisisõnu, võtke täht tühiku veerust ja täht selle reast ning kirjutage need tühiku sees kokku.
- Meie näites täidaksime oma ruudud järgmiselt:
- Ülemine vasak ruut: RR
- Ülemine parem ruut: Rr
- Alumine vasak ruut: Rr
- Alumine parem ruut: rr
- Pange tähele, et traditsiooniliselt kirjutatakse kõigepealt domineerivad alleelid (suured tähed).
Töötage Punnetti ruutudega 8. samm Samm 4. Määrake iga potentsiaalse järglase genotüüp
Täidetud Punnetti ruudu iga ruut kujutab endast järglast, kes võib olla kahel vanemal. Iga ruut (ja seega ka iga järglane) on võrdselt tõenäoline - teisisõnu, 2x2 ruudustikul on 1/4 võimalus mis tahes neljast võimalusest. Punnetti ruudul kujutatud alleelide erinevaid kombinatsioone nimetatakse genotüüpideks. Ehkki genotüübid kujutavad endast geneetilisi erinevusi, ei pruugi järglased ilmtingimata iga ruudu puhul erineda (vt allpool toodud sammu).
- Meie Punnetti ruudu näites on nende kahe vanema järglaste võimalikud genotüübid järgmised:
- Kaks domineerivat alleeli (kahest R -st)
- Üks domineeriv alleel ja üks retsessiivne (R ja R poolt)
- Üks domineeriv alleel ja üks retsessiivne (R ja r) - pange tähele, et selle genotüübiga ruute on kaks
- Kaks retsessiivset alleeli (kahest kohast)
Töötage Punnetti ruutudega 9. samm Samm 5. Määrake iga potentsiaalse järglase fenotüüp
Organismi fenotüüp on tegelik füüsiline omadus, mida ta näitab oma genotüübi alusel. Vaid mõned näited fenotüüpidest hõlmavad silmavärvi, juuksevärvi ja sirprakulise aneemia esinemist - kõik need on geenide poolt määratud füüsilised tunnused, kuid ükski pole tegelik geenikombinatsioon. Potentsiaalse järglase fenotüübi määravad geeni omadused. Erinevatel geenidel on fenotüüpidena avaldumise reeglid erinevad.
- Ütleme meie näites, et domineeriv on geen, mis võimaldab kellelgi keelt rullida. See tähendab, et kõik järglased suudavad keelt keerata ka siis, kui domineeriv on ainult üks nende alleelidest. Sel juhul on potentsiaalsete järglaste fenotüübid järgmised:
- Üleval vasakul: Oskab keelt keerata (kaks R)
- Üleval paremal: Oskab keelt keerata (üks R)
- All vasakul: Oskab keelt keerata (üks R)
- Paremalt alumine: Keelt ei saa rullida (null Rs)
Töötage Punnetti ruutudega 10. samm Samm 6. Kasutage ruutude abil erinevate fenotüüpide tõenäosust
Punnetti ruutude üks levinumaid kasutusviise on määrata kindlaks, kui tõenäoline on järglaste spetsiifiliste fenotüüpide olemasolu. Kuna iga ruut kujutab endast võrdselt tõenäolist genotüübi tulemust, leiate fenotüübi tõenäosuse jagades selle fenotüübiga ruutude arvu ruutude koguarvuga.
- Meie näide Punnetti ruut ütleb meile, et nende vanemate järglaste jaoks on neli võimalikku geenikombinatsiooni. Kolm neist kombinatsioonidest annavad järglase, kes suudab keelt keerata, üks aga mitte. Seega on meie kahe fenotüübi tõenäosused järgmised:
- Järglased võivad keelt keerata: 3/4 = 0.75 = 75%
- Järglased ei saa keelt keerata: 1/4 = 0.25 = 25%
Meetod 2/2: Dihübriidristi kuvamine (kaks geeni)
Töötage Punnetti ruutudega 11. samm Samm 1. Kahekordista iga täiendava geeni jaoks 2x2 põhivõrgu mõlemad pooled
Kõik geenikombinatsioonid pole nii lihtsad kui ülaltoodud lõigust pärinev monohübriidi (ühe geeni) rist. Mõnda fenotüüpi määrab rohkem kui üks geen. Sellistel juhtudel peate arvestama iga võimaliku kombinatsiooniga, mis tähendab suurema ruudustiku joonistamist.
-
Punnetti ruutude põhireegel, kui tegemist on rohkem kui ühe geeniga, on järgmine: kahekordistada iga geeni mõlemat külge iga geeni jaoks kaugemale esimesest.
Teisisõnu, kuna ühe geeni võrk on 2x2, kahe geeni võrk 4x4, kolme geeni võrk 8x8 jne.
- Nende mõistete hõlbustamiseks on vaja järgida kahe geeni näiteprobleemi. See tähendab, et peaksime joonistama a 4x4 ruudustik. Selle jaotise mõisted kehtivad ka kolme või enama geeni puhul - need probleemid nõuavad lihtsalt suuremaid võrke ja rohkem tööd.
Töötage Punnetti ruutudega 12. samm Etapp 2. Määrake kindlaks vanemate geenid, keda panustatakse
Seejärel otsige üles uuritava tunnuse geenid, mis on mõlemal vanemal. Kuna tegemist on mitme geeniga, on iga vanema genotüübil iga geeni kohta lisaks esimesele kaks tähte - teisisõnu neli tähte kahe geeni kohta, kuus tähte kolme geeni kohta jne. Visuaalse meeldetuletusena võib abiks olla ema genotüübi kirjutamine ruudustiku ülaossa ja isa vasakule (või vastupidi).
Kasutame nende konfliktide illustreerimiseks klassikalist näidisülesannet. Hernetaimel võivad olla herned, mis on kas siledad või kortsus ja kollased või rohelised. Sile ja kollane on domineerivad omadused. Sel juhul kasutage s ja s domineerivate ja retsessiivsete geenide esindamiseks sujuvuse jaoks ja Y ja y kollasuse jaoks. Oletame, et sel juhul on emal an SsYy genotüüp ja isal on SsYY genotüüp.
Töötage Punnetti ruutudega 13. samm Samm 3. Kirjutage erinevad geenikombinatsioonid ülemisele ja vasakule küljele
Nüüd kirjutage ruudustiku ülemise rea kohal ja vasakpoolsemast veerust vasakule erinevad alleelid, mida iga vanem võib potentsiaalselt kaasa aidata. Nagu ühe geeniga tegelemisel, antakse iga alleel võrdselt edasi. Kuna aga vaatate mitut geeni, saab iga rida ja veerg mitu tähte: kaks tähte kahe geeni jaoks, kolm tähte kolme geeni jaoks jne.
- Meie näites peame kirja panema erinevad geenikombinatsioonid, mida iga vanem saab oma SsYy genotüüpidest kaasa aidata. Kui meil on ema SsYy geenid üleval ja isa SsYY geenid vasakul, on iga geeni alleelid järgmised:
- Ülevalt: SY, Sy, sY, sy
- Vasakul küljel: SY, SY, sY, sY
Töötage Punnetti ruutudega 14. samm Samm 4. Täitke tühikud iga alleelide kombinatsiooniga
Täitke ruudustiku tühikud täpselt nagu ühe geeniga tegelemisel. Seekord on aga igal tühikul kaks täiendavat tähte iga geeni kohta peale esimese: neli tähte kahele geenile, kuus tähte kolmele geenile. Üldreeglina peaks iga tühiku tähtede arv vastama iga vanema genotüübi tähtede arvule.
- Meie näites täidaksime oma ruumid järgmiselt:
- Ülemine rida: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Teine rida: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Kolmas rida: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
- Alumine rida: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
Töötage Punnetti ruutudega 15. samm Samm 5. Leidke iga potentsiaalse järglase fenotüübid
Mitme geeniga tegelemisel kujutab Punnetti ruudu iga ruum endiselt iga potentsiaalse järglase genotüüpi - valikuid on lihtsalt rohkem kui ühe geeni puhul. Iga ruudu fenotüübid sõltuvad taas täpsetest geenidest, millega tegeletakse. Kuid üldreeglina vajavad domineerivad tunnused vaid ühte domineerivat alleeli, retsessiivsed aga kõiki retsessiivseid alleele.
- Meie näites, kuna siledus ja kollasus on meie herneste domineerivad omadused, tähistab iga ruut, millel on vähemalt üks suurtäht S, sileda fenotüübiga taime ja iga ruut, millel on vähemalt üks suurtäht Y, kollase fenotüübiga taime. Kortsulised taimed vajavad kahte väiketähte ja rohelised taimed kahte väiketähte y. Nendest tingimustest saame:
- Ülemine rida: Sile/kollane, sile/kollane, sile/kollane, sile/kollane
- Teine rida: Sile/kollane, sile/kollane, sile/kollane, sile/kollane
- Kolmas rida: Sile/kollane, sile/kollane, kortsus/kollane, kortsus/kollane
- Alumine rida: Sile/kollane, sile/kollane, kortsus/kollane, kortsus/kollane
Töötage Punnetti ruutudega 16. samm Samm 6. Kasutage ruutude abil iga fenotüübi tõenäosust
Kasutage samu meetodeid nagu ühe geeniga tegelemisel, et leida tõenäosus, et kahe vanema järglastel võib olla erinev fenotüüp. Teisisõnu, fenotüübiga ruutude arv jagatuna ruutude koguarvuga võrdub iga fenotüübi tõenäosusega.
- Meie näites on iga fenotüübi tõenäosused järgmised:
- Järglased on siledad ja kollased: 12/16 = 3/4 = 0.75 = 75%
- Järglased on kortsus ja kollased: 4/16 = 1/4 = 0.25 = 25%
- Järglased on siledad ja rohelised: 0/16 = 0%
- Järglased on kortsus ja rohelised: 0/16 = 0%
- Pange tähele, et kuna ühelgi järglasel on võimatu saada kahte retsessiivset y alleeli, ei ole ükski järglastest roheline.
Näpunäiteid
- Kiiruga? Proovige kasutada veebipõhist Punnetti ruutkalkulaatorit (nagu seda), mis saab teie määratud vanemgeenide põhjal luua ja täita Punnetti ruute.
- Väga üldreeglina on retsessiivsed tunnused vähem levinud kui domineerivad tunnused. Siiski on olukordi, kus need haruldased tunnused võivad suurendada organismide sobivust ja muutuda seega loodusliku valiku kaudu tavalisemaks. Näiteks annab retsessiivne tunnus, mis põhjustab sirprakulise aneemia verehaigust, resistentsust ka malaaria suhtes, muutes selle troopilises kliimas mõnevõrra soovitavaks.
- Kõigil geenidel pole ainult kahte fenotüüpi. Näiteks on mõnel geenil heterosügootse (üks domineeriv, üks retsessiivne) kombinatsiooni jaoks eraldi fenotüüp.
