Генетиката, изследването на наследствеността, започна с граха. Проучванията на Грегор Мендел с грахови растения показват, че някои фактори преместват характеристики като цвят или гладкост от поколение на поколение по предсказуеми модели.
Макар че Мендел представя и публикува своите изследвания, работата му е игнорирана до няколко години след смъртта му. След като работата на Мендел беше преоткрита и неговата стойност призната, изследването на генетиката бързо се придвижи напред.
Общ преглед на речника на генетиката
Генетиката изучава моделите на това как черите преминават от поколение на поколение. Наследените черти включват цвят на косата, цвят на очите, ръст и кръвна група. Различни версии на едно и също ген, като например син цвят на очите и кафяв цвят на очите, се наричат алели. Една версия или алел на ген може да бъде доминираща над различен рецесивен алел, или двата алела могат да бъдат равни или кодоминант.
Алелите обикновено са представени с една и съща буква, но доминиращ алел е с главни букви. Например алелите на кафявите очи, при равни други фактори, са доминиращи над алелите на сините очи. Алелите на кръвна група са изключение от тази стандартна практика.
Генетика на кръвна група
Кръвна група А и кръвна група В са кодоминантни, така че човек, наследяващ гени за кръвни групи А и В, ще има кръв тип АВ. Кръвната група О е рецесивна към А и В, така че човек, наследяващ ген за кръвна група А и ген за кръвна група О, ще има кръвна група А. Ако и двата алела за даден признак са една и съща версия на гена, организмът е хомозиготен по този признак.
Ако алелите за дадена черта са различни алели, организмът е хетерозиготен за тази черта. Ако организмът е хетерозиготен по даден признак, обикновено един ген ще бъде доминиращ над другия ген.
Генотип се отнася до генетичната комбинация на организъм. Фенотип се отнася до физическия израз на генетичната комбинация.
Попълване на Punnett Squares
Квадратите Punnett използват сравнително опростен формат на мрежа, подобен на Tic-Tac-Toe борда, за да се предскаже възможният генетичен състав (генотип) и физически грим (фенотип) на потенциално потомство. Прост квадрат на Punnett показва кръста на генетичната комбинация за една черта.
Двата гена за признак от един родител се поставят над двете десни колони на квадрат Punnett с един ген над една колона и вторият ген над другата колона. Двата гена за чертата от другия родител ще бъдат поставени от лявата страна на квадрата Punnett, по един за долните два реда на квадрат Punnett.
Подобно на таблица за умножение или пробег, символът за гена в горната част на колоната и символът за гена от лявата страна на реда се копират в пресичащия се квадрат. Това е един възможен генотип за потенциално потомство. В прост квадрат на Punnett само с една черта ще има четири потенциални генетични комбинации (два гена от всеки родител, така че 2x2 или 4 възможни резултата).
Например, помислете за a Площад Пънет за цвета на граха на Мендел. Чистокръвен (хомозиготен) зелен (y) грах, кръстосан с чистопороден жълт (Y) грах, дава четири възможни комбинации за цвят за следващото поколение грах. Случва се всеки генетичен резултат да съдържа един ген за зелен грах и един ген за жълт грах. Гените не са за един и същ алел (една и съща черта, различна физическа експресия), така че генетичният състав на цвета във всеки потенциален грах на потомство е хетерозиготен (Yy).
Онлайн квадратни генетични калкулатори Punnett могат да се използват за намиране на генетичните кръстове на прости и сложни квадратчета Punnett. (Вижте ресурси)
Намиране на генотипите
Генотиповете са геновата комбинация от потенциално потомство. В горния пример за грахово растение съотношението на генотипа на кръстосването на хомозиготен зелен (y) и хомозиготен жълт (Y) грах е 100% Yy.
И четирите квадрата съдържат една и съща хетерозиготна комбинация от Yy. Потомството ще проявява жълт цвят, защото жълтото е доминиращо. Но всяко от потомството грах ще носи гени както за зеления, така и за жълтия грах.
Да предположим, че са кръстосани две хетерозиготни грахови потомци. Всеки родител носи ген за зелено (y) и ген за жълто (Y). Поставете гените на единия родител в горната част на квадрат Пънет, а гените на другия родител по лявата страна. Копирайте гените надолу по колоните и през редовете.
Всеки от четирите квадрата сега показва възможна комбинация от генотип. Един квадрат показва хомозиготна жълта (YY) комбинация. Два квадрата показват хетерозиготна зелено-жълта комбинация (Yy). Един квадрат показва хомозиготна жълта (YY) комбинация.
Изчисляване на генотипното съотношение
В прост квадрат на Punnett само с една черта има четири възможни комбинации от гени. В примера с грахово зърно вероятността за хомозиготен зелен грах е 1: 4, тъй като само един от четирите квадрата съдържа yy генотип. Вероятността за хетерозиготен зелено-жълт генотип е 2: 4, защото два от четирите квадрата имат генотип Yy.
Вероятността за жълт грах е 1: 4, защото само един от четирите квадрата има YY генотип. Следователно съотношението на генотипа е 1 YY: 2Yy: 1yy или 3Y_: 1y. Съотношението на фенотипа е три жълти граха: един зелен грах.
Дихибриден квадрат на Punnett показва възможните кръстоски на две черти едновременно. Всяка черта все още има само два възможни гена, така че дихибридният квадрат Punnett ще бъде решетка с четири реда и четири колони и шестнадесет възможни резултата. Отново пребройте броя на всяка генна комбинация.
Дихибриден кръст
Помислете за a дихибридно кръстосване на двама души, които са хетерозиготна кестенява коса (H) с рецесивна руса коса (h) с кафяви очи (E) с рецесивни сини очи (e). И двата родителски фенотипа биха били кестенява коса и кафяви очи. Дихибридното кръстосване обаче показва възможни генотипове HHEE, HhEE, hhEE, HHEe, HhEe, HHee, Hhee, hhEE и hhee.
Съотношението на генотипа е 1 HHEE: 2 HhEE: 1 hhEE: 2 HHEe: 4 HhEe: 2 Hhee: 1 HHee: 2 hhEe: 1 hhee, което може да бъде записано и като 9 H_E_: 3 h_E_: 3 H_e_: 1 h_e_. Съотношението на фенотипите показва, че тези хетерозиготни родители имат един шанс на шестнадесет да имат русокосо и синеоко дете.