Genetika, studium dědičnosti, začala hráškem. Studie Gregora Mendela s rostlinami hrachu ukázaly, že některé faktory posunuly charakteristiky, jako je barva nebo hladkost, z generace na generaci v předvídatelných vzorcích.
Ačkoli Mendel představil a publikoval své studie, jeho práce byla ignorována až několik let po jeho smrti. Jakmile byla Mendelova práce znovu objevena a její hodnota uznána, studium genetiky se rychle posunulo vpřed.
Přehled slovníku genetiky
Genetika studuje vzorce přechodu znaků z generace na generaci. Zděděné vlastnosti zahrnují barvu vlasů, barvu očí, výšku a krevní skupinu. Různé verze stejné gen, jako je modrá barva očí a barva hnědých očí alely. Jedna verze nebo alela genu může být dominantní nad jinou recesivní alelou, nebo tyto dvě alely mohou být stejné nebo kodominant.
Alely jsou obvykle reprezentovány stejným písmenem, ale dominantní alela je psáno velkými písmeny. Například alely hnědého oka, všechny ostatní faktory stejné, jsou dominantní nad alelami modrého oka. Alely krevní skupiny jsou výjimkou z této standardní praxe.
Genetika krevních skupin
Krevní skupina A a Krevní skupina B jsou kodominantní, takže osoba dědící geny pro krevní skupiny A a B bude mít krev typu AB. Krevní skupina O je recesivní vůči A a B, takže osoba, která zdědí gen pro krevní skupinu A a gen pro krevní skupinu O, bude mít krevní skupinu A. Pokud jsou obě alely znaku stejné verze genu, je organismus pro tento znak homozygotní.
Pokud jsou alelami znaku různé alely, je organismus pro tento znak heterozygotní. Pokud je organismus pro daný znak heterozygotní, bude obvykle jeden gen dominantní nad druhým genem.
Genotyp Termín „genetická kombinace“ označuje genetickou kombinaci organismu. Fenotyp "Fyzikální exprese" se týká fyzického vyjádření genetické kombinace.
Dokončení čtverců Punnett
Punnettovy čtverce používají relativně jednoduchý formát mřížky podobný desce Tic-Tac-Toe k předpovědi možného genetického složení (genotyp) a fyzického složení (fenotyp) potenciálních potomků. Jednoduchý Punnettův čtverec ukazuje kříž genetické kombinace pro jeden znak.
Dva geny pro znak od jednoho rodiče jsou umístěny nad dvěma pravými sloupci Punnettova čtverce s jedním genem nad jedním sloupcem a druhým genem nad druhým sloupcem. Dva geny pro tento znak od druhého rodiče budou umístěny na levé straně Punnettova čtverce, každý pro spodní dvě řady Punnettova čtverce.
Stejně jako v grafu násobení nebo počtu ujetých kilometrů se symbol pro gen v horní části sloupce a symbol pro gen na levé straně řádku zkopírují do protínajícího se čtverce. Toto je jeden z možných genotypů pro potenciální potomky. V jednoduchém Punnettově čtverci s pouze jedním znakem budou čtyři potenciální genetické kombinace (dva geny od každého rodiče, tedy 2x2 nebo 4 možné výsledky).
Zvažte například a Punnettovo náměstí pro barvu Mendelova hrášku. Čistokrevný (homozygotní) zelený (y) hrášek křížený s čistokrevným žlutým (Y) hráškem poskytuje čtyři možné kombinace barev pro další generaci hrachu. Stává se, že každý genetický výsledek obsahuje jeden gen pro zelený hrášek a jeden gen pro žlutý hrášek. Geny nejsou pro stejnou alelu (stejný znak, odlišná fyzická exprese), takže genetické složení barvy v každém potenciálním potomstvu hrachu je heterozygotní (Yy).
Online genetické kalkulačky s Punnettovým čtvercem lze použít k vyhledání genetických křížení jednoduchých a složitých Punnettových čtverců. (Viz zdroje)
Nalezení genotypů
Genotypy jsou kombinací genů potenciálních potomků. Ve výše uvedeném příkladu rostliny hrachu je poměr genotypu kříže homozygotního zeleného (y) a homozygotního žlutého (Y) hrášku 100 procent Yy.
Všechny čtyři čtverce obsahují stejnou heterozygotní kombinaci Yy. Potomci budou mít žlutou barvu, protože žlutá je dominantní. Ale každý z potomků hrachu bude nést geny pro zelený i žlutý hrášek.
Předpokládejme, že jsou kříženi dva heterozygotní potomci hrachu. Každý rodič nese gen pro zelenou (y) a gen pro žlutou (Y). Umístěte geny jednoho rodiče podél horní části Punnettova čtverce a geny druhého rodiče podél levé strany. Zkopírujte geny dolů do sloupců a přes řádky.
Každý ze čtyř čtverců nyní ukazuje možnou kombinaci genotypu. Jeden čtverec ukazuje homozygotní žlutou (YY) kombinaci. Dva čtverce ukazují heterozygotní zelenožlutou kombinaci (Yy). Jeden čtverec ukazuje homozygotní žlutou (YY) kombinaci.
Výpočet genotypového poměru
Na jednoduchém Punnettově čtverci s pouze jedním znakem existují čtyři možné kombinace genů. V příkladu hrachu je pravděpodobnost homozygotního zeleného hrášku 1: 4, protože pouze jeden ze čtyř čtverců obsahuje genotyp yy. Pravděpodobnost heterozygotního zelenožlutého genotypu je 2: 4, protože dva ze čtyř čtverců mají genotyp Yy.
Pravděpodobnost žlutého hrášku je 1: 4, protože pouze jeden ze čtyř čtverců má genotyp YY. Poměr genotypů je tedy 1 RR: 2RR: 1RR nebo 3R_: 1R. Poměr fenotypů je tři žlutý hrášek: jeden zelený hrášek.
Dihybridní Punnettův čtverec ukazuje možné kříže dvou znaků současně. Každá vlastnost má stále jen dva možné geny, takže dihybridní Punnettovo náměstí bude mřížka se čtyřmi řadami a čtyřmi sloupci a šestnácti možnými výsledky. Opět spočítejte počet kombinací genů.
Dihybridní kříž
Zvažte a dihybridní kříž dvou lidí, kteří jsou heterozygotní hnědé vlasy (H) s recesivními blond vlasy (h) s hnědými očima (E) s recesivně modrými očima (e). Oba mateřské fenotypy by byly hnědé vlasy a hnědé oči. Dihybridní kříž však ukazuje možné genotypy HHEE, HhEE, hhEE, HHEe, HhEe, HHee, Hhee, hhEE a hhee.
Poměr genotypů je 1 HHEE: 2 HhEE: 1 hhEE: 2 HHEe: 4 HhEe: 2 Hhee: 1 HHee: 2 hhEe: 1 hhee, což lze také zapsat jako 9 H_E_: 3 h_E_: 3 H_e_: 1 h_e_. Poměr fenotypů ukazuje, že tito heterozygotní rodiče mají jednu šanci ze šestnácti mít blonďaté, modrooké dítě.