Studium genotypových poměrů sahá až do práce Gregora Mendela v padesátých letech 19. století. Mendel, známý jako otec genetiky, provedl komplexní soubor experimentů křížení rostlin hrachu, které měly různé vlastnosti. Dokázal vysvětlit své výsledky přiřazením dvou „faktorů“ vlastnostem každé jednotlivé rostliny. Dnes tomuto páru faktorů říkáme alely, skládající se ze dvou kopií stejného genu - jedné kopie od každého rodiče.
Přečtěte si více o experimentu Mendelova hrachu.
Mendelian nadvláda
Mendel identifikoval rysy, které dominují jiným znakům. Například hladký hrášek vykazuje dominantní rys, zatímco zvrásněný hrášek vykazuje recesivní rys. V Mendelově práci, pokud má jednotlivá rostlina alespoň jeden faktor hladkého hrachu, bude mít hladký hrášek. Musí mít dva faktory vrásčitého hrachu, aby měl vrásčitý hrášek.
To lze vyjádřit pomocí „S“ pro hladký hrášek a „s“ pro vrásčitou odrůdu. Genotyp SS nebo Ss vytváří rostliny hrachu hladkého, zatímco ss je potřebný pro vrásčitý hrášek.
Čistokrevný hrášek: generace F1 a F2
Mendel spočítal své generace rostlin hrachu. Původní rodiče z generace F0 vytvořili potomky F1. Samooplodnění jedinců F1 vyprodukovalo generaci F2. Mendel dával pozor, aby nejprve vyšlechtil několik generací rostlin hrachu, aby zajistil, že generace F0 bude čistokrevná - to znamená, že má dva stejné faktory.
Vědci dnes tvrdí, že rodiče F0 byli homozygotní pro gen ve tvaru hrášku. Přechody F0 byly SS X ss - čisté hladké křížení s čistým vrásčením.
Generace hybridů
Všechny hrášky F1 byly hladké. Mendel pochopil, že každý jedinec F1 měl jeden S faktor a jeden s faktor - v moderní řeči byl každý jedinec F1 heterozygotní pro tvar hrachu. Poměr genotypů generace F1 byl 100 procent hybridního Ss, což poskytlo 100 procent hladkého hrášku, protože tento faktor je považován za dominantní.
Díky samooplodnění těchto jedinců F1 Mendel vytvořil kříž Ss X Ss.
Výsledné poměry genotypu F2 byly 25 procent SS, 50 procent Ss a 25 procent ss, což lze také zapsat jako 1: 2: 1. Kvůli dominanci, fenotypu nebo viditelnému znaku byly poměry 75 procent hladké a 25 procent pomačkané, což lze také zapsat jako 3: 1.
Mendel získal podobné výsledky s jinými vlastnostmi rostlin hrachu, jako je barva květu, barva hrachu a velikost rostlin hrachu.
Variace nadvlády
Alely mohou mít vztahy nad rámec klasického mendelovského dominantně-recesivního vztahu. V kodominanci jsou obě alely vyjádřeny stejně. Například křížením kodominantní červenokvěté rostliny s bíloskvrnnou se vytvoří potomci, kteří mají červené a bílé skvrnité květy. V červené vs. bílý kříž rostliny s neúplnou dominancí, bude výsledný potomek růžový.
Ve více variantách alel pocházejí dvě alely jednotlivce pro danou vlastnost z populace více než dvou možných znaků. Například tři alely lidské krve jsou A, B a O. A a B jsou kodominantní, zatímco O je recesivní.
Použití Punnettových čtverců k pochopení genotypových poměrů
Punnettův čtverec je vizuální / grafické znázornění křížení mezi dvěma jednotlivci. Představuje různé genotypové poměry a možné genotypové možnosti potomků dvou jedinců.
Přečtěte si více o tom, jak udělat Punnet Square.
Použijme příklad hrachu hladkého a vrásčitého z dřívější doby, kdy je homozygotní dominantní rostlina hladkého hrachu (SS) zkřížena s homozygotní recesivně vrásčitou rostlinou hrachu (ss). Pro potomky byste měli k dispozici tři genotypy (SS, Ss a ss) v poměru 1: 2: 1. To se vizuálně zobrazuje v náměstí Punnett zde.
Punnettovy čtverce usnadňují vizualizaci genotypového poměru, který najdete v reprodukčních křížcích. To platí zejména, když začnete zkoumat více různých alel najednou.