Το 1905, ο Reginald Punnett δημοσίευσε Μεντελισμός, το πρώτο εγχειρίδιο της σύγχρονης γενεσιολογία. Κατά τη διάρκεια των σπουδών του, ο Punnett ανέπτυξε μια γραφική μέθοδο για την πρόβλεψη των αποτελεσμάτων των γενετικών σταυρών.
Τώρα αναφέρεται ως ένα τετράγωνο Punnett, αυτός ο γραφικός οργανωτής παρέχει μια σχετικά απλή μέθοδο για την πρόβλεψη της πιθανότητας γονότυπων και φαινοτύπων.
Τα χαρακτηριστικά είναι κληρονομικά χαρακτηριστικά. Γονίδια μεταφέρουν χαρακτηριστικά από τη μία γενιά στην άλλη. Ένας οργανισμός έχει δύο γονίδια για κάθε χαρακτηριστικό, που κληρονομεί ένα γονίδιο από κάθε γονέα. Αλληλόμορφα είναι παραλλαγές ενός γονιδίου.
Για παράδειγμα, ένα άτομο μπορεί να κληρονομήσει το γονίδιο για μπλε μάτια από έναν γονέα και το γονίδιο για καστανά μάτια από τον άλλο γονέα. Το άτομο έχει κληρονομήσει δύο διαφορετικά αλληλόμορφα για το χρώμα των ματιών.
Το άτομο που κληρονομεί ένα αλληλόμορφο για καστανά μάτια και ένα αλληλόμορφο για μπλε μάτια έχει υβρίδιο ή ετερόζυγος γονότυπος, που σημαίνει δύο διαφορετικές εκδόσεις ή αλληλόμορφα για το χρώμα των ματιών. Εκτός από όλους τους άλλους παράγοντες, ο φαινότυπος αυτού του ατόμου θα είναι καστανά μάτια.
Τα κυρίαρχα χαρακτηριστικά καλύπτουν ή κρύβουν υπολειπόμενα χαρακτηριστικά, πράγμα που σημαίνει ότι ενώ ένα άτομο μπορεί να κληρονομήσει δύο διαφορετικά αλληλόμορφα για ένα χαρακτηριστικό, ο φαινότυπος ή η φυσική έκφραση του χαρακτηριστικού θα είναι για το κυρίαρχο αλληλόμορφο. Στην περίπτωση των αλληλόμορφων χρώματος καφέ και μπλε ματιών, το αλληλόμορφο καφέ ματιών κυριαρχεί πάνω από το υπολειπόμενο αλλήλιο μπλε ματιών.
Τα κληρονομικά γονίδια αλληλεπιδρούν και επηρεάζουν το ένα το άλλο. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις σημαίνουν ότι οι φαινότυποι δεν ταιριάζουν πάντα με το αναμενόμενο αποτέλεσμα του κυρίαρχου αλληλίου έναντι υπολειπόμενο μοντέλο αλληλόμορφων που προβλέπεται από τα τετράγωνα Punnett.
Προτού χρησιμοποιηθεί ένα τετράγωνο Punnett, πρέπει να προσδιοριστούν οι γονότυποι για κάθε γονέα.
Εάν ο γονικός γονότυπος δεν είναι γνωστός, μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι γονότυποι παππούδων. Εάν ένας γονέας έχει καστανά μάτια, ένα αλληλόμορφο στον γονότυπο θα είναι για καστανά μάτια.
Το άλλο αλληλόμορφο θα μπορούσε να είναι για καστανά μάτια, πράσινα μάτια ή μπλε μάτια. Εάν ο παππούς και ο παππούς έχουν καστανά μάτια και ο άλλος παππούς και γιαγιά έχει μπλε μάτια, το δεύτερο αλληλόμορφο μπορεί να είναι μπλε ή πράσινα μάτια αλλά όχι καστανά μάτια.
Γενικά, τα κυρίαρχα χαρακτηριστικά εμφανίζονται συχνότερα στον φαινότυπο από ότι υπολειπόμενα χαρακτηριστικά. Τα καστανά μαλλιά, γενικά, κυριαρχούν στα ξανθά ή κόκκινα μαλλιά και είναι πολύ πιο συνηθισμένα στον παγκόσμιο πληθυσμό.
Οι τοπικοί πληθυσμοί, ωστόσο, ενδέχεται να μην αντικατοπτρίζουν αυτήν την κυριαρχία επειδή το γενετική δεξαμενή μπορεί να περιλαμβάνει μεγάλο αριθμό ατόμων με ξανθά ή κόκκινα μαλλιά.
Ο γραφικός οργανωτής που ονομάζεται τετράγωνο Punnett μπορεί να σχεδιαστεί ως ένα τετράγωνο χωρισμένο σε τέταρτα ή σαν ένα τυπικό πλαίσιο tic-tac-toe.
Μερικές φορές το πλαίσιο tic-tac-toe σχεδιάζεται με τη δεξιά πλευρά και προστίθεται βάση, αλλά αυτά δεν είναι απαραίτητα.
Ο γονότυπος για τους γονείς περιέχει δύο αλληλόμορφα για κάθε χαρακτηριστικό. Για τον υπολογισμό του πιθανότητα των απογόνων που λαμβάνουν ένα αλληλόμορφο, και τα δύο αλληλόμορφα πρέπει να τοποθετηθούν στην πλατεία Punnett. Τοποθετήστε αλληλόμορφα από έναν γονέα στο πάνω άκρο της πλατείας Punnett και αλληλόμορφα από τον άλλο γονέα στην αριστερή πλευρά της πλατείας Punnett.
Πρέπει να υπάρχει ένα σύμβολο αλληλόμορφο σε κάθε στήλη τετραγώνων και ένα σύμβολο αλληλόμορφο στην αριστερή πλευρά κάθε σειράς τετραγώνων.
Αντιγράψτε το σύμβολο από την κορυφή κάθε στήλης σε κάθε τετράγωνο αυτής της στήλης. Αντιγράψτε το σύμβολο από την αριστερή πλευρά της σειράς σε κάθε τετράγωνο αυτής της σειράς. Κάθε ένα από τα τετράγωνα πρέπει τώρα να έχει δύο σύμβολα.
Για παράδειγμα, εάν το πάνω μέρος της στήλης έχει κεφαλαίο B και το αριστερό άκρο της γραμμής έχει πεζά b, τότε το τετράγωνο θα πρέπει να έχει το ζεύγος συμβόλων Bb.
Καθένα από τα τέσσερα τετράγωνα περιέχει τώρα δύο σύμβολα αλληλόμορφων. Αυτά είναι τους πιθανούς γονότυπους. Εάν τα δύο σύμβολα είναι τα ίδια, ο γονότυπος είναι ομόζυγος.
Εάν τα δύο σύμβολα είναι διαφορετικά, όπως το Bb, ο γονότυπος είναι ετερόζυγος. Εάν και τα δύο σύμβολα είναι κεφαλαία γράμματα, όπως το BB, τότε ο γονότυπος είναι ομόζυγος κυρίαρχος. Εάν και τα δύο σύμβολα είναι πεζά, όπως το bb, τότε ο γονότυπος είναι ομόζυγος υπολειπόμενος.
Υποθέτοντας ότι δεν υπάρχουν άλλοι γενετικοί παράγοντες, το κυρίαρχο αλληλόμορφο ελέγχει τη φυσική έκφραση κάθε γονότυπου. Με άλλα λόγια, εάν υπάρχει ένα κυρίαρχο γονίδιο (εμφανίζεται με κεφαλαίο γράμμα) στο ζεύγος γονότυπων, αυτό το χαρακτηριστικό θα εμφανιστεί στους απογόνους.
Για το χρώμα των ματιών, εάν το Β αντιπροσωπεύει καστανά μάτια και το β αντιπροσωπεύει μπλε μάτια, τότε ένας απόγονος που κληρονομεί το γονίδιο ζεύγος ΒΒ ή το ζεύγος γονιδίων Ββ θα έχει καστανά μάτια. Για να έχουμε μπλε μάτια, και τα δύο κληρονομικά γονίδια πρέπει να είναι το ομόζυγο υπολειπόμενο bb.
Σε ένα απλό ή μονοϋβριδικός σταυρός για την αξιολόγηση ενός χαρακτηριστικού, υπάρχουν τέσσερα πιθανά αποτελέσματα. Εάν οι γονότυποι στα τετράγωνα προέρχονται από ένα σταυρό ενός ομόζυγου κυρίαρχου BB και ενός ετεροζυγώδους Bb, τότε τα τέσσερα πιθανά αποτελέσματα είναι BB, BB, Bb και Bb.
Δύο από τα τέσσερα πιθανά αποτελέσματα ή το 50% των απογόνων έχουν τον ομόζυγο κυρίαρχο γονότυπο Το BB και δύο από τα τέσσερα πιθανά αποτελέσματα ή το 50% των απογόνων έχουν τον ετερόζυγο γονότυπο ΒΒ.
Ο υπολογισμός των πιθανών φαινοτύπων σημαίνει αναζήτηση του κυρίαρχο γονίδιο. Στο παράδειγμα χρώματος ματιών, μετρήστε κάθε τετράγωνο με κεφαλαίο γράμμα. Στο παράδειγμα με τα αποτελέσματα BB, BB, Bb και Bb όπου το B αντιπροσωπεύει καστανά μάτια και το b αντιπροσωπεύει μπλε μάτια, και τα τέσσερα τετράγωνα περιέχουν ένα κυρίαρχο γονίδιο Β.
Και τα τέσσερα πιθανά αποτελέσματα ή το 100 τοις εκατό των απογόνων θα είχαν επομένως καστανά μάτια.
Διατίθενται ηλεκτρονικές αριθμομηχανές Punnett Square. Για να χρησιμοποιήσετε αυτούς τους υπολογιστές, εισαγάγετε τους γονότυπους για τους γονείς και ο υπολογιστής θα δημιουργήσει τους προκύπτοντες συνδυασμούς γονότυπου και φαινοτύπου.