Η γενετική, η μελέτη της κληρονομικότητας, ξεκίνησε με τα μπιζέλια. Οι μελέτες του Gregor Mendel με φυτά μπιζελιού έδειξαν ότι κάποιος παράγοντας μετακίνησε χαρακτηριστικά όπως το χρώμα ή την ομαλότητα από γενιά σε γενιά σε προβλέψιμα μοτίβα.
Παρόλο Μέντελ παρουσίασε και δημοσίευσε τις σπουδές του, το έργο του αγνοήθηκε μέχρι μερικά χρόνια μετά το θάνατό του. Μόλις ανακαλύφθηκε ξανά το έργο του Mendel και αναγνωρίστηκε η αξία του, η μελέτη της γενετικής προχώρησε γρήγορα.
Επισκόπηση γενετικού λεξιλογίου
Η Γενετική μελετά τα πρότυπα του τρόπου με τον οποίο τα χαρακτηριστικά περνούν από γενιά σε γενιά. Τα κληρονομικά χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν το χρώμα των μαλλιών, το χρώμα των ματιών, το ύψος και τον τύπο αίματος. Διαφορετικές εκδόσεις του ίδιου γονίδιο, όπως το μπλε χρώμα των ματιών και το καφέ χρώμα των ματιών, ονομάζονται αλληλόμορφα. Μία εκδοχή ή αλληλόμορφο γονίδιο μπορεί να κυριαρχεί σε διαφορετικό υπολειπόμενο αλληλόμορφο ή τα δύο αλληλόμορφα μπορεί να είναι ίδια ή συνώνυμο.
Τα αλληλόμορφα συνήθως αντιπροσωπεύονται με το ίδιο γράμμα, αλλά το
κυρίαρχο αλληλόμορφο κεφαλαιοποιείται. Για παράδειγμα, τα αλληλόμορφα καστανά μάτια, όλοι οι άλλοι παράγοντες είναι ίσοι, κυριαρχούν στα αλληλόμορφα μπλε ματιών. Τα αλληλόμορφα τύπου αίματος αποτελούν εξαίρεση σε αυτήν την τυπική πρακτική.Γενετική τύπου αίματος
Ο τύπος αίματος Α και ο τύπος αίματος Β είναι συνώνυμοι, οπότε ένα άτομο που κληρονομεί γονίδια για τους τύπους αίματος Α και Β θα έχει αίμα τύπου ΑΒ. Ο τύπος αίματος Ο είναι υπολειπόμενος στα Α και Β, οπότε ένα άτομο που κληρονομεί ένα γονίδιο για τον τύπο αίματος Α και ένα γονίδιο για τον τύπο αίματος Ο θα έχει τύπο αίματος Α. Εάν και τα δύο αλληλόμορφα για ένα χαρακτηριστικό είναι η ίδια έκδοση του γονιδίου, ο οργανισμός είναι ομόζυγος για αυτό το χαρακτηριστικό.
Εάν τα αλληλόμορφα χαρακτηριστικά είναι διαφορετικά αλληλόμορφα, ο οργανισμός είναι ετερόζυγος για αυτό το χαρακτηριστικό. Εάν ο οργανισμός είναι ετερόζυγος για ένα χαρακτηριστικό, συνήθως ένα γονίδιο θα κυριαρχεί έναντι του άλλου γονιδίου.
Γονότυπος αναφέρεται στον γενετικό συνδυασμό ενός οργανισμού. Φαινότυπος αναφέρεται στη φυσική έκφραση του γενετικού συνδυασμού.
Ολοκληρώνοντας τα τετράγωνα Punnett
Τα τετράγωνα Punnett χρησιμοποιούν μια σχετικά απλή μορφή πλέγματος παρόμοια με μια πλακέτα Tic-Tac-Toe για να προβλέψουν την πιθανή γενετική σύνθεση (γονότυπος) και τη φυσική σύνθεση (φαινότυπος) πιθανών απογόνων. Ένα απλό τετράγωνο Punnett δείχνει τον σταυρό του γενετικού συνδυασμού για ένα μόνο χαρακτηριστικό.
Τα δύο γονίδια για ένα χαρακτηριστικό από έναν γονέα τοποθετούνται πάνω από τις δύο δεξιά στήλες του τετραγώνου Punnett με ένα γονίδιο πάνω από τη μία στήλη και το δεύτερο γονίδιο πάνω από την άλλη στήλη. Τα δύο γονίδια για το χαρακτηριστικό από τον άλλο γονέα θα τοποθετηθούν στην αριστερή πλευρά της πλατείας Punnett, το καθένα για τις δύο κάτω σειρές της πλατείας Punnett.
Όπως ένα διάγραμμα πολλαπλασιασμού ή χιλιομέτρων, το σύμβολο για το γονίδιο στην κορυφή της στήλης και το σύμβολο για το γονίδιο στην αριστερή πλευρά της σειράς αντιγράφονται στο τεμνόμενο τετράγωνο. Αυτός είναι ένας πιθανός γονότυπος για έναν πιθανό απόγονο. Σε ένα απλό τετράγωνο Punnett με μόνο ένα χαρακτηριστικό, θα υπάρχουν τέσσερις πιθανοί γενετικοί συνδυασμοί (δύο γονίδια από κάθε γονέα, έτσι 2x2 ή 4 πιθανά αποτελέσματα).
Για παράδειγμα, σκεφτείτε ένα Πλατεία Πουνέτ για το χρώμα των μπιζελιών του Mendel. Ένα καθαρόαιμο (ομόζυγο) πράσινο (y) μπιζέλι διασταυρωμένο με ένα καθαρόαιμο κίτρινο (Y) μπιζέλι αποδίδει τέσσερις πιθανούς συνδυασμούς για το χρώμα για την επόμενη γενιά μπιζελιών. Συμβαίνει ότι κάθε γενετικό αποτέλεσμα περιέχει ένα γονίδιο για τα πράσινα μπιζέλια και ένα γονίδιο για τα κίτρινα μπιζέλια. Τα γονίδια δεν είναι για το ίδιο αλληλόμορφο (ίδιο χαρακτηριστικό, διαφορετική φυσική έκφραση), επομένως η γενετική σύνθεση για το χρώμα σε κάθε πιθανό μπιζέλι απογόνου είναι ετερόζυγο (Yy).
Οι διαδικτυακοί γενετικοί υπολογιστές Punnett Square μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εύρεση των γενετικών σταυρών απλών και σύνθετων τετραγώνων Punnett. (Δείτε πόρους)
Εύρεση των γονότυπων
Οι γονότυποι είναι ο γονιδιακός συνδυασμός δυνητικών απογόνων. Στο παραπάνω παράδειγμα φυτού μπιζελιού, η αναλογία γονότυπου του σταυρού των ομόζυγων πράσινων (y) και των ομόζυγων κίτρινων μπιζελιών είναι 100% Yy.
Και τα τέσσερα τετράγωνα περιέχουν τον ίδιο ετερόζυγο συνδυασμό του Yy. Ο απόγονος θα εμφανίσει κίτρινο χρώμα επειδή κυριαρχεί το κίτρινο. Αλλά κάθε ένα από τα μπιζέλια απογόνων θα φέρει γονίδια τόσο για τα πράσινα όσο και τα κίτρινα μπιζέλια.
Ας υποθέσουμε ότι διασταυρώνονται δύο ετερόζυγοι απόγονοι μπιζελιών. Κάθε γονέας φέρει ένα γονίδιο για πράσινο (y) και ένα γονίδιο για κίτρινο (Y). Τοποθετήστε τα γονίδια ενός γονέα στην κορυφή της πλατείας Punnett και τα γονίδια των άλλων γονέων στην αριστερή πλευρά. Αντιγράψτε τα γονίδια στις στήλες και στις σειρές.
Καθένα από τα τέσσερα τετράγωνα δείχνει τώρα έναν πιθανό συνδυασμό γονότυπου. Ένα τετράγωνο δείχνει έναν ομόζυγο κίτρινο (ΥΥ) συνδυασμό. Δύο τετράγωνα δείχνουν έναν ετερόζυγο πράσινο-κίτρινο συνδυασμό (Yy). Ένα τετράγωνο δείχνει έναν ομόζυγο κίτρινο (ΥΥ) συνδυασμό.
Υπολογισμός της Γονοτυπικής Αναλογίας
Σε μια απλή πλατεία Punnett με μόνο ένα χαρακτηριστικό, υπάρχουν τέσσερις πιθανοί γονιδιακοί συνδυασμοί. Στο παράδειγμα μπιζελιού, η πιθανότητα ομόζυγων πράσινων μπιζελιών είναι 1: 4, επειδή μόνο ένα από τα τέσσερα τετράγωνα περιέχει το γιο γονότυπο. Η πιθανότητα ετερόζυγου πράσινου-κίτρινου γονότυπου είναι 2: 4 επειδή δύο από τα τέσσερα τετράγωνα έχουν τον γονότυπο Yy.
Η πιθανότητα των κίτρινων μπιζελιών είναι 1: 4 επειδή μόνο ένα από τα τέσσερα τετράγωνα έχει τον γονότυπο YY. Η αναλογία γονότυπου είναι συνεπώς 1 YY: 2Yy: 1yy ή 3Y_: 1y. Η αναλογία φαινοτύπου είναι τρία κίτρινα μπιζέλια: ένα πράσινο μπιζέλι.
Ένα διυδρικό τετράγωνο Punnett δείχνει τους πιθανούς σταυρούς δύο χαρακτηριστικών ταυτόχρονα. Κάθε χαρακτηριστικό εξακολουθεί να έχει μόνο δύο πιθανά γονίδια, έτσι το διυδρικό τετράγωνο Punnett θα είναι ένα πλέγμα με τέσσερις σειρές και τέσσερις στήλες και δεκαέξι πιθανά αποτελέσματα. Και πάλι, μετρήστε τον αριθμό κάθε συνδυασμού γονιδίων.
Διυβριδικός Σταυρός
Εξετάστε ένα διυβριδικός σταυρός δύο ατόμων που είναι ετερόζυγα καστανά μαλλιά (H) με υπολειπόμενα ξανθά μαλλιά (h) με καστανά μάτια (E) με υπολειπόμενα μπλε μάτια (e). Και οι δύο γονικοί φαινότυποι θα ήταν καστανά μαλλιά και καστανά μάτια. Ο διϋβριδικός σταυρός, ωστόσο, δείχνει πιθανούς γονότυπους HHEE, HhEE, hhEE, HHEe, HhEe, HHee, Hhee, hhEE και hhee.
Ο λόγος γονότυπου είναι 1 HHEE: 2 HhEE: 1 hhEE: 2 HHEe: 4 HhEe: 2 Hhee: 1 HHee: 2 hhEe: 1 hhee, ο οποίος μπορεί επίσης να γραφτεί ως 9 H_E_: 3 h_E_: 3 H_e_: 1 h_e_. Η αναλογία φαινοτύπου δείχνει ότι αυτοί οι ετερόζυγοι γονείς έχουν μια πιθανότητα στα δεκαέξι να έχουν ένα ξανθό μαλλιά, μπλε μάτια παιδί.