Η μελέτη των γονότυπων αναλογιών χρονολογείται από το έργο του Γκρέγκορ Μέντελ στη δεκαετία του 1850. Ο Μεντέλ, γνωστός ως ο πατέρας της γενετικής, πραγματοποίησε μια ολοκληρωμένη σειρά πειραμάτων διασχίζοντας φυτά μπιζελιού που είχαν διάφορα διαφορετικά χαρακτηριστικά. Ήταν σε θέση να εξηγήσει τα αποτελέσματά του αναθέτοντας δύο «παράγοντες» στο χαρακτηριστικό κάθε μεμονωμένου φυτού. Σήμερα, ονομάζουμε αυτό το ζευγάρι αλληλόμορφων παραγόντων, που αποτελείται από δύο αντίγραφα του ίδιου γονιδίου - ένα αντίγραφο από κάθε γονέα.
Διαβάστε περισσότερα για το πείραμα του Mendel's Pea Plant.
Μεντελιανή κυριαρχία
Ο Mendel εντόπισε χαρακτηριστικά που κυριαρχούν σε άλλα χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, τα λεία μπιζέλια παρουσιάζουν κυρίαρχο χαρακτηριστικό, ενώ τα ζαρωμένα μπιζέλια εμφανίζουν υπολειπόμενο χαρακτηριστικό. Στην εργασία του Mendel, εάν ένα μεμονωμένο φυτό έχει τουλάχιστον έναν παράγοντα λείου μπιζελιού, θα έχει λεία μπιζέλια. Πρέπει να έχει δύο παράγοντες ζαρωμένου μπιζελιού για να έχει ζαρωμένα μπιζέλια.
Αυτό μπορεί να εκφραστεί με "S" για λεία μπιζέλια και "s" για την ζαρωμένη ποικιλία. Ο γονότυπος SS ή Ss δημιουργεί φυτά λείου μπιζελιού, ενώ το ss απαιτείται για ζαρωμένα μπιζέλια.
Καθαρόαιμα μπιζέλια: F1 και F2 Generation
Ο Μεντέλ αρίθμησε τις γενιές φυτών μπιζελιού του. Οι αρχικοί γονείς από τη γενιά F0 δημιούργησαν F1 απογόνους. Η αυτο-γονιμοποίηση ατόμων F1 παρήγαγε τη γενιά F2. Ο Mendel ήταν προσεκτικός για την αναπαραγωγή αρκετών γενεών φυτών μπιζελιού για να διασφαλίσει ότι η γενιά F0 ήταν καθαρόαιμη - δηλαδή, είχε δύο από τους ίδιους παράγοντες.
Σήμερα, οι επιστήμονες θα έλεγαν ότι οι γονείς F0 ήταν ομόζυγοι για το γονίδιο σχήματος μπιζελιού. Οι διασταυρώσεις F0 ήταν SS X ss - καθαρή ομαλή διασταύρωση με καθαρό τσαλακωμένο.
Μια γενιά υβριδίων
Όλα τα μπιζέλια F1 ήταν λεία. Ο Mendel κατάλαβε ότι κάθε άτομο F1 είχε έναν παράγοντα S και έναν παράγοντα s - στη σύγχρονη γλώσσα, κάθε άτομο F1 ήταν ετερόζυγο για το σχήμα μπιζελιού. Ο λόγος γονότυπου της γενιάς F1 ήταν 100% υβριδικό Ss, το οποίο απέδωσε 100% λεία μπιζέλια αφού αυτός ο παράγοντας θεωρείται κυρίαρχος.
Αυτολιπαίνοντας αυτά τα άτομα της F1, ο Mendel δημιούργησε το Ss X Ss cross.
Οι προκύπτουσες αναλογίες γονότυπου F2 ήταν 25% SS, 50% Ss και 25% ss, οι οποίες μπορούν επίσης να γραφτούν ως 1: 2: 1. Λόγω της κυριαρχίας, του φαινοτύπου ή του ορατού χαρακτηριστικού, οι αναλογίες ήταν 75 τοις εκατό λείες και 25 τοις εκατό ζαρωμένες, οι οποίες μπορούν επίσης να γραφτούν ως 3: 1.
Ο Mendel είχε παρόμοια αποτελέσματα με άλλα χαρακτηριστικά φυτού μπιζελιού, όπως το χρώμα των λουλουδιών, το χρώμα των μπιζελιών και το μέγεθος των φυτών μπιζελιού.
Παραλλαγές κυριαρχίας
Τα αλληλόμορφα μπορούν να έχουν σχέσεις πέρα από την κλασική Μεντελιανή κυρίαρχη-υπολειπόμενη. Στην συνδιαλλαγή, και τα δύο αλληλόμορφα εκφράζονται εξίσου. Για παράδειγμα, η διασταύρωση ενός συνώνυμου κόκκινου άνθους φυτού με ένα λευκό άνθος παράγει έναν απόγονο με κόκκινα και άσπρα στίγματα. Σε ένα κόκκινο εναντίον λευκό σταυρό ενός φυτού με ατελή κυριαρχία, ο απόγονος που προκύπτει θα είναι ροζ.
Σε πολλές παραλλαγές αλληλόμορφων, τα δύο αλληλόμορφα ενός ατόμου για ένα χαρακτηριστικό προέρχονται από έναν πληθυσμό άνω των δύο πιθανών χαρακτηριστικών. Για παράδειγμα, τα τρία αλληλόμορφα ανθρώπινου αίματος είναι Α, Β και Ο. Τα Α και Β είναι συνώνυμα, ενώ το Ο είναι υπολειπόμενο.
Χρήση τετραγώνων Punnett για την κατανόηση των γονότυπων λόγων
Ένα τετράγωνο Punnett είναι μια οπτική / γραφική παράσταση ενός σταυρού μεταξύ δύο ατόμων. Αντιπροσωπεύει τους διάφορους γονότυπους λόγους και πιθανές επιλογές γονότυπου απογόνων από δύο άτομα.
Διαβάστε περισσότερα για το πώς να κάνετε ένα Punnet Square.
Ας χρησιμοποιήσουμε το παράδειγμα των λείων και ζαρωμένων μπιζελιών από νωρίτερα όταν ένα ομόζυγο κυρίαρχο φυτό λείου μπιζελιού (SS) διασταυρώνεται με ένα ομόζυγο υπολειπόμενο ζαρωμένο φυτό μπιζελιών. Θα έχετε τρεις διαθέσιμους γονότυπους για τους απογόνους (SS, Ss και ss) σε αναλογία 1: 2: 1. Αυτό εμφανίζεται οπτικά σε μια πλατεία Punnett εδώ.
Τα τετράγωνα Punnett διευκολύνουν την απεικόνιση της γονοτυπικής αναλογίας που θα βρείτε σε αναπαραγωγικούς σταυρούς. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα όταν αρχίζετε να εξετάζετε πολλά διαφορετικά αλληλόμορφα ταυτόχρονα.