Genotyyppisuhteiden tutkimus on peräisin Gregor Mendelin työstä 1850-luvulla. Genetiikan isänä tunnettu Mendel suoritti kattavan sarjan kokeita, jotka ylittivät hernekasveja ja joilla oli erilaisia ominaisuuksia. Hän pystyi selittämään tuloksiaan osoittamalla kaksi "tekijää" kunkin kasvin piirteeseen. Nykyään kutsumme tätä tekijäparia alleeleiksi, jotka koostuvat kahdesta saman geenin kopiosta - yhden kopion kustakin vanhemmasta.
Lue lisää Mendelin herneiden kasvien kokeilusta.
Mendelian ylivalta
Mendel tunnisti piirteet, jotka hallitsevat muita piirteitä. Esimerkiksi sileät herneet osoittavat hallitsevan piirteen, kun taas ryppyiset herneet ovat resessiivisiä. Jos Mendelin työssä on vähintään yksi sileän herneen tekijä, sillä on sileitä herneitä. Siinä on oltava kaksi ryppyistä herne-tekijää, jotta siinä olisi ryppyisiä herneitä.
Tämä voidaan ilmaista "S": llä sileille herneille ja "s": lle ryppyiselle lajikkeelle. Genotyyppi SS tai Ss luo sileän herneen kasveja, kun taas ss tarvitaan ryppyisiin herneihin.
Puhdasrotuiset herneet: F1- ja F2-sukupolvet
Mendel luki herneenkasvien sukupolvensa. Alkuperäiset vanhemmat sukupolvesta F0 loivat F1-jälkeläiset. F1-yksilöiden itselannoitus tuotti F2-sukupolven. Mendel oli varovainen kasvattaessaan ensin useita herneiden sukupolvia varmistaakseen, että F0-sukupolvi oli puhdasrotuinen - eli sillä oli kaksi samaa tekijää.
Nykyään tutkijat sanoisivat, että F0-vanhemmat olivat homotsygoottisia herneen muotoiselle geenille. F0-risteykset olivat SS X ss - puhdas sileä, risti ryppyinen.
Hybridien sukupolvi
Kaikki F1-herneet olivat sileitä. Mendel ymmärsi, että jokaisella F1-yksilöllä oli yksi S-tekijä ja yksi s-tekijä - nykyaikaisessa kielenkäytössä jokainen F1-yksilö oli heterotsygoottinen herneen muodon suhteen. Sukupolven F1 genotyyppisuhde oli 100 prosenttia Ss-hybridi, joka tuotti 100 prosenttia sileitä herneitä, koska tätä tekijää pidetään hallitsevana.
Lannoittamalla itse F1-yksilöitä Mendel loi Ss X Ss -ristikon.
Tuloksena olevat F2-genotyyppisuhteet olivat 25 prosenttia SS, 50 prosenttia Ss ja 25 prosenttia ss, jotka voidaan myös kirjoittaa 1: 2: 1. Hallitsevuuden, fenotyypin tai näkyvän ominaisuuden vuoksi suhteet olivat 75 prosenttia sileät ja 25 prosenttia rypistyneet, mikä voidaan myös kirjoittaa 3: 1.
Mendel sai samanlaisia tuloksia muiden herneiden kasvien ominaisuuksien kanssa, kuten kukan väri, herneen väri ja herneiden kasvien koko.
Dominointimuunnelmat
Alleeleilla voi olla suhteita klassisen Mendelin hallitsevan-resessiivisen alueen ulkopuolelle. Kodinominanssissa molemmat alleelit ilmentyvät yhtä paljon. Esimerkiksi koodominantin punakukkaisen kasvin ristittäminen valkoisen kukan kanssa tuottaa jälkeläisiä, joilla on punaisia ja valkoisia täplikkäitä kukkia. Punaisella vs. kasvin valkoinen risti, jolla on epätäydellinen hallitsevuus, syntyneet jälkeläiset ovat vaaleanpunaisia.
Useissa alleelimuunnelmissa yksilön kaksi alleelin ominaisuutta varten tulevat yli kahden mahdollisen piirteen populaatiosta. Esimerkiksi kolme ihmisen veren alleelia ovat A, B ja O. A ja B ovat koodominantteja, kun taas O on resessiivinen.
Punnett-neliöiden käyttäminen genotyyppisuhteiden ymmärtämiseen
Punnett-neliö on visuaalinen / graafinen esitys kahden ihmisen välisestä rististä. Se edustaa kahden yksilön erilaisia genotyyppisuhteita ja mahdollisia jälkeläisten genotyyppivaihtoehtoja.
Lue lisää Punnet-aukion tekemisestä.
Käytetään esimerkkiä sileistä ja ryppyisistä herneistä aikaisemmin, kun homotsygoottinen hallitseva sileä herne-kasvi (SS) risteytetään homotsygoottisen, resessiivisen ryppyisen herne-kasvin (ss) kanssa. Sinulla on kolme saatavana olevaa genotyyppiä jälkeläisille (SS, Ss ja ss) suhteessa 1: 2: 1. Tämä näkyy visuaalisesti Punnett-aukio täällä.
Punnett-neliöt helpottavat lisääntymisristeissä havaitun genotyyppisuhteen visualisointia. Tämä pätee erityisesti, kun alat tutkia useita eri alleeleja kerralla.