Genetika, proučavanje nasljedstva, započela je s graškom. Studije Gregora Mendela s biljkama graška pokazale su da je neki faktor u predvidljivim uzorcima pomicao karakteristike poput boje ili glatkoće iz generacije u generaciju.
Iako Mendel predstavio i objavio svoje studije, njegovo je djelo bilo ignorirano sve do nekoliko godina nakon njegove smrti. Jednom kada je Mendelovo djelo ponovno otkriveno i prepoznata njegova vrijednost, proučavanje genetike krenulo je brzo naprijed.
Pregled genetičkog rječnika
Genetika proučava obrasce kako osobine prelaze iz generacije u generaciju. Nasljeđene osobine uključuju boju kose, boju očiju, visinu i krvnu grupu. Različite verzije iste gen, kao što su plava boja očiju i smeđa boja očiju alela. Jedna verzija ili alel gena može biti dominantna nad različitim recesivnim alelom, ili dva alela mogu biti jednaka ili kodominantno.
Aleli su obično predstavljeni istim slovom, ali dominantni alel je velikim početnim slovom. Na primjer, aleli smeđih očiju, svi su drugi čimbenici jednaki, dominantni su u odnosu na alele plavih očiju. Aleli krvne grupe iznimka su od ove standardne prakse.
Genetika krvne grupe
Krvna grupa A i krvna grupa B su kodominantne, pa će osoba koja nasljeđuje gene za krvne grupe A i B imati krv tipa AB. Krvna grupa O je recesivna za A i B, pa će osoba koja naslijedi gen za krvnu grupu A i gen za krvnu grupu O imati krvnu grupu A. Ako su oba alela za neku osobinu ista verzija gena, organizam je homozigotan za to svojstvo.
Ako su aleli neke osobine različiti aleli, organizam je heterozigotan za tu osobinu. Ako je organizam heterozigot za neko svojstvo, obično će jedan gen biti dominantan nad drugim genom.
Genotip odnosi se na genetsku kombinaciju organizma. Fenotip odnosi se na fizički izraz genetske kombinacije.
Dovršavanje Punnettovih kvadrata
Punnettovi kvadratići koriste relativno jednostavan format mreže sličan ploči Tic-Tac-Toe za predviđanje mogućeg genetskog sastava (genotip) i fizičkog sastava (fenotip) potencijalnog potomstva. Jednostavni Punnettov kvadrat prikazuje križ genetske kombinacije za jedno svojstvo.
Dva gena za svojstvo jednog roditelja smještena su iznad dva desna stupca Punnettova kvadrata s jednim genom iznad jednog stupca, a drugi gen iznad drugog stupca. Dva gena za svojstvo drugog roditelja bit će smještena na lijevoj strani Punnettova kvadrata, po jedan za donja dva reda Punnettovog kvadrata.
Poput tablice množenja ili kilometraže, simbol za gen na vrhu stupca i simbol za gen s lijeve strane reda kopiraju se u kvadrat koji se presijeca. Ovo je jedan mogući genotip za potencijalno potomstvo. U jednostavnom Punnettovom kvadratu sa samo jednom osobinom, postojat će četiri potencijalne genetske kombinacije (dva gena od svakog roditelja, dakle 2x2 ili 4 moguća ishoda).
Na primjer, razmotrite a Punnettov trg za boju Mendelovog graška. Čistokrvni (homozigotni) zeleni (y) grašak ukrižen s čistokrvnim žutim (Y) graškom daje četiri moguće kombinacije boje za sljedeću generaciju graška. Događa se da svaki genetski ishod sadrži jedan gen za zeleni grašak i jedan gen za žuti grašak. Geni nisu za isti alel (isto svojstvo, različito fizičko izražavanje), pa je genetski sastav boje u svakom potencijalnom potomku graška heterozigotan (Yy).
Internetski Punnettovi kvadratni genetski kalkulatori mogu se koristiti za pronalaženje genetskih križeva jednostavnih i složenih Punnettovih kvadrata. (Vidi resurse)
Pronalaženje genotipova
Genotipovi su kombinacija gena potencijalnog potomstva. U gornjem primjeru biljke grašak, omjer genotipa križanja homozigotnog zelenog (y) i homozigotnog žutog (Y) graška iznosi 100 posto Yy.
Sva četiri kvadrata sadrže istu heterozigotnu kombinaciju Yy. Potomci će pokazivati žutu boju jer je žuta dominantna. Ali svako od graška potomka nosit će gene i za zeleni i za žuti grašak.
Pretpostavimo da su ukrštena dva heterozigotna potomka graška. Svaki roditelj nosi gen za zeleno (y) i gen za žuto (Y). Postavite gene jednog roditelja uz vrh Punnettova kvadrata, a genere drugog roditelja uz lijevu stranu. Kopirajte gene niz stupce i preko redaka.
Svaki od četiri kvadrata sada pokazuje moguću kombinaciju genotipa. Jedan kvadrat prikazuje homozigotnu žutu (YY) kombinaciju. Dva kvadrata prikazuju heterozigotnu zeleno-žutu kombinaciju (Yy). Jedan kvadrat prikazuje homozigotnu žutu (YY) kombinaciju.
Izračunavanje genotipskog omjera
Na jednostavnom Punnettovom kvadratu sa samo jednom osobinom, postoje četiri moguće kombinacije gena. U primjeru graška vjerojatnost homozigotnog zelenog graška je 1: 4 jer samo jedan od četiri kvadrata sadrži genotip yy. Vjerojatnost heterozigotnog zeleno-žutog genotipa je 2: 4 jer dva od četiri kvadrata imaju genotip Yy.
Vjerojatnost žutog graška je 1: 4 jer samo jedan od četiri kvadrata ima genotip YY. Omjer genotipa je prema tome 1 YY: 2Yy: 1yy ili 3Y_: 1y. Omjer fenotipa je tri žuta graška: jedan zeleni grašak.
Dihibridni Punnettov kvadrat istodobno prikazuje moguća križanja dviju osobina. Svaka osobina još uvijek ima samo dva moguća gena, pa će dihibridni Punnettov kvadrat biti mreža s četiri reda i četiri stupca i šesnaest mogućih ishoda. Opet, prebrojite broj svake kombinacije gena.
Dihibridni križ
Razmotrite a dihibridni križ dvoje ljudi koji su heterozigotne smeđe kose (H) s recesivno plavom kosom (h) sa smeđim očima (E) s recesivno plavim očima (e). Oba roditeljska fenotipa bile bi smeđa kosa i smeđe oči. Međutim, dihibridni križ pokazuje moguće genotipove HHEE, HhEE, hhEE, HHEe, HhEe, HHee, Hhee, hhEE i hhee.
Omjer genotipa je 1 HHEE: 2 HhEE: 1 hhEE: 2 HHEe: 4 HhEe: 2 Hhee: 1 HHee: 2 hhEe: 1 hhee, što se može zapisati i kao 9 H_E_: 3 h_E_: 3 H_e_: 1 h_e_. Omjer fenotipa pokazuje da ovi heterozigotni roditelji imaju jednu od šesnaest godina šanse za plavokoso dijete plavih očiju.