Genetika, paveldimumo tyrimas, prasidėjo nuo žirnių. Gregoro Mendelio tyrimai su žirnių augalais parodė, kad kai kurie veiksniai, pagal nuspėjamus modelius, iš kartos į kartą perkėlė tokias savybes kaip spalva ar lygumas.
Nors Mendelis pristatė ir paskelbė savo studijas, jo darbas buvo ignoruojamas tik praėjus keleriems metams po jo mirties. Kai Mendelio darbas buvo atrastas iš naujo ir pripažinta jo vertė, genetikos tyrimas greitai judėjo į priekį.
Genetikos žodyno apžvalga
Genetika tiria modelių, kaip bruožai pereina iš kartos į kartą. Paveldimos savybės yra plaukų spalva, akių spalva, ūgis ir kraujo grupė. Skirtingos to paties versijos genas, pavyzdžiui, mėlynos ir rudos akių spalvos, vadinamos aleliai. Viena geno versija ar alelis gali būti dominuojantis skirtingam recesyviniam aleliui, arba abu aleliai gali būti lygūs arba kodominantas.
Aleliai paprastai vaizduojami ta pačia raide, tačiau dominuojantis alelis yra rašomas didžiosiomis raidėmis. Pavyzdžiui, rudų akių aleliai, visi kiti veiksniai yra vienodi, yra dominuojantys už mėlynų akių alelius. Kraujo grupės aleliai yra šios standartinės praktikos išimtis.
Kraujo grupės genetika
A ir B kraujo grupės yra kodominantinės, todėl asmuo, paveldintis A ir B kraujo grupių genus, turės AB tipo kraują. O kraujo grupė yra recesyvi A ir B grupėms, todėl asmuo, paveldintis A kraujo grupės geną ir O kraujo grupės geną, turės A kraujo grupę. Jei abu požymio aleliai yra ta pati geno versija, organizmas yra homozigotas šiam požymiui.
Jei požymio aleliai yra skirtingi aleliai, organizmas yra šiam požymiui heterozigotas. Jei organizmas turi heterozigotinį požymį, paprastai vienas genas bus dominuojantis prieš kitą geną.
Genotipas reiškia genetinį organizmo derinį. Fenotipas reiškia fizinę genetinio derinio išraišką.
„Punnett“ kvadratų užbaigimas
„Punnett“ kvadratuose naudojamas gana paprastas tinklelio formatas, panašus į „Tic-Tac-Toe“ lentą, kad būtų galima numatyti galimą palikuonių galimą genetinį (fizinį) ir fizinį (fenotipą). Paprastas Punnetto kvadratas rodo genetinio derinio kryžių, rodantį vieną požymį.
Du vieno iš tėvų požymio genai yra išdėstyti virš dviejų dešiniųjų Punnett kvadrato kolonų, vienas genas yra virš vienos kolonos, o antrasis - virš kitos. Du požymio genai iš kito tėvo bus dedami kairėje Punnett aikštės pusėje, po vieną - apatinėms dviem Punnett aikštės eilutėms.
Kaip ir daugybos ar ridos diagrama, stulpelio viršuje esančio geno simbolis ir kairėje eilės pusėje esančio geno simbolis nukopijuojami į susikertantį kvadratą. Tai yra vienas iš galimų palikuonių genotipų. Paprastoje Punnetto aikštėje, kurioje yra tik viena savybė, bus keturi potencialūs genetiniai deriniai (po du kiekvieno iš tėvų genus, taigi 2x2 arba 4 galimi rezultatai).
Pavyzdžiui, apsvarstykite a Punnett aikštė dėl Mendelio žirnių spalvos. Iš grynaveislių (homozigotinių) žalių (y) žirnių, sukryžiuotų su grynaveisliais geltonais (Y) žirniais, gaunami keturi galimi spalvų deriniai naujos kartos žirniams. Būna, kad kiekviename genetiniame rezultate yra vienas žaliųjų žirnių ir vienas geltonųjų žirnių genas. Genai nėra skirti tam pačiam aleliui (tas pats bruožas, skirtinga fizinė išraiška), todėl kiekvieno potencialaus palikuonio žirnio genetinis makiažas yra heterozigotinis (Yy).
Internetiniai „Punnett“ kvadratiniai genetiniai skaičiuotuvai gali būti naudojami paprastų ir sudėtingų „Punnett“ kvadratų genetiniams kryžiams rasti. (Žr. Išteklius)
Genotipų radimas
Genotipai yra potencialių palikuonių genų derinys. Aukščiau pateiktame žirnių augalų pavyzdyje homozigotinių žaliųjų (y) ir homozigotinių geltonųjų (Y) žirnių kryžminimo santykis yra 100 procentų Yy.
Visuose keturiuose kvadratuose yra tas pats heterozigotinis Yy derinys. Palikuoniai bus geltonos spalvos, nes geltona yra dominuojanti. Bet kiekviename iš palikuonių žirnių bus genų tiek žaliesiems, tiek geltoniesiems žirniams.
Tarkime, kertami du heterozigotiniai žirnių palikuonys. Kiekvienas iš tėvų turi žalios spalvos (y) geną ir geltonos spalvos (Y) geną. Vieno iš tėvų genus padėkite palei Punnetto kvadrato viršų, o kitų tėvų genus - iš kairės pusės. Nukopijuokite genus stulpeliuose ir eilutėse.
Kiekvienas iš keturių kvadratų dabar rodo galimą genotipo derinį. Viename kvadrate rodomas homozigotinis geltonos spalvos (YY) derinys. Du kvadratai rodo heterozigotinį žaliai geltoną derinį (Yy). Viename kvadrate rodomas homozigotinis geltonos spalvos (YY) derinys.
Genotipinio santykio apskaičiavimas
Paprastoje Punnett aikštėje, kurioje yra tik viena savybė, yra keturi galimi genų deriniai. Žirnių pavyzdyje homozigotinių žaliųjų žirnių tikimybė yra 1: 4, nes tik viename iš keturių kvadratų yra yy genotipas. Heterozigotinio žaliai geltono genotipo tikimybė yra 2: 4, nes du iš keturių kvadratų turi Yy genotipą.
Geltonųjų žirnių tikimybė yra 1: 4, nes tik vienas iš keturių kvadratų turi YY genotipą. Todėl genotipo santykis yra 1 YY: 2Yy: 1yy arba 3Y_: 1y. Fenotipo santykis yra trys geltoni žirniai: vienas žalias žirnis.
Dviejų hibridų Punnetto kvadratas rodo galimus dviejų požymių kryžius vienu metu. Kiekvienas bruožas vis dar turi tik du galimus genus, taigi dihibridinis Punnetto kvadratas bus tinklelis su keturiomis eilėmis ir keturiomis kolonomis bei šešiolika galimų rezultatų. Vėlgi, suskaičiuokite kiekvieno genų derinio skaičių.
„Dihybrid Cross“
Apsvarstykite a dihibridinis kryžius dviejų žmonių, kurie yra heterozigotiniai rudi plaukai (H) su recesyviais šviesiais plaukais (h) su rudomis akimis (E) su recesyviai mėlynomis akimis (e). Abu pagrindiniai fenotipai būtų rudi plaukai ir rudos akys. Tačiau dihibridinis kryžius parodo galimus genotipus HHEE, HhEE, hhEE, HHEe, HhEe, HHee, Hhee, hhEE ir hhee.
Genotipo santykis yra 1 HHEE: 2 HhEE: 1 hhEE: 2 HHEe: 4 HhEe: 2 Hhee: 1 HHee: 2 hhEe: 1 hhee, kurį taip pat galima parašyti kaip 9 H_E_: 3 h_E_: 3 H_e_: 1 h_e_. Fenotipo santykis rodo, kad šie heterozigotiniai tėvai turi vieną galimybę iš šešiolikos susilaukti šviesiaplaukio, mėlynakio vaiko.