De studie van genotypische verhoudingen gaat terug tot het werk van Gregor Mendel in de jaren 1850. Mendel, bekend als de vader van de genetica, voerde een uitgebreide reeks experimenten uit met het kruisen van erwtenplanten die verschillende kenmerken hadden. Hij kon zijn resultaten verklaren door twee "factoren" toe te kennen aan de eigenschap van elke individuele plant. Tegenwoordig noemen we dit factorenpaar allelen, bestaande uit twee kopieën van hetzelfde gen - één kopie van elke ouder.
Lees meer over het Erwtenplant-experiment van Mendel.
Mendeliaanse overheersing
Mendel identificeerde eigenschappen die andere eigenschappen domineren. Gladde erwten vertonen bijvoorbeeld een dominante eigenschap, terwijl gerimpelde erwten een recessieve eigenschap vertonen. In het werk van Mendel, als een individuele plant ten minste één gladde-erwtenfactor heeft, zal deze gladde erwten hebben. Het moet twee gerimpelde erwten hebben om gerimpelde erwten te hebben.
Dit kan worden uitgedrukt met een "S" voor gladde erwten en een "s" voor de gerimpelde variant. Het genotype SS of Ss zorgt voor gladde erwtenplanten, terwijl ss nodig is voor gerimpelde erwten.
Raszuivere erwten: F1- en F2-generatie
Mendel telde zijn generaties erwtenplanten. De oorspronkelijke ouders van generatie F0 creëerden F1-nakomelingen. Zelfbevruchting van F1-individuen produceerde de F2-generatie. Mendel was voorzichtig om eerst verschillende generaties erwtenplanten te kweken om ervoor te zorgen dat de F0-generatie raszuiver was - dat wil zeggen, twee dezelfde factoren had.
Tegenwoordig zouden wetenschappers zeggen dat de F0-ouders homozygoot waren voor het erwtvormgen. De F0-kruisingen waren SS X ss - puur glad gekruist met puur gerimpeld.
Een generatie hybriden
Alle F1-erwten waren glad. Mendel begreep dat elk F1-individu één S-factor en één s-factor had - in modern spraakgebruik was elk F1-individu heterozygoot voor de vorm van een erwt. De genotypeverhouding van generatie F1 was 100 procent Ss-hybride, wat 100 procent gladde erwten opleverde, aangezien die factor als dominant wordt beschouwd.
Door die F1-individuen zelf te bevruchten, creëerde Mendel het Ss X Ss-kruis.
De resulterende F2-genotypeverhoudingen waren 25 procent SS, 50 procent Ss en 25 procent ss, wat ook kan worden geschreven als 1:2:1. Vanwege dominantie, het fenotype of zichtbare kenmerk, waren de verhoudingen 75 procent glad en 25 procent gerimpeld, wat ook kan worden geschreven als 3:1.
Mendel behaalde vergelijkbare resultaten met andere eigenschappen van erwtenplanten, zoals bloemkleur, erwtenkleur en grootte van de erwtenplanten.
Overheersing variaties
Allelen kunnen relaties hebben die verder gaan dan de klassieke Mendeliaanse dominant-recessieve. In codominantie worden beide allelen gelijk uitgedrukt. Als u bijvoorbeeld een codominante roodbloemige plant kruist met een witbloemige plant, krijgt u nakomelingen met rode en witgevlekte bloemen. In een rode vs. wit kruis van een plant met onvolledige dominantie, de resulterende nakomelingen zullen roze zijn.
In meerdere allelvariaties komen de twee allelen van een individu voor een eigenschap uit een populatie van meer dan twee mogelijke eigenschappen. De drie menselijke bloedallelen zijn bijvoorbeeld A, B en O. A en B zijn codominant, terwijl O recessief is.
Punnett-vierkanten gebruiken om genotypische verhoudingen te begrijpen
Een Punnett-vierkant is een visuele/grafische weergave van een kruising tussen twee individuen. Het vertegenwoordigt de verschillende genotypische verhoudingen en mogelijke genotype-opties van nakomelingen van twee individuen.
Lees meer over het maken van een Punnet Square.
Laten we het voorbeeld van gladde en gerimpelde erwten van eerder gebruiken wanneer een homozygote dominante gladde erwtenplant (SS) wordt gekruist met een homozygote recessieve gerimpelde erwtenplant (ss). Je zou drie beschikbare genotypen hebben voor het nageslacht (SS, Ss en ss) in een verhouding van 1:2:1. Dit wordt visueel weergegeven in een Punnett-plein hier.
Punnett-vierkanten maken het gemakkelijker om de genotypische verhouding te visualiseren die u in reproductieve kruisingen vindt. Dit geldt vooral als je meerdere verschillende allelen tegelijk begint te onderzoeken.