Изучение генотипических соотношений восходит к работе Грегора Менделя в 1850-х годах. Мендель, известный как отец генетики, провел комплекс экспериментов по скрещиванию растений гороха с различными характеристиками. Он смог объяснить свои результаты, приписав два «фактора» каждому отдельному признаку растения. Сегодня мы называем эту пару факторов аллелями, состоящую из двух копий одного и того же гена - по одной копии от каждого родителя.
Узнайте больше об эксперименте с горохом Менделя.
Менделирующее доминирование
Мендель определил черты, которые доминируют над другими чертами. Например, гладкий горох демонстрирует доминирующий признак, а морщинистый горох - рецессивный. В работе Менделя, если у отдельного растения есть хотя бы один фактор гладкого гороха, у него будет гладкий горох. Чтобы горох получился морщинистым, он должен иметь два фактора морщинистого гороха.
Это может быть выражено буквой «S» для гладкого горошка и «s» для морщинистого сорта. Генотип SS или Ss создает растения гладкого гороха, тогда как ss необходим для морщинистого гороха.
Чистокровный горох: поколения F1 и F2
Мендель насчитал свои поколения растений гороха. Первоначальные родители из поколения F0 создали потомство F1. Самооплодотворение особей F1 дало поколение F2. Мендель был осторожен при первом выведении нескольких поколений растений гороха, чтобы гарантировать, что поколение F0 было чистопородным, то есть имело два одинаковых фактора.
Сегодня ученые сказали бы, что родители F0 были гомозиготными по гену гороховидной формы. Переходы F0 были SS X ss - чисто гладкие, перекрещенные с чисто морщинистыми.
Поколение гибридов
Весь горох F1 был гладким. Мендель понимал, что каждая особь F1 имела один S-фактор и один s-фактор - говоря современным языком, каждая особь F1 была гетерозиготной по форме гороха. Соотношение генотипов поколения F1 представляло собой 100-процентный гибрид Ss, который давал 100-процентный урожай гладкого гороха, поскольку этот фактор считается доминирующим.
Самооплодотворяя этих особей F1, Мендель создал кросс Ss X Ss.
Полученные соотношения генотипов F2 составили 25 процентов SS, 50 процентов Ss и 25 процентов ss, что также можно записать как 1: 2: 1. Из-за доминирования, фенотипа или видимого признака соотношение было 75 процентов гладким и 25 процентов морщинистым, что также можно записать как 3: 1.
Мендель получил аналогичные результаты с другими характеристиками гороха, такими как цвет цветов, цвет гороха и размер растений гороха.
Вариации доминирования
Аллели могут иметь отношения, выходящие за рамки классических менделевских доминантно-рецессивных отношений. При кодоминиции оба аллеля выражены одинаково. Например, скрещивание содоминантного растения с красными цветками и растения с белыми цветками дает потомство с красными и белыми пятнистыми цветками. В красном vs. белый крест растения с неполным доминированием, получившееся потомство будет розовым.
При множественных вариациях аллелей два аллеля индивидуума для признака происходят из популяции, состоящей из более чем двух возможных признаков. Например, три аллеля крови человека - это A, B и O. A и B кодоминантны, а O - рецессивны.
Использование квадратов Пеннета для понимания генотипических соотношений
Квадрат Пеннета - это визуальное / графическое изображение скрещивания двух людей. Он представляет различные соотношения генотипов и возможные варианты генотипа потомков от двух особей.
Узнайте больше о том, как сделать Punnet Square.
Давайте воспользуемся примером гладкого и морщинистого гороха, рассмотренным ранее, когда гомозиготное доминантное растение гладкого гороха (SS) скрещивают с гомозиготным рецессивным морщинистым растением гороха (ss). У вас будет три доступных генотипа для потомства (SS, Ss и ss) в соотношении 1: 2: 1. Это показано визуально в площадь Пеннета здесь.
Квадраты Пеннета упрощают визуализацию генотипического соотношения, которое вы найдете при репродуктивных кроссах. Это особенно верно, когда вы начинаете исследовать сразу несколько разных аллелей.