Genetika, štúdium dedičnosti, sa začala hráškom. Štúdie Gregora Mendela s rastlinami hrachu ukázali, že niektoré faktory posúvali charakteristiky, ako je farba alebo hladkosť, z generácie na generáciu v predvídateľných vzoroch.
Hoci Mendel predstavil a zverejnil svoje štúdie, jeho práca bola až do niekoľkých rokov po jeho smrti ignorovaná. Po znovuobjavení Mendelovej práce a uznaní jej hodnoty sa štúdium genetiky posunulo rýchlo vpred.
Prehľad genetickej slovnej zásoby
Genetika študuje vzorce prenosu vlastností z generácie na generáciu. Medzi dedičné vlastnosti patrí farba vlasov, farba očí, výška a krvná skupina. Rôzne verzie toho istého gen, ako napríklad modrá farba očí a hnedá farba očí, sa nazývajú alely. Jedna verzia alebo alela génu môže byť dominantná nad inou recesívnou alelou alebo môžu byť dve alely rovnaké alebo iné. codominant.
Alely sú zvyčajne zastúpené rovnakým písmenom, ale dominantná alela je veľké. Napríklad alely hnedého oka, všetky ostatné rovnaké faktory, sú dominantné nad alelami modrých očí. Alely krvnej skupiny sú výnimkou z tohto štandardného postupu.
Genetika krvných skupín
Krvná skupina A a krvná skupina B sú kodominantné, takže osoba, ktorá zdedí gény pre krvné skupiny A a B, bude mať krv typu AB. Krvná skupina O je recesívna voči A a B, takže osoba zdediaca gén pre krvnú skupinu A a gén pre krvnú skupinu O bude mať krvnú skupinu A. Ak sú obidve alely znaku rovnaká verzia génu, organizmus je pre tento znak homozygotný.
Ak sú alelami znaku rôzne alely, organizmus je pre tento znak heterozygotný. Ak je organizmus heterozygotný pre danú vlastnosť, zvyčajne bude jeden gén dominantný nad druhým génom.
Genotyp Výraz "genetická kombinácia" sa týka genetickej kombinácie organizmu. Fenotyp "Fyzikálny výraz" sa týka fyzického vyjadrenia genetickej kombinácie.
Dokončenie Punnettových štvorcov
Punnettove štvorce používajú na predpovedanie možného genetického zloženia (genotyp) a fyzického zloženia (fenotyp) potenciálnych potomkov pomerne jednoduchý formát mriežky podobný doske Tic-Tac-Toe. Jednoduchý Punnettov štvorec ukazuje kríženie genetickej kombinácie pre jednu vlastnosť.
Dva gény pre znak od jedného rodiča sú umiestnené nad dvoma pravými stĺpcami Punnettovho štvorca s jedným génom nad jedným stĺpcom a druhým génom nad druhým stĺpcom. Dva gény pre znak od druhého rodiča budú umiestnené na ľavej strane Punnettovho štvorca, každý jeden pre spodné dva riadky Punnettovho štvorca.
Rovnako ako v grafe násobenia alebo počtu kilometrov, symbol pre gén v hornej časti stĺpca a symbol pre gén na ľavej strane riadku sa skopírujú do pretínajúceho sa štvorca. Toto je jeden z možných genotypov pre potenciálneho potomka. Na jednoduchom Punnettovom štvorci s iba jednou vlastnosťou budú štyri potenciálne genetické kombinácie (dva gény od každého rodiča, teda 2x2 alebo 4 možné výsledky).
Zvážte napríklad a Punnettovo námestie pre farbu Mendelovho hrášku. Čistokrvný (homozygotný) zelený (y) hrášok krížený s čistokrvným žltým (Y) hráškom poskytuje pre ďalšiu generáciu hrachu štyri možné kombinácie farieb. Stáva sa, že každý genetický výsledok obsahuje jeden gén pre zelený hrášok a jeden gén pre žltý hrášok. Gény nesúvisia s rovnakou alelou (rovnaká vlastnosť, odlišná fyzická expresia), takže genetické zloženie farieb v každom potenciálnom hrachovom potomstve je heterozygotné (Yy).
Online genetické kalkulačky s použitím Punnettovho štvorca je možné použiť na vyhľadanie genetických krížencov jednoduchých a zložitých Punnettových štvorcov. (Pozri zdroje)
Nájdenie genotypov
Genotypy sú kombináciou génov potenciálnych potomkov. V príklade rastlín hrachu vyššie je pomer genotypu kríženia homozygotného zeleného (y) a homozygotného žltého (Y) hrachu 100 percent Yy.
Všetky štyri štvorce obsahujú rovnakú heterozygotnú kombináciu Yy. Potomstvo bude mať žltú farbu, pretože žltá je dominantná. Ale každý z potomkov hrášku bude mať gény pre zelený aj žltý hrášok.
Predpokladajme, že sú skrížení dvaja heterozygotní potomkovia hrachu. Každý rodič nesie gén pre zelenú farbu (y) a gén pre žltú farbu (Y). Umiestnite gény jedného rodiča pozdĺž hornej časti Punnettovho štvorca a gény druhého rodiča pozdĺž ľavej strany. Skopírujte gény nadol do stĺpcov a do riadkov.
Každý zo štyroch štvorcov teraz ukazuje možnú kombináciu genotypov. Jeden štvorec ukazuje kombináciu homozygotnej žltej (YY). Dva štvorce ukazujú heterozygotnú zeleno-žltú kombináciu (Yy). Jeden štvorec ukazuje kombináciu homozygotnej žltej (YY).
Výpočet genotypového pomeru
Na jednoduchom Punnettovom štvorci s iba jednou vlastnosťou existujú štyri možné kombinácie génov. V príklade hrachu je pravdepodobnosť homozygotného zeleného hrášku 1: 4, pretože iba jeden zo štyroch štvorcov obsahuje genotyp yy. Pravdepodobnosť heterozygotného zelenožltého genotypu je 2: 4, pretože dva zo štyroch štvorcov majú genotyp Yy.
Pravdepodobnosť žltého hrášku je 1: 4, pretože iba jeden zo štyroch štvorcov má genotyp YY. Pomer genotypov je preto 1 RR: 2RR: 1RR alebo 3R_: 1R. Pomer fenotypov je tri žlté hrášky: jeden zelený hrášok.
Dihybridný Punnettov štvorec zobrazuje možné kríženia dvoch znakov súčasne. Každá vlastnosť má stále iba dva možné gény, takže dihybridný Punnettov štvorec bude mriežkou so štyrmi radmi a štyrmi stĺpcami a šestnástimi možnými výsledkami. Opäť spočítajte počet každej kombinácie génov.
Dihybridný kríž
Zvážte a dihybridný kríž dvoch ľudí, ktorí sú heterozygotní hnedé vlasy (H) s recesívne blond vlasmi (h) s hnedými očami (E) s recesívne modrými očami (e). Oba pôvodné fenotypy by boli hnedé vlasy a hnedé oči. Dihybridný kríž však ukazuje možné genotypy HHEE, HhEE, hhEE, HHEe, HhEe, HHee, Hhee, hhEE a hhee.
Pomer genotypov je 1 HHEE: 2 HhEE: 1 hhEE: 2 HHEe: 4 HhEe: 2 Hhee: 1 HHee: 2 hhEe: 1 hhee, čo sa dá napísať aj ako 9 H_E_: 3 h_E_: 3 H_e_: 1 h_e_. Pomer fenotypov ukazuje, že títo heterozygotní rodičia majú jednu šancu zo šestnástich mať blond vlasy a modrooké dieťa.