Štúdium genotypových pomerov sa datuje od práce Gregora Mendela v 50. rokoch 18. storočia. Mendel, známy ako otec genetiky, uskutočnil komplexný súbor experimentov kríženia rastlín hrachu, ktoré mali rôzne odlišné vlastnosti. Dokázal vysvetliť svoje výsledky priradením dvoch „faktorov“ k vlastnostiam každej jednotlivej rastliny. Dnes túto dvojicu faktorov nazývame alely, skladajúce sa z dvoch kópií rovnakého génu - jednej kópie od každého rodiča.
Prečítajte si viac o experimente Mendelova hrachu.
Mendelovská nadvláda
Mendel identifikoval znaky, ktoré dominujú nad ostatnými znakmi. Napríklad hladký hrášok vykazuje dominantnú vlastnosť, zatiaľ čo vrásčitý hrášok vykazuje recesívnu vlastnosť. V Mendelovej práci platí, že ak má jednotlivá rastlina aspoň jeden faktor hrachu, bude mať hrach. Musí mať dva vrásčito-hrachové faktory, aby vrásčitý hrach mal.
To možno vyjadriť pomocou „S“ pre hladký hrášok a „s“ pre vrásčitú odrodu. Genotyp SS alebo Ss vytvára rastliny hrachu hladkého, zatiaľ čo ss je potrebný pre hrach pokrčený.
Čistokrvný hrášok: generácie F1 a F2
Mendel spočítal svoje generácie rastlín hrachu. Pôvodní rodičia z generácie F0 vytvorili potomka F1. Samooplodnenie jedincov F1 vyprodukovalo generáciu F2. Mendel dával pozor, aby najskôr vyšľachtil niekoľko generácií rastlín hrachu, aby sa zabezpečilo, že generácia F0 bude čistokrvná - to znamená, že má dva rovnaké faktory.
Dnes by vedci povedali, že rodičia F0 sú homozygotní pre gén v tvare hrášku. Prechody F0 boli SS X ss - čisté hladké kríženie s čistým zvrásnením.
Generácia hybridov
Všetok hrášok F1 bol hladký. Mendel pochopil, že každý jedinec F1 mal jeden S faktor a jeden s faktor - v modernej reči bol každý jedinec F1 heterozygotný pre tvar hrášku. Pomer genotypov generácie F1 bol 100% hybridný Ss, čo poskytlo 100% hrachu hladkého, pretože tento faktor sa považuje za dominantný.
Samohnojením týchto jednotlivcov F1 vytvoril Mendel kríž Ss X Ss.
Výsledné pomery genotypu F2 boli 25 percent SS, 50 percent Ss a 25 percent ss, čo možno tiež zapísať ako 1: 2: 1. Kvôli dominancii, fenotypu alebo viditeľnej vlastnosti boli pomery 75 percent hladké a 25 percent pokrčené, čo sa dá napísať aj ako 3: 1.
Mendel dosiahol podobné výsledky aj pri iných vlastnostiach rastlín hrachu, ako je farba kvetu, farba hrachu a veľkosť rastlín hrachu.
Variácie dominancie
Alely môžu mať vzťahy presahujúce klasický mendelovský dominantno-recesívny vzťah. Pri súdominovaní sú obe alely vyjadrené rovnako. Napríklad krížením súdominantnej červenokvetej rastliny s bielokvetou vznikne potomok, ktorý má červené a biele škvrnité kvety. V červenej vs. biely kríž rastliny s neúplnou dominanciou, výsledný potomok bude ružový.
Vo viacerých variantoch alel pochádzajú dve alely jednotlivca pre danú vlastnosť z populácie s viac ako dvoma možnými znakmi. Napríklad tri alely ľudskej krvi sú A, B a O. A a B sú kodominantné, zatiaľ čo O je recesívny.
Používanie Punnettových štvorcov na pochopenie genotypových pomerov
Punnettov štvorec je vizuálne / grafické znázornenie kríženia medzi dvoma jednotlivcami. Predstavuje rôzne genotypové pomery a možné genotypové možnosti potomkov od dvoch jedincov.
Prečítajte si viac o tom, ako urobiť námestie Punnet Square.
Použime príklad hrachu hladkého a zvrásneného skôr, keď je homozygotná dominantná rastlina hrachu hladkého (SS) skrížená s homozygotne recesívne zvrásnenou rastlinou hrachu (ss). Mali by ste k dispozícii tri genotypy pre potomkov (SS, Ss a ss) v pomere 1: 2: 1. Toto sa vizuálne zobrazuje v námestie Punnett.
Punnettove štvorce uľahčujú vizualizáciu genotypového pomeru, ktorý nájdete v reprodukčných krížikoch. To platí najmä vtedy, keď začnete skúmať viac rôznych alel naraz.