Genetika, preučevanje dednosti, se je začela z grahom. Študije Gregorja Mendela z rastlinami graha so pokazale, da so nekateri dejavniki v predvidljivih vzorcih premikali značilnosti, kot sta barva ali gladkost iz generacije v generacijo.
Čeprav Mendel predstavil in objavil svoje študije, njegovo delo je bilo prezrto do nekaj let po njegovi smrti. Ko je bilo Mendelovo delo ponovno odkrito in njegova vrednost prepoznana, se je študij genetike hitro premaknil naprej.
Pregled besedišča genetike
Genetika preučuje vzorce prenosa lastnosti iz generacije v generacijo. Podedovane lastnosti vključujejo barvo las, barvo oči, višino in krvno skupino. Različne različice istega gen, kot sta modra barva oči in rjava barva oči aleli. Ena različica ali alel gena je lahko prevladujoča nad drugim recesivnim alelom ali pa sta alela lahko enaka ali kodominantno.
Alele ponavadi predstavlja ista črka, toda dominantni alel je z veliko začetnico. Na primer, aleli rjavih oči, če so vsi drugi dejavniki enaki, prevladujejo nad aleli modrih oči. Aleli krvne skupine so izjema od te običajne prakse.
Genetika krvne skupine
Krvna skupina A in krvna skupina B sta soprevladujoči, zato bo oseba, ki podeduje gene za krvne skupine A in B, imela kri vrste AB. Krvna skupina O je recesivna do A in B, zato bo oseba, ki podeduje gen za krvno skupino A in gen za krvno skupino O, imela krvno skupino A. Če sta oba alela lastnosti enaka različici gena, je organizem homozigoten za to lastnost.
Če so aleli za neko lastnost različni aleli, je organizem za to lastnost heterozigoten. Če je organizem heterozigoten za neko lastnost, bo običajno en gen prevladoval nad drugim genom.
Genotip se nanaša na gensko kombinacijo organizma. Fenotip se nanaša na fizični izraz genetske kombinacije.
Dokončanje Punnettovih kvadratov
Punnettovi kvadrati uporabljajo razmeroma preprost format mreže, podoben plošči Tic-Tac-Toe, za napovedovanje možnega genetskega sestavka (genotip) in fizičnega sestavka (fenotip) potencialnih potomcev. Preprost Punnettov kvadrat prikazuje križ genetske kombinacije za eno lastnost.
Dva gena za lastnost enega od staršev sta postavljena nad oba desna stolpca Punnettovega kvadrata z enim genom nad enim stolpcem in drugim genom nad drugim stolpcem. Dva gena za lastnost drugega starša bosta nameščena na levi strani Punnettovega kvadrata, po en za spodnji dve vrstici Punnettovega kvadrata.
Tako kot grafikon množenja ali kilometrine se simbol za gen na vrhu stolpca in simbol za gen na levi strani vrstice kopirata v sekajoči se kvadrat. To je en možen genotip za potencialno potomstvo. V preprostem Punnettovem kvadratu z samo eno lastnostjo bodo štiri potencialne genetske kombinacije (dva gena vsakega starša, torej 2x2 ali 4 možni izidi).
Na primer, razmislite o Punnettov kvadrat za barvo Mendelovega graha. Čistokrvni (homozigotni) zeleni (y) grah, ki ga križamo s čistokrvnim rumenim (Y) grahom, daje štiri možne kombinacije barv za naslednjo generacijo graha. Zgodi se, da vsak genetski izid vsebuje en gen za zeleni grah in en gen za rumeni grah. Geni niso za isti alel (enaka lastnost, različno fizično izražanje), zato je genetska barva v vsakem potencialnem potomcu graha heterozigotna (Yy).
S pomočjo spletnih kvadratnih genetskih kalkulatorjev Punnett lahko najdemo genske križance preprostih in zapletenih kvadratov Punnett. (Glej vire)
Iskanje genotipov
Genotipi so genska kombinacija potencialnih potomcev. V zgornjem primeru rastline graha je razmerje genotipa križanja homozigotnega zelenega (y) in homozigotnega rumenega (Y) graha 100 odstotkov Yy.
Vsi štirje kvadrati vsebujejo isto heterozigotno kombinacijo Yy. Potomci bodo imeli rumeno barvo, ker je rumena prevladujoča. Toda vsak od potomcev graha bo nosil gene za zeleni in rumeni grah.
Recimo, da sta prečkani dve heterozigotni potomci graha. Vsak od staršev nosi gen za zeleno (y) in gen za rumeno (Y). Gene enega od staršev položite na vrh Punnettovega kvadrata, gene drugega starša pa na levo stran. Kopirajte gene po stolpcih in čez vrstice.
Vsak od štirih kvadratov zdaj prikazuje možno kombinacijo genotipov. En kvadrat prikazuje homozigotno rumeno kombinacijo (YY). Dva kvadrata prikazujeta heterozigotno zeleno-rumeno kombinacijo (Yy). En kvadrat prikazuje homozigotno rumeno kombinacijo (YY).
Izračun genotipskega razmerja
V preprostem Punnettovem kvadratu z samo eno lastnostjo obstajajo štiri možne kombinacije genov. V primeru graha je verjetnost homozigotnega zelenega graha 1: 4, ker le en od štirih kvadratov vsebuje genotip yy. Verjetnost heterozigotnega zeleno-rumenega genotipa je 2: 4, ker imata dva od štirih kvadratov genotip Yy.
Verjetnost rumenega graha je 1: 4, ker ima samo eden od štirih kvadratov genotip YY. Razmerje genotipa je torej 1 YY: 2Yy: 1yy ali 3Y_: 1y. Razmerje fenotipov je tri rumeni grah: en zeleni grah.
Dihibridni Punnettov kvadrat prikazuje možna križanja dveh lastnosti hkrati. Vsaka lastnost ima še vedno samo dva možna gena, zato bo dihibridni Punnettov kvadrat mreža s štirimi vrsticami in štirimi stolpci ter šestnajstimi možnimi rezultati. Še enkrat preštejte število vsake genske kombinacije.
Dihibridni križ
Razmislite o križanec hibrida dveh ljudi, ki so heterozigotni rjavi lasje (H) z recesivno svetlimi lasmi (h) z rjavimi očmi (E) z recesivno modrimi očmi (e). Oba fenotipa staršev bi bila rjava dlaka in rjave oči. Dihibridni križ pa prikazuje možne genotipe HHEE, HhEE, hhEE, HHEe, HhEe, HHee, Hhee, hhEE in hhee.
Razmerje genotipa je 1 HHEE: 2 HhEE: 1 hhEE: 2 HHEe: 4 HhEe: 2 Hhee: 1 HHee: 2 hhEe: 1 hhee, kar lahko zapišemo tudi kot 9 H_E_: 3 h_E_: 3 H_e_: 1 h_e_. Razmerje fenotipov kaže, da imajo ti heterozigotni starši eno od šestnajstih možnosti, da bi imeli blonastega modrookega otroka.