Генетика, вивчення спадковості, почалася з гороху. Дослідження Грегора Менделя з рослинами гороху показали, що деякий фактор переміщував такі характеристики, як колір або гладкість з покоління в покоління, передбачуваними моделями.
Хоча Мендель презентував і опублікував свої дослідження, його роботи ігнорувались через кілька років після його смерті. Як тільки робота Менделя була відкрита заново і визнана її цінність, вивчення генетики швидко рухалося вперед.
Огляд словникового запасу генетики
Генетика вивчає закономірності того, як ознаки передаються з покоління в покоління. Спадкові риси включають колір волосся, колір очей, зріст і групу крові. Різні версії одного і того ж ген, такі як блакитний колір очей і карий колір очей, називаються алелі. Одна версія або алель гена може бути домінантною над іншим рецесивним алелем, або два алелі можуть бути рівними або кодомінант.
Алелі зазвичай представлені однією і тією ж буквою, але домінантний алель пишеться з великої літери. Наприклад, алелі карих очей, за інших рівних факторів, домінують над алелями блакитних очей. Алелі групи крові є винятком із цієї стандартної практики.
Генетика групи крові
Група крові А і група крові В є кодомінантними, тому людина, яка успадковує гени груп крові А та групи В, матиме кров типу АВ. Група крові O є рецесивною до A і B, тому людина, яка успадковує ген групи крові A і ген крові O, матиме групу крові A. Якщо обидва алелі ознаки є однаковою версією гена, організм гомозиготний за цією ознакою.
Якщо алелі ознаки є різними алелями, організм гетерозиготний за цією ознакою. Якщо організм гетерозиготний за ознакою, зазвичай один ген буде домінантним над іншим геном.
Генотип відноситься до генетичної комбінації організму. Фенотип відноситься до фізичного вираження генетичної комбінації.
Завершення квадратів Паннета
Квадрати Паннета використовують відносно простий формат сітки, схожий на дошку Tic-Tac-Toe, щоб передбачити можливий генетичний склад (генотип) та фізичний склад (фенотип) потенційного потомства. Простий квадрат Паннета показує хрест генетичної комбінації для однієї ознаки.
Два гени ознаки від одного з батьків розміщені над двома правими колонками квадрата Паннета, причому один ген над одним стовпцем, а другий ген над іншим стовпцем. Два гени для ознаки від іншого батька будуть розміщені на лівій стороні квадрата Паннета, по одному для двох нижніх рядків квадрата Паннета.
Подібно до таблиці множення чи пробігу, символ гена у верхній частині стовпця та символ гена в лівій частині рядка копіюються у квадрат, що перетинається. Це один із можливих генотипів потенційного потомства. У простому квадраті Паннета, що має лише одну ознаку, буде чотири потенційні генетичні комбінації (по два гени від кожного з батьків, отже 2x2 або 4 можливі результати).
Наприклад, розглянемо a Площа Пуннета за колір гороху Менделя. Породистий (гомозиготний) зелений (у) горох, схрещений із чистопородним жовтим (У) горохом, дає чотири можливі поєднання кольору для наступного покоління гороху. Буває, що кожен генетичний результат містить один ген зеленого горошку та один ген жовтого гороху. Гени не стосуються одного і того ж алеля (однакові ознаки, різне фізичне вираження), тому генетичний склад кольору у кожного потенційного потомства гороху гетерозиготний (Yy).
Інтернет-генетичні калькулятори Паннета можна використовувати для пошуку генетичних схрещувань простих і складних квадратів Паннета. (Див. Ресурси)
Пошук генотипів
Генотипи - це генна комбінація потенційного потомства. У наведеному вище прикладі рослини гороху співвідношення генотипу схрещування гомозиготного зеленого (y) та гомозиготного жовтого (Y) гороху становить 100 відсотків Yy.
Всі чотири квадрати містять однакову гетерозиготну комбінацію Yy. Нащадки матимуть жовтий колір, оскільки жовтий є домінуючим. Але кожен із нащадків гороху буде нести гени як зеленого, так і жовтого гороху.
Припустимо, два гетерозиготних нащадки гороху схрещені. Кожен батько має ген зеленого (y) та ген жовтого (Y). Розмістіть гени одного з батьків уздовж верхньої частини квадрата Паннета, а гени другого з батьків - з лівого боку. Скопіюйте гени по стовпцях і по рядках.
Кожен з чотирьох квадратів тепер показує можливу комбінацію генотипів. Один квадрат показує гомозиготну жовту (YY) комбінацію. Два квадрати показують гетерозиготну зелено-жовту комбінацію (Yy). Один квадрат показує гомозиготну жовту (YY) комбінацію.
Розрахунок генотипічного співвідношення
У простому квадраті Паннета, що має лише одну ознаку, існує чотири можливі комбінації генів. У прикладі гороху вірогідність гомозиготного зеленого горошку становить 1: 4, оскільки лише один із чотирьох квадратів містить генотип yy. Ймовірність гетерозиготного зелено-жовтого генотипу становить 2: 4, оскільки два з чотирьох квадратів мають генотип Yy.
Ймовірність жовтого горошку становить 1: 4, оскільки лише один із чотирьох квадратів має генотип YY. Отже, співвідношення генотипу становить 1 YY: 2Yy: 1yy або 3Y_: 1y. Співвідношення фенотипів - три жовтих горошини: одна зелена горошина.
Дигібридний квадрат Паннета показує можливі схрещування двох ознак одночасно. Кожна ознака все ще має лише два можливі гени, тому дигібридний квадрат Паннета буде сіткою з чотирьох рядків та чотирьох стовпців та шістнадцятьма можливими результатами. Знову ж таки, підрахуйте кількість кожної комбінації генів.
Дигібридний хрест
Розглянемо a дигібридний хрест двох людей, які мають гетерозиготне каштанове волосся (H) з рецесивним світлим волоссям (h) з карими очима (E) з рецесивними блакитними очима (e). Обидва батьківські фенотипи - це каштанове волосся та карі очі. Однак дигібридне схрещування демонструє можливі генотипи HHEE, HhEE, hhEE, HHEe, HhEe, HHee, Hhee, hhEE та hhee.
Співвідношення генотипу становить 1 HHEE: 2 HhEE: 1 hhEE: 2 HHEe: 4 HhEe: 2 Hhee: 1 HHee: 2 hhEe: 1 hhee, яке також можна записати як 9 H_E_: 3 h_E_: 3 H_e_: 1 h_e_. Співвідношення фенотипів показує, що ці батьки-гетерозиготи мають один шанс із шістнадцяти мати блондинку з блакитними очима.