Punnett-plassen Det er et nøkkelverktøy innen genetikk for å grafisk representere mulige genetiske kombinasjoner av avkom. Den ble utviklet av Reginald Crundall Punnett i 1905, og brukes fortsatt av genetikere og biologer i dag for å beregne spesifikke sannsynligheter for allelkryssninger.
Dette matematiske diagrammet forenkler forståelsen av hvordan alleler fra begge foreldrene kan kombineres i deres avkom. Tabellen vil krysse gametene til begge foreldrene, og sørge for både genotyper og fenotyper hos avkommet.
Hvordan Punnett-plassen fungerer
Punnett-firkanten uttrykker de mulige resultatene av kombinasjoner mellom dominante og recessive alleler. Dominante alleler er representert med store bokstaver, mens recessive alleler er representert med små bokstaver.
Verktøyet er spesielt nyttig når du bruker Mendels lover å observere hvordan egenskaper arves fra en generasjon til den neste. Gametene til den ene forelderen inneholder én kopi av hver allel, og ved å kombinere dem med gametene til den andre forelderen kan vi beregne proporsjonene til genotypene og, i noen tilfeller, den resulterende fenotypen.
Mendels lover brukt på Punnett-plassen
Lovene til Gregor mendel De inntar en sentral plass i bruken av Punnettplassen. Disse er nøkkelen til å forstå hvordan dominante og recessive alleler kombineres, og hvordan egenskaper er fordelt mellom avkom. Disse lovene er:
- Lov om dominans: sier at når en dominant allel er tilstede, vil den overskygge den recessive, og uttrykke seg i fenotypen.
- Lov om segregering: Alleler for en egenskap skiller seg under kjønnscelledannelse, noe som betyr at hver kjønnscelle bare har en allel for hver egenskap.
- Lov om uavhengig distribusjon: alleler av forskjellige gener fordeles uavhengig mellom gameter, med mindre genene er koblet sammen (på samme kromosom).
Bygge en Punnett Square
Å lage en Punnett-firkant er enkel og følger en grunnleggende trinn for trinn. For det første representerer det en kvadrat delt inn i fire like underkvadrater. Allelene til den ene forelderen er plassert langs den øvre aksen, og de til den andre er plassert langs venstre kolonne. Herfra fylles de interne cellene ved å kombinere de tilsvarende allelene fra rader og kolonner.
Et klassisk eksempel vil være kryssing av to individer med en heterozygot genotype for en enkel egenskap, for eksempel hårfarge (Ff). I dette tilfellet vil Punnett-firkanten vise følgende kombinasjoner: FF, Ff, Ff og ff, med et forhold på 3:1 for den dominante versus recessive fenotypen.
Noen genetiske fenomener utenfor Punnett-plassen
Det må tas i betraktning at Punnett-plassen, selv om den er svært nyttig, har begrensninger. Det er mer kompleks genetisk dynamikk som ikke er lett å beskrive av dette verktøyet, som f.eks meddominans og polygen arv. Når det gjelder kodominans, uttrykkes begge allelene samtidig, mens polygen arv innebærer at flere gener påvirker en enkelt egenskap.
Eksempel på et dihybridkryss
Punnett-plassen kan utvides til å studere mer komplekse kryss, for eksempel dihybrider, der to karakterer arves samtidig. I dette tilfellet vil en 16-cellers Punnett-firkant være nødvendig i stedet for bare 4.
Tenk på Mendels klassiske sak der vi kombinerer formene og fargene til erter: hvor R Det er den dominerende allelen for den avrundede formen, r Det er det recessive allelet for rugoseformen, Y Det er den dominerende allelen for fargen gul, og y Den er recessiv for fargen grønn.
Hver foreldreplante RrYy kan produsere følgende gameter: RY, Ry, rY, ry. Ved å krysse disse gametene i en Punnett-firkant får vi et endelig forhold på 9:3:3:1, som gjenspeiler at 9 av 16 erter vil være avrundede og gule, 3 vil være avrundede og grønne, 3 vil være rynkete og gule. , og 1 Det blir røft og grønt.
Denne typen analyse er avgjørende for å forstå mer komplekse kryssinger og sannsynlighetene for å få visse avkom når flere egenskaper er involvert samtidig.
Resultattolkning
Når krysset er laget og Punnett-plassen er fullført, kan vi tolke resultatene. Cellene i tabellen gir oss en representasjon av alle mulige kombinasjoner av genotyper hos avkommet. Herfra kan vi beregne sannsynlighetene:
- Hvis boksen har fire celler, representerer hver av dem en sjanse på 25 %.
- Hvis boksen har seksten celler, representerer hver celle 6,25 %
Punnett-plassen kan også hjelpe oss å forutsi forekomsten av arvelige sykdommer som recessive genotyper kan representere en risiko for. Hvis den recessive genotypen er assosiert med en sykdom, lar tabellen deg bestemme hvor mange avkom som sannsynligvis bærer den sykdommen eller viser symptomer.
Bruk av Punnett-plassen
Dette enkle verktøyet er veldig nyttig i en rekke disipliner:
- I undervisningen i biologi på skole- og universitetsnivå for å forklare genetiske baser.
- I medisinsk forskning for å evaluere den arvelige risikoen for genetiske sykdommer.
- I landbruksvitenskap for å forbedre avlinger ved å velge gunstige genetiske kombinasjoner.
Til tross for sin tilsynelatende enkelhet, er Punnett-plassen et kraftig verktøy som lar biologer og genetikere gjøre nøyaktige beregninger om sannsynligheten for genetisk arv. Denne grunnleggende metoden er fortsatt gyldig og gir et solid grunnlag for genetisk analyse fra Mendel til i dag.