Punnett Squares- ը գենետիկայի գիտության մեջ օգտագործվող տեսողական գործիքներ են `որոշելու գեների հնարավոր համադրությունները, որոնք տեղի կունենան բեղմնավորման ժամանակ: Punnett քառակուսին կազմված է պարզ քառակուսի ցանցից, որը բաժանված է 2x2 (կամ ավելի) տարածությունների: Երկու ծնողների գենոտիպերի այս ցանցի և գիտելիքների շնորհիվ գիտնականները կարող են հայտնաբերել սերնդի գենային պոտենցիալ համակցությունները և նույնիսկ որոշակի ժառանգական հատկանիշներ ցուցադրելու հնարավորությունները:
Քայլեր
Նախքան սկսելը. Կարևոր սահմանումներ
Այս «հիմնական» բաժինը բաց թողնելու և անմիջապես Punnett քառակուսի օգտագործման քայլերին անցնելու համար կտտացրեք այստեղ:
Քայլ 1. Հասկացեք գեների հասկացությունը:
Նախքան սովորել, թե ինչպես պատրաստել և օգտագործել Punnett քառակուսիները, անհրաժեշտ է մի քանի կարևոր հիմունքներ շեղել ճանապարհից: Առաջինը այն գաղափարն է, որ բոլոր կենդանի էակները (մանր մանրէներից մինչև հսկա կապույտ կետեր) ունեն գեներ: Գեները անհավանական բարդ, միկրոսկոպիկ հրահանգներ են, որոնք կոդավորված են օրգանիզմի մարմնի գրեթե յուրաքանչյուր բջիջում: Գեները ինչ -որ կերպ պատասխանատու են օրգանիզմի կյանքի գրեթե բոլոր ասպեկտների համար, ներառյալ արտաքին տեսքը, վարքագիծը և շատ ավելին:
Մի հասկացություն, որը կարևոր է հասկանալ Punnett հրապարակների հետ աշխատելիս, այն է, որ կենդանի էակները իրենց գեները ստանում են իրենց ծնողներից: Դուք հավանաբար արդեն գիտակցում եք դա ենթագիտակցորեն: Մտածեք. Այն մարդիկ, ում ճանաչում եք, ընդհանուր առմամբ իրենց ծնողների՞ն նման չեն:
Քայլ 2. Հասկացեք սեռական վերարտադրության հայեցակարգը:
Ձեր շրջապատող աշխարհի օրգանիզմների մեծ մասը (բայց ոչ բոլորը) երեխաներ են ստեղծում սեռական վերարտադրության միջոցով: Այսինքն ՝ կին ծնող և արու ծնող յուրաքանչյուրը նպաստում է իր գեներին, որպեսզի յուրաքանչյուր ծնողից երեխա ունենա իր գեների մոտ կեսը: Պունետի քառակուսին հիմնականում միջոց է `ցույց տալու տարբեր հնարավորություններ, որոնք կարող են առաջանալ գեների այս կեսուկես փոխանակումից գրաֆիկի տեսքով:
Սեռական վերարտադրումը վերարտադրության միակ ձևը չէ: Որոշ օրգանիզմներ (ինչպես բակտերիաների շատ տեսակներ) բազմանում են անսեռ բազմացման միջոցով, այն է ՝ երբ ծնողներից մեկը երեխային ստիպում է ինքնուրույն: Անսեռ բազմացման դեպքում երեխայի բոլոր գեները գալիս են մեկ ծնողից, ուստի երեխան քիչ թե շատ իր ծնողի պատճենն է:
Քայլ 3. Հասկացեք ալելների հասկացությունը:
Ինչպես նշվեց վերևում, օրգանիզմի գեները հիմնականում հրահանգների շարք են, որոնք օրգանիզմի յուրաքանչյուր բջիջին ասում են, թե ինչպես ապրել: Իրականում, ճիշտ ինչպես հրահանգների ձեռնարկը բաժանված է տարբեր գլուխների, բաժինների և ենթաբաժինների, այնպես էլ օրգանիզմի գեների տարբեր մասերը հուշում են, թե ինչպես անել տարբեր բաներ: Եթե այս «ենթաբաժիններից» մեկը տարբեր է երկու օրգանիզմների միջև, երկու օրգանիզմները կարող են այլ տեսք ունենալ կամ վարվել, օրինակ ՝ գենետիկական տարբերությունները կարող են հանգեցնել նրան, որ մի մարդ ունենա սև, իսկ մյուսը ՝ շիկահեր մազեր: Նույն գենի այս տարբեր ձևերը կոչվում են ալելներ:
Քանի որ երեխան ստանում է գենի երկու փաթեթ `մեկը յուրաքանչյուր ծնողից, այն կունենա յուրաքանչյուր ալելի երկու օրինակ:
Քայլ 4. Հասկացեք գերիշխող և հեռացվող ալելների հայեցակարգը:
Երեխայի ալելները միշտ չէ, որ «կիսում» են իրենց գենետիկ ուժը: Որոշ ալելներ, որոնք կոչվում են գերիշխող ալելներ, լռելյայնորեն դրսևորվելու են երեխայի տեսքի և վարքի մեջ (մենք դա անվանում ենք «արտահայտվել»): Մյուսները, որոնք կոչվում են ռեցեսիվ ալելներ, կարտահայտվեն միայն այն դեպքում, եթե դրանք զուգորդված չլինեն գերիշխող ալելի հետ, որը կարող է «անտեսել» դրանք: Պունետի քառակուսիները հաճախ օգտագործվում են որոշելու համար, թե որքան հավանական է, որ երեխան կստանա գերիշխող կամ հեռացվող ալել:
Քանի որ դրանք կարող են «անտեսվել» գերիշխող ալելների կողմից, ռեցեսիվ ալելներն ավելի հազվադեպ են արտահայտվում: Ընդհանուր առմամբ, երեխան ստիպված կլինի երկու ծնողներից հեռացող ալել ստանալ, որպեսզի ալելը արտահայտվի: Արյան վիճակը, որը կոչվում է մանգաղաբջջային անեմիա, ռեցեսիվ հատկության հաճախ օգտագործվող օրինակ է: Այնուամենայնիվ, նշեք, որ ռեցեսիվ ալելները, ըստ սահմանման, «վատ» չեն:
Մեթոդ 1 2 -ից. Մոնոհիբրիդային խաչի ցուցադրում (մեկ գեն)
Քայլ 1. Կատարեք 2x2 քառակուսի ցանց:
Ամենահիմնական Punnett հրապարակները բավականին պարզ են ստեղծվում: Սկսեք նկարել լավ չափի քառակուսի, այնուհետև այդ քառակուսին բաժանել չորս հավասար տուփերի: Ավարտելուց հետո յուրաքանչյուր սյունակում պետք է լինի երկու հրապարակ և յուրաքանչյուր շարքում `երկու քառակուսի:
Քայլ 2. Օգտագործեք տառեր ՝ յուրաքանչյուր տողի և սյունակի համար ծնող ալելները ներկայացնելու համար:
Պունետի հրապարակում սյուները վերագրվում են մորը, իսկ տողերը `հորը, կամ հակառակը: Յուրաքանչյուր տողի և սյունակի կողքին գրեք մի նամակ, որը ներկայացնում է մոր և հոր ալելներից յուրաքանչյուրը: Օգտագործեք մեծատառ ալելների համար մեծատառեր և ռեցեսիվ ալելների համար փոքրատառեր:
-
Սա շատ ավելի հեշտ է հասկանալ օրինակով: Օրինակ, ենթադրենք, դուք ցանկանում եք որոշել հավանականությունը, որ զույգի երեխան կկարողանա պտտել իր լեզուն: Մենք դա կարող ենք ներկայացնել տառերով Ռ եւ ռ - գերիշխող գենի համար մեծատառ, իսկ հեռացվողի համար `փոքրատառ: Եթե երկու ծնողներն էլ հետերոզիգոտ են (ունենան յուրաքանչյուր ալելի մեկական օրինակ), մենք կգրեինք մեկ «R» և մեկ «r» ՝ ցանցի վերևի երկայնքով եւ մեկ «R» և մեկ «r» ՝ ցանցի ձախ մասի երկայնքով:
Աշխատեք Punnett Squares- ի հետ Քայլ 7 Քայլ 3. Յուրաքանչյուր տողի տողի և սյունակի համար գրեք տառերը:
Երբ դուք պարզեք այն ալելները, որոնց յուրաքանչյուր ծնող նպաստում է, ձեր Punnett հրապարակը լրացնելը հեշտ է: Յուրաքանչյուր հրապարակում գրեք մոր և հոր ալելներից տրված երկու տառից բաղկացած գենի համադրությունը: Այլ կերպ ասած, վերցրեք տառը տարածության սյունակից և տառն իր տողից և միասին գրեք դրանք տարածության ներսում:
- Մեր օրինակում մենք մեր քառակուսիները կլրացնենք այսպես.
- Վերին ձախ քառակուսի. RR
- Վերին աջ քառակուսի. Rr
- Ստորին ձախ քառակուսի. Rr
- Ստորին աջ քառակուսի. rr
- Ուշադրություն դարձրեք, որ ավանդաբար, առաջին հերթին գրվում են գերիշխող ալելներ (մեծատառեր):
Աշխատեք Punnett Squares- ի հետ Քայլ 8 Քայլ 4. Որոշեք յուրաքանչյուր պոտենցիալ սերնդի գենոտիպը:
Լրացված Պունետ հրապարակի յուրաքանչյուր քառակուսին ներկայացնում է սերունդ, որը կարող են ունենալ երկու ծնողները: Յուրաքանչյուր քառակուսի (և, հետևաբար, յուրաքանչյուր սերունդ) հավասարապես հավանական է. Այլ կերպ ասած, 2x2 ցանցի վրա կա չորս հնարավորներից որևէ մեկի 1/4 հնարավորությունը: Պունետի քառակուսու վրա ներկայացված ալելների տարբեր համակցությունները կոչվում են գենոտիպեր: Թեև գենոտիպերը ներկայացնում են գենետիկական տարբերություններ, բայց սերունդը պարտադիր չէ, որ յուրաքանչյուր քառակուսու համար այլ կերպ դուրս գա (տես ստորև բերված քայլը):
- Մեր օրինակը ՝ Պունետ քառակուսին, այս երկու ծնողներից սերունդների համար հնարավոր գենոտիպերն են.
- Երկու գերիշխող ալելներ (երկու ռուբլուց)
- Մեկ գերիշխող ալել և մեկ ռեցեսիվ (R- ից և r- ից)
- Մեկ գերիշխող ալել և մեկ ռեցեսիվ (R- ից և r- ից) - նկատեք, որ այս գենոտիպով կա երկու քառակուսի
- Երկու ռեցեսիվ ալել (երկու rs- ից)
Աշխատեք Punnett Squares- ի հետ Քայլ 9 Քայլ 5. Որոշեք յուրաքանչյուր պոտենցիալ սերնդի ֆենոտիպը:
Օրգանիզմի ֆենոտիպը իրական ֆիզիկական հատկությունն է, որը նա դրսևորում է ՝ հիմնվելով իր գենոտիպի վրա: Ֆենոտիպերի ընդամենը մի քանի օրինակ ներառում են աչքերի գույնը, մազերի գույնը և մանգաղ բջջային անեմիայի առկայությունը. Սրանք բոլորը ֆիզիկական հատկություններ են, որոնք որոշվում են գեներով, բայց ոչ մեկն ինքնին գեների իրական համակցություններ չեն: Ֆենոտիպը, որը կունենա հավանական սերունդ, որոշվում է գենի հատկանիշներով: Տարբեր գեներ կունենան տարբեր կանոններ, թե ինչպես են դրանք դրսևորվում որպես ֆենոտիպեր:
- Մեր օրինակում ասենք, որ գենը գերիշխող է: Սա նշանակում է, որ ցանկացած սերունդ կկարողանա գլորել լեզուն, նույնիսկ եթե նրանց ալելներից միայն մեկն է գերիշխող: Այս դեպքում պոտենցիալ սերնդի ֆենոտիպերն են.
- Վերև ձախ ՝ Կարող է լեզուն գլորել (երկու ռուբլի)
- Վերևի աջ ՝ Կարող է լեզուն գլորել (մեկ R)
- Ստորին ձախ. Կարող է լեզուն գլորել (մեկ R)
- Ստորին աջ. Չի կարող գլորել լեզուն (զրոյական ռուբլի)
Աշխատեք Punnett Squares- ի հետ Քայլ 10 Քայլ 6. Օգտագործեք քառակուսիները `որոշելու տարբեր ֆենոտիպերի հավանականությունը:
Punnett հրապարակների ամենատարածված օգտագործումը մեկն է `որոշելու, թե որքանով է հավանական, որ սերունդները կունենան հատուկ ֆենոտիպեր: Քանի որ յուրաքանչյուր քառակուսի ներկայացնում է հավասարապես հավանական գենոտիպի արդյունք, կարելի է գտնել ֆենոտիպի հավանականությունը այդ ֆենոտիպով քառակուսիների թիվը բաժանելով քառակուսիների ընդհանուր թվի վրա:
- Մեր օրինակը ՝ Պուննետ քառակուսին, մեզ ասում է, որ այս ծնողներից ցանկացած սերնդի համար գոյություն ունեն չորս հնարավոր գենային համակցություններ: Այս համակցություններից երեքը սերունդ են ստեղծում, որը կարող է պտտել իր լեզուն, իսկ մեկը ՝ ոչ: Այսպիսով, մեր երկու ֆենոտիպերի հավանականությունները հետևյալն են.
- Սերունդները կարող են լեզուն գլորել ՝ 3/4 = 0.75 = 75%
- Սերունդները չեն կարող լեզուն գլորել ՝ 1/4 = 0.25 = 25%
Մեթոդ 2 2 -ից. Դիհիբրիդային խաչի ցուցադրում (երկու գեն)
Աշխատեք Punnett հրապարակների հետ Քայլ 11 Քայլ 1. Կրկնապատկեք հիմնական 2x2 ցանցի յուրաքանչյուր կողմը յուրաքանչյուր լրացուցիչ գենի համար:
Ոչ բոլոր գենային համակցություններն են այդքան պարզ, որքան հիմնական միահիբրիդային (մեկ գենի) խաչը վերը նշված հատվածից: Որոշ ֆենոտիպեր որոշվում են մեկից ավելի գենի կողմից: Այս դեպքերում դուք պետք է հաշվի առնեք յուրաքանչյուր հնարավոր համադրություն, ինչը նշանակում է նկարել ավելի մեծ ցանց:
-
Պունետի քառակուսիների հիմնական կանոնը, երբ խոսքը գնում է մեկից ավելի գենի մասին, սա է. կրկնապատկեք ցանցի յուրաքանչյուր կողմը յուրաքանչյուր գենի համար, առաջինից այն կողմ:
Այլ կերպ ասած, քանի որ մեկ գենային ցանցը 2x2 է, երկու գենային ցանցը ՝ 4x4, երեք գենային ցանցը ՝ 8x8 և այլն:
- Որպեսզի այս հասկացություններն ավելի հասկանալի լինեն, եկեք հետևենք երկու գենային խնդրի օրինակին: Սա նշանակում է, որ մենք պետք է նկարենք a 4x4 ցանց Այս բաժնի հասկացությունները ճիշտ են նաև երեք կամ ավելի գեների դեպքում. Այս խնդիրները պարզապես պահանջում են ավելի մեծ ցանցեր և ավելի շատ աշխատանք:
Աշխատեք Punnett Squares- ի հետ Քայլ 12 Քայլ 2. Որոշեք ներդրված ծնողների գեները:
Հաջորդը, գտեք այն գեները, որոնք ունեն երկու ծնողներն այն հատկանիշի համար, որը դուք հետազոտում եք: Քանի որ դուք գործ ունեք բազմաթիվ գեների հետ, ապա յուրաքանչյուր ծնողի գենոտիպը յուրաքանչյուր գենի համար կունենա լրացուցիչ երկու տառ ՝ առաջինից դուրս, այսինքն ՝ չորս տառ երկու գենի համար, վեց տառ երեք գենի համար և այլն: Որպես տեսողական հիշեցում կարող է օգտակար լինել մոր գենոտիպը գրել ցանցի վերևի մասում, իսկ հորը ՝ ձախ (կամ հակառակը):
Եկեք դասական օրինակի խնդիր օգտագործենք ՝ այս հակամարտությունները լուսաբանելու համար: Սիսեռի բույսը կարող է ունենալ ոլոռ կամ հարթ կամ կնճռոտ, դեղին կամ կանաչ: Հարթ և դեղին գույնը գերիշխող հատկություններ են: Այս դեպքում օգտագործեք S և s- ն ՝ սահունության գերիշխող և հեռացվող գեներ, իսկ Y և y- ն ՝ դեղնության համար: Ասենք, որ մայրը այս դեպքում ունի ան SsYy գենոտիպը և հայրը ունի SsYY գենոտիպ
Աշխատեք Punnett Squares- ի հետ Քայլ 13 Քայլ 3. Գրեք տարբեր գենային համակցություններ վերևի և ձախ կողմերի երկայնքով:
Այժմ, ցանցի քառակուսիների վերին տողի վերևում և ձախ սյունակի ձախ կողմում, գրեք տարբեր ալելներ, որոնք կարող են հնարավոր ներդրում ունենալ յուրաքանչյուր ծնողի կողմից: Ինչպես մեկ գենի հետ գործ ունենալիս, յուրաքանչյուր ալել հավասարապես հավանական է, որ փոխանցվի: Այնուամենայնիվ, քանի որ դուք դիտում եք բազմաթիվ գեներ, յուրաքանչյուր տող և սյունակ կստանա բազմաթիվ տառեր. Երկու տառ երկու գենի համար, երեք տառ երեք գենի համար և այլն:
- Մեր օրինակում մենք պետք է գրենք գեների տարբեր համակցություններ, որոնցից յուրաքանչյուր ծնող կարող է նպաստել իրենց SsYy գենոտիպերին: Եթե մենք ունենք մայրիկի SsYy գեները վերևում, իսկ հոր SsYY գեները `ձախ կողմում, ապա յուրաքանչյուր գենի ալելներն են.
- Վերևից այն կողմ. SY, Sy, sY, sy
- Ձախ կողմում. SY, SY, sY, sY
Աշխատեք Punnett Squares- ի հետ Քայլ 14 Քայլ 4. Ալելների յուրաքանչյուր համադրությամբ լրացրեք բացատները:
Լրացրեք ցանցի բացատները այնպես, ինչպես դա կանեիք մեկ գենի դեպքում: Այնուամենայնիվ, այս անգամ յուրաքանչյուր տարածք կունենա երկու լրացուցիչ լրացուցիչ տառեր յուրաքանչյուր գենի համար ՝ առաջինից դուրս ՝ չորս տառ երկու գենի համար, վեց տառ ՝ երեք գենի համար: Որպես ընդհանուր կանոն, յուրաքանչյուր տարածության տառերի քանակը պետք է համապատասխանի յուրաքանչյուր ծնողի գենոտիպի տառերի թվին:
- Մեր օրինակում մենք մեր տարածքները կլրացնենք այսպես.
- Վերին տող. SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Երկրորդ շարքը. SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Երրորդ շարքը. ՍՍՅ, ՍՍՅ, ՍՍՅ, ՍՍՅ
- Ստորին տող. ՍՍՅ, ՍՍՅ, ՍՍՅ, ՍՍՅ
Աշխատեք Punnett Squares- ի հետ Քայլ 15 Քայլ 5. Գտեք յուրաքանչյուր պոտենցիալ սերնդի ֆենոտիպերը:
Բազմաթիվ գեների հետ գործ ունենալիս, Պունետ հրապարակի յուրաքանչյուր տարածք դեռ ներկայացնում է յուրաքանչյուր պոտենցիալ սերնդի գենոտիպը. Կան ընդամենը ավելի մեծ թվով ընտրություններ, քան մեկ գենի դեպքում: Յուրաքանչյուր քառակուսիի ֆենոտիպերը կրկին կախված են ճշգրիտ գեներից, որոնցով զբաղվում ենք: Այնուամենայնիվ, որպես ընդհանուր կանոն, գերիշխող հատկություններին պետք է արտահայտել միայն մեկ գերիշխող ալել, մինչդեռ ռեցեսիվ հատկություններին անհրաժեշտ են բոլոր ռեցեսիվ ալելները:
- Մեր օրինակում, քանի որ հարթությունն ու դեղնությունը մեր ոլոռի համար գերակշռող հատկություններ են, առնվազն մեկ մեծ S ունեցող քառակուսին ներկայացնում է հարթ ֆենոտիպ ունեցող բույս, իսկ Y- ով առնվազն մեկ մեծատառ քառակուսի ներկայացնում է դեղին ֆենոտիպով բույս: Rալքավոր բույսերին անհրաժեշտ է երկու փոքր ալել, իսկ կանաչ բույսերին `երկու փոքր: Այս պայմաններից մենք ստանում ենք.
- Վերին տող. Հարթ/դեղին, Հարթ/դեղին, Հարթ/դեղին, Հարթ/դեղին
- Երկրորդ շարքը. Հարթ/դեղին, Հարթ/դեղին, Հարթ/դեղին, Հարթ/դեղին
- Երրորդ շարքը. Հարթ/դեղին, Հարթ/դեղին, կնճռոտ/դեղին, կնճռոտ/դեղին
- Ստորին տող. Հարթ/դեղին, Հարթ/դեղին, կնճռոտ/դեղին, կնճռոտ/դեղին
Աշխատեք Punnett Squares- ի հետ Քայլ 16 Քայլ 6. Օգտագործեք քառակուսիները `որոշելու յուրաքանչյուր ֆենոտիպի հավանականությունը:
Օգտագործեք նույն տեխնիկան, ինչ մեկ գենի հետ գործ ունենալիս ՝ հավանականությունը գտնելու համար, որ երկու ծնողների ցանկացած սերունդ կարող է ունենալ յուրաքանչյուր տարբեր ֆենոտիպ: Այլ կերպ ասած, ֆենոտիպով քառակուսիների թիվը բաժանված քառակուսիների ընդհանուր թվին հավասար է յուրաքանչյուր ֆենոտիպի հավանականությանը:
- Մեր օրինակում յուրաքանչյուր ֆենոտիպի հավանականություններն են.
- Սերունդները հարթ և դեղին են ՝ 12/16 = 3/4 = 0.75 = 75%
- Սերունդները կնճռոտ և դեղին են ՝ 4/16 = 1/4 = 0.25 = 25%
- Սերունդները հարթ և կանաչ են ՝ 0/16 = 0%
- Սերունդները կնճռոտ են և կանաչ `0/16 = 0%
- Ուշադրություն դարձրեք, քանի որ անհնար է, որ որևէ սերունդ ձեռք բերի երկու ռեցեսիվ y ալելներ, ոչ մի սերունդ կանաչ չի լինի:
Խորհուրդներ
- Շտապո՞ւմ եք: Փորձեք օգտագործել Punnett քառակուսի առցանց հաշվիչը (ինչպես այս մեկը), որը կարող է ստեղծել և լրացնել Punnett քառակուսիները ՝ հիմնված ձեր նշած ծնողական գեների վրա:
- Որպես շատ ընդհանուր կանոն, ռեցեսիվ գծերը ավելի քիչ տարածված են, քան գերիշխող հատկությունները: Այնուամենայնիվ, կան իրավիճակներ, երբ այս հազվագյուտ հատկությունները կարող են բարձրացնել օրգանիզմների պատրաստվածությունը և դրանով իսկ ավելի տարածված դառնալ բնական ընտրության միջոցով: Օրինակ ՝ արյան մանգաղային սակավարյունություն առաջացնող ռեցեսիվ հատկությունը նաև դիմադրություն է տալիս մալարիային, ինչը որոշ չափով ցանկալի է դարձնում արևադարձային կլիմայական պայմաններում:
- Ոչ բոլոր գեներն ունեն միայն երկու ֆենոտիպ: Օրինակ, որոշ գեներ ունեն առանձին ֆենոտիպ հետերոզիգոտ (մեկ գերիշխող, մեկ ռեցեսիվ) համադրության համար:
