Площади Punnett представляет собой квадратную диаграмму , которая используется для прогнозирования генотипы конкретного поперечного или племенного эксперимента. Он назван в честь Реджинальда С. Паннета , который разработал этот подход в 1905 году. [3] [4] [5] [6] [7] [8] Диаграмма используется биологами для определения вероятности появления у потомства определенного генотип . Квадрат Пеннета представляет собой сводную таблицу возможных комбинаций материнских аллелей с отцовскими аллелями. [9]Эти таблицы можно использовать для изучения вероятностей генотипических исходов потомства по одному признаку (аллелю) или при скрещивании нескольких признаков от родителей. Квадрат Пеннета - визуальное представление менделевского наследования . При использовании метода квадратов Пеннета важно понимать термины «гетерозиготный», «гомозиготный», «двойной гетерозиготный» (или гомозиготный), «доминантный аллель» и «рецессивный аллель». Для множественных признаков использование «метода разветвленной линии» обычно намного проще, чем квадрат Пеннета. Фенотипы могут быть предсказаны с точностью, по крайней мере, с большей вероятностью, чем вероятность, используя квадрат Пеннета, но фенотип, который может проявляться в присутствии данного генотипа, в некоторых случаях может зависеть от многих других факторов, например, при полигенном наследовании и / илиэпигенетика работает.
Зигоситы
Зиготность относится к степени сходства между аллелями, которые определяют один конкретный признак в организме . В простейшей форме пара аллелей может быть либо гомозиготной, либо гетерозиготной . Гомозиготность, когда homo относится к одному и тому же, а zygous относится к зиготе , наблюдается, когда комбинация двух доминантных или двух рецессивных аллелей кодирует один и тот же признак. Рецессивные - это всегда строчные буквы. Например, при использовании «A» в качестве репрезентативного символа для каждого аллеля генотип гомозиготной доминантной пары будет обозначен как «AA», а гомозиготный рецессивный - как «aa». Гетерозиготность, когда гетеро ассоциируется с разным , может быть только «Аа» (по соглашению заглавная буква всегда указывается первой). Фенотип из гомозиготной доминантной пары «А», или доминирующим , в то время как обратное верно для гомозиготных рецессивных . Гетерозиготные пары всегда имеют доминирующий фенотип. [10] В меньшей степени гемизиготность [11] и нулизиготность [12] также можно увидеть в парах генов.
Моногибридный кросс
«Моно-» означает «один»; этот крест указывает на то, что обследование отдельного признака. Это может означать (например) цвет глаз. Каждый генетический локус всегда представлен двумя буквами. Итак, в случае цвета глаз, скажите «B = карие глаза» и «b = зеленые глаза». В этом примере оба родителя имеют генотип Bb . Для примера цвета глаз это будет означать, что у них обоих карие глаза. Они могут производить гаметы , содержащие аллель B или b . (В генетике принято использовать заглавные буквы для обозначения доминантных аллелей и строчные буквы для обозначения рецессивных аллелей.) Вероятность того, что отдельное потомство будет иметь генотип BB, составляет 25%, Bb - 50%, а bb - 25%. Соотношение фенотипов составляет 3: 1, что характерно для моногибридного скрещивания . При оценке фенотипа на основании этого, «3» потомства имеют «карие» глаза и только у одного потомства «зеленые» глаза. (3 - «B?» И 1 - «bb»)
Отцовский Материнская | B | б |
---|---|---|
B | BB | Bb |
б | Bb | BB |
То, как аллели B и b взаимодействуют друг с другом, чтобы повлиять на внешний вид потомства, зависит от того, как взаимодействуют генные продукты ( белки ) (см. Менделирующее наследование ). Это может включать летальные эффекты и эпистаз (когда один аллель маскирует другой, независимо от доминантного или рецессивного статуса).
Дигибридный кросс
Более сложные скрещивания можно сделать, посмотрев на два или более гена. Однако квадрат Паннета работает только в том случае, если гены независимы друг от друга, а это означает, что наличие определенного аллеля гена «A» не изменяет вероятность обладания аллелем гена «B». Это эквивалентно заявлению о том, что гены не связаны , так что два гена не имеют тенденции к объединению во время мейоза.
Следующий пример иллюстрирует дигибридное скрещивание двух двугетерозиготных растений гороха. R представляет собой доминантный аллель формы (круглая), а r представляет собой рецессивный аллель (морщинистый). Представляет собой доминирующую аллель для цвета (желтый), в то время представляет рецессивный аллель (зеленый). Если каждое растение имеет генотип RrAa и поскольку аллели генов формы и цвета независимы, то они могут производить четыре типа гамет со всеми возможными комбинациями: RA , Ra , rA и ra .
РА | Ра | rA | ра | |
---|---|---|---|---|
РА | RRAA | RRAa | RrAA | RrAa |
Ра | RRAa | RRaa | RrAa | Рраа |
rA | RrAA | RrAa | rrAA | rrAa |
ра | RrAa | Рраа | rrAa | рраа |
Поскольку доминантные признаки маскируют рецессивные признаки (при условии отсутствия эпистаза), существует девять комбинаций, которые имеют фенотип круглого желтого цвета, три - круглых зеленых, три - желтых морщинистых и одна - зеленых морщин. Соотношение 9: 3: 3: 1 является ожидаемым результатом при скрещивании двух двойных гетерозиготных родителей с несвязанными генами. Любое другое соотношение указывает на то, что произошло что-то еще (например, летальные аллели, эпистаз, сцепленные гены ... и т. Д .;).
Разветвленный метод
Метод разветвленной линии (также известный как метод дерева и система ветвления) также позволяет решать дигибридные и мультигибридные скрещивания. Задача преобразуется в серию моногибридных скрещиваний, а результаты объединяются в дерево. Однако дерево дает тот же результат, что и квадрат Пеннета, за меньшее время и с большей четкостью. В приведенном ниже примере оценивается другое двойное гетерозиготное скрещивание с использованием RrYy x RrYy. Как указано выше, ожидается, что фенотипическое соотношение будет 9: 3: 3: 1 при скрещивании несвязанных генов от двух двойных гетерозигот. Генотипическое соотношение было получено на диаграмме ниже, эта диаграмма будет иметь больше ветвей, чем если бы анализировалось только фенотипическое соотношение.
Смотрите также
- Менделирующее наследование
- Карта Карно , аналогичная диаграмма, используемая для упрощения булевой алгебры
Рекомендации
- ^ Мендель, Грегор Иоганн (1866) [1865]. Versuche über Pflanzen-Hybriden . Переводы BSHS . Verhandlungen des naturforschenden Vereins (на немецком и английском языках). IV (Отдельное изд.). Брно: Verlag des naturforschender Vereins zu Brünn / Buchdruckerei Георга Гастля /. п. 14. Архивировано 29 марта 2021 года . Проверено 1 июня 2020 .
- ^ Мендель, Грегор Иоганн (1866) [1865]. Versuche über Pflanzen-Hybriden . Переводы BSHS . Verhandlungen des naturforschenden Vereins (на немецком и английском языках). IV (Отдельное изд.). Брно: Verlag des naturforschender Vereins zu Brünn / Buchdruckerei Георга Гастля. п. 47. Архивировано 29 марта 2021 года . Проверено 1 июня 2020 .
- ^ Паннетт, Реджинальд Крандалл (1907). Менделизм (2-е изд.). Лондон, Великобритания: Macmillan . (NB. Первое издание этой книги 1905 года не содержит квадрата Пеннета. В 1911 году третье издание дает более подробное объяснение.)
- ^ Эдвардс, Энтони Уильям Фэрбэнк (март 2012 г.). «Площадь Пеннета» . Исследования по истории и философии науки Часть C: Исследования по истории и философии биологических и биомедицинских наук . 43 (1): 219–224. DOI : 10.1016 / j.shpsc.2011.11.011 . PMID 22326091 . Резюме:
Описывается происхождение и развитие квадрата Пеннета для подсчета и отображения генотипов, возникающих при скрещивании в менделевской генетике. Благодаря RC Punnett, идея развивалась благодаря работе «кембриджских генетиков», включая коллег Punnett Уильяма Бейтсона, ER Saunders и RH Lock, вскоре после повторного открытия статьи Менделя в 1900 году. Эти генетики были хорошо знакомы с работой Менделя, которая сам содержал аналогичную квадратную диаграмму. Затем описывается ранее неопубликованная трехфакторная диаграмма сэра Фрэнсиса Гальтона, существующая в переписке Бейтсона в библиотеке Кембриджского университета. Наконец, подчеркивается связь между квадратом Паннета и диаграммами Венна, и указывается, что Паннетт, Лок и Джон Венн частично совпадали как стипендиаты Гонвилльского и Кайус-колледжа в Кембридже.
- ^ Эдвардс, Энтони Уильям Фэрбэнк (сентябрь 2012 г.). «Реджинальд Крундалл Пеннетт: первый профессор генетики Артура Бальфура, Кембридж, 1912» . Перспективы. Генетика . Колледж Гонвилля и Кая, Кембридж, Великобритания: Американское генетическое общество . 192 (1): 3–13. DOI : 10.1534 / genetics.112.143552 . PMC 3430543 . PMID 22964834 . Стр. 5–6:
[…] Квадрат Пеннета, кажется, был развитием 1905 года, слишком поздно для первого издания его менделизма (май 1905 года), но многое видно в Отчете III Комитету по эволюции Королевского общества [( Бейтсон и др. 1906b) "получено 16 марта 1906 г."]. Самое раннее упоминание содержится в письме Бейтсону от Фрэнсиса Гальтона от 1 октября 1905 г. (Edwards 2012). У нас есть свидетельство Бейтсона (1909, стр. 57), что «за введение этой системы [« графического метода »], которая значительно упрощает трудные случаи, я обязан г-ну Паннету». […] Первые опубликованные диаграммы появились в 1906 году. […] Когда Паннетт опубликовал второе издание своего « Менделизма» , он использовал немного другой формат ([…] Punnett 1907, p. 45) […] В третьем издании (Punnett 1911, стр. 34) он вернулся к схеме […] с описанием конструкции того, что он назвал методом «шахматной доски» (хотя на самом деле это больше похоже на таблицу умножения). […]
(11 страниц) - ^ Вимсатт, Уильям К. (2012-05-15), «Аналитическая геометрия генетики: Часть I: структура, функция и ранняя эволюция квадратов Пеннета», Архив истории точных наук , 66 (66): 359– 396 [359], DOI : 10.1007 / s00407-012-0096-7 , S2CID 119557681
- ^ Эдвардс, Энтони Уильям Фэрбэнк (июнь 2016 г.). «Квадрат Пеннета: постскриптум» . Исследования по истории и философии науки Часть C: Исследования по истории и философии биологических и биомедицинских наук . Elsevier Ltd. 57 : 69–70. DOI : 10.1016 / j.shpsc.2016.01.001 . Проверено 29 марта 2021 . (2 страницы)
- ^ Мюллер-Вилле, Стаффан; Паролини, Джудитта (9 декабря 2020 г.). «Квадраты Пеннета и гибридные кресты: как менделевцы научились своему делу по книге». Обучение по книге: учебники и справочники по истории науки . Темы BJHS. 5 . Британское общество истории науки / Издательство Кембриджского университета . С. 149–165. DOI : 10.1017 / bjt.2020.12 . S2CID 229344415 . Архивировано 29 марта 2021 года . Проверено 29 марта 2021 .
[…] Нильссон-Эле экспериментировал с визуальным оформлением, которое стало очень популярным в менделевской генетике. Нижняя половина его заметок близка к тому, что известно как «квадрат Пеннета» […] Паннетт представил эту квадратную диаграмму в литературе в 1906 году в статье, написанной в соавторстве с Бейтсоном и Эдит Р. Сондерс, и включил ее в второе издание его менделизма. В третьем издании (1911 г.) он добавил словесное описание того, как построить диаграмму, и квадрат Пеннета стал стандартной чертой менделевской литературы. Как показала детальная реконструкция, проведенная AWF Edwards, диаграмма сначала обрела форму в результате обмена буквами между Бейтсоном и Гальтоном для более сложного случая тригибридного креста, и, возможно, была вдохновлена тем, как Мендель представил случай трехфакторное наследование окраски цветков фасоли. […]
- ^ Гриффитс, Энтони Дж. Ф.; Миллер, Джеффри Х .; Судзуки, Дэвид Т .; Левонтин, Ричард С .; Гелбарт, Уильям М. (2000). Введение в генетический анализ (7-е изд.). Нью-Йорк, США: WH Freeman .
- ^ АфинаМиф (16.06.2014). «Доминантный / рецессивный против гетеро / гомозиготного» . DeviantArt . Архивировано 29 марта 2021 года . Проверено 19 ноября 2017 .
- ^ Шил младший, Уильям К. (2018-12-12) [2017]. «Медицинское определение гемизигота» . MedicineNet . MedicineNet, Inc. Архивировано 29 марта 2021 года . Проверено 19 ноября 2017 .
- ^ Роблес, Иван Суарес (16.11.2010). «нулизиготный» . Информационно-просветительский проект Хантингтона в Стэнфорде (надежды) . web.stanford.edu. Архивировано 29 марта 2021 года . Проверено 19 ноября 2017 .
дальнейшее чтение
- Кэмпбелл, Нил Эллисон (2005). Биология (7-е изд.). Издательство Бенджамин-Каммингс . ISBN 978-0-8053-7146-8. OCLC 71890442 .
Внешние ссылки
- Онлайн-калькулятор площади Пеннета
- Онлайн-калькулятор площади Пеннета, моногибридный и дигибридный, аутосомный и связанный с полом