Het Punnett-plein Het is een belangrijk hulpmiddel op het gebied van de genetica om de mogelijke genetische combinaties van nakomelingen grafisch weer te geven. Het werd in 1905 bedacht door Reginald Crundall Punnett en wordt nog steeds gebruikt door genetici en biologen om specifieke kansen op allelkruisingen te berekenen.
Dit wiskundige diagram vereenvoudigt het begrip hoe allelen van beide ouders in hun nakomelingen kunnen worden gecombineerd. De tabel kruist de gameten van beide ouders, waardoor zowel genotypen als fenotypes bij de nakomelingen worden weergegeven.
Hoe het Punnett-vierkant werkt
Het Punnett-vierkant drukt de mogelijke resultaten uit van combinaties tussen dominante en recessieve allelen. Dominante allelen worden weergegeven door hoofdletters, terwijl recessieve allelen worden weergegeven door kleine letters.
De tool is vooral handig bij het toepassen van de Mendels wetten om te observeren hoe eigenschappen van de ene generatie op de volgende worden overgeërfd. De gameten van de ene ouder bevatten één kopie van elk allel, en door ze te combineren met de gameten van de andere ouder kunnen we de verhoudingen van de genotypen en, in sommige gevallen, het resulterende fenotype berekenen.
De wetten van Mendel toegepast op het Punnett-plein
de wetten van Gregor Mendel Ze nemen een centrale plaats in bij het gebruik van het Punnett-plein. Deze zijn essentieel om te begrijpen hoe dominante en recessieve allelen combineren, en hoe eigenschappen onder nakomelingen worden verdeeld. Deze wetten zijn:
- Wet van dominantie: stelt dat wanneer een dominant allel aanwezig is, dit het recessieve allel zal overschaduwen en zich uit in het fenotype.
- Wet van segregatie: Allelen voor een eigenschap scheiden zich tijdens gameetvorming, wat betekent dat elke gameet slechts één allel voor elke eigenschap draagt.
- Wet van onafhankelijke distributie: Allelen van verschillende genen worden onafhankelijk over gameten verdeeld, tenzij de genen met elkaar verbonden zijn (op hetzelfde chromosoom).
Een Punnett-plein bouwen
Het maken van een Punnett-vierkant is eenvoudig en volgt stap voor stap de basis. In de eerste plaats vertegenwoordigt het een vierkant verdeeld in vier gelijke deelvierkanten. De allelen van de ene ouder worden langs de bovenste as geplaatst en die van de andere ouder langs de linkerkolom. Vanaf hier worden de interne cellen gevuld door de overeenkomstige allelen uit rijen en kolommen te combineren.
Een klassiek voorbeeld is de kruising van twee individuen met een heterozygoot genotype voor een eenvoudige eigenschap, zoals haarkleur (Ff). In dit geval zal het Punnett-vierkant de volgende combinaties tonen: FF, Ff, Ff en ff, met een verhouding van 3:1 voor het dominante versus recessieve fenotype.
Enkele genetische verschijnselen buiten het Punnett-vierkant
Er moet rekening mee worden gehouden dat het Punnett-vierkant, hoewel zeer nuttig, beperkingen heeft. Er zijn complexere genetische dynamieken die niet gemakkelijk door dit hulpmiddel kunnen worden beschreven, zoals Codominantie en polygene overerving. In het geval van co-dominantie worden beide allelen gelijktijdig tot expressie gebracht, terwijl polygene overerving impliceert dat meerdere genen één eigenschap beïnvloeden.
Voorbeeld van een dihybride kruising
Het Punnett-vierkant kan worden uitgebreid om complexere kruisen te bestuderen, zoals dihybriden, waarbij twee karakters tegelijkertijd worden geërfd. In dit geval is een Punnett-vierkant met 16 cellen nodig in plaats van slechts 4.
Denk eens aan het klassieke geval van Mendel waarin we de vormen en kleuren van erwten combineren: waar R Het is het dominante allel voor de ronde vorm, r Het is het recessieve allel voor de rugose-vorm, Y Het is het dominante allel voor de kleur geel, en y Het is recessief voor de kleur groen.
Elke ouderplant RrJj kan de volgende gameten produceren: RY, Ry, rY, ry. Door deze gameten in een Punnett-vierkant te kruisen, verkrijgen we een uiteindelijke verhouding van 9:3:3:1, wat weergeeft dat 9 van de 16 erwten rond en geel zullen zijn, 3 rond en groen, en 3 gerimpeld en geel. , en 1 Het zal ruw en groen zijn.
Dit type analyse is essentieel om complexere kruisingen te begrijpen en de kansen op het verkrijgen van bepaalde nakomelingen wanneer er meerdere eigenschappen tegelijkertijd bij betrokken zijn.
interpretatie van resultaten
Zodra het kruis is gemaakt en het Punnett-vierkant is voltooid, kunnen we de resultaten interpreteren. De cellen in de tabel bieden ons een weergave van alle mogelijke combinaties van genotypen bij de nakomelingen. Vanaf hier kunnen we de kansen berekenen:
- Als het vak vier cellen heeft, vertegenwoordigt elk vakje een kans van 25%.
- Als het vak zestien cellen heeft, vertegenwoordigt elke cel 6,25%
Het Punnett-vierkant kan ons ook helpen bij het voorspellen van het voorkomen van erfelijke ziekten waarvoor recessieve genotypen een risico kunnen vormen. Als het recessieve genotype verband houdt met een ziekte, kunt u met de tabel bepalen hoeveel nakomelingen waarschijnlijk drager zijn van die ziekte of symptomen vertonen.
Toepassingen van het Punnett-vierkant
Deze eenvoudige tool is erg handig in verschillende disciplines:
- In het biologieonderwijs op school- en universitair niveau worden genetische bases uitgelegd.
- In medisch onderzoek om het erfelijke risico op genetische ziekten te evalueren.
- In de landbouwwetenschap om gewassen te verbeteren door gunstige genetische combinaties te selecteren.
Ondanks zijn schijnbare eenvoud is het Punnett-vierkant een krachtig hulpmiddel waarmee biologen en genetici nauwkeurige berekeningen kunnen maken over de waarschijnlijkheid van genetische overerving. Deze basismethode is nog steeds geldig en biedt een solide basis voor genetische analyse van Mendel tot heden.