Punnetti väljak See on geneetika valdkonna võtmetööriist järglaste võimalike geneetiliste kombinatsioonide graafiliseks esitamiseks. Selle töötas välja Reginald Crundall Punnett 1905. aastal ning geneetikud ja bioloogid kasutavad seda ka tänapäeval alleelide ristumise konkreetsete tõenäosuste arvutamiseks.
See matemaatiline diagramm lihtsustab arusaamist, kuidas mõlema vanema alleelid saavad oma järglastes kombineerida. Tabel ristub mõlema vanema sugurakud, tagades järglaste genotüübid ja fenotüübid.
Kuidas Punnetti väljak töötab
Punnetti ruut väljendab domineerivate ja retsessiivsete alleelide kombinatsioonide võimalikke tulemusi. Domineerivad alleelid on esindatud suurtähtedega, retsessiivsed alleelid aga väiketähtedega.
Tööriist on eriti kasulik, kui rakendate Mendeli seadused jälgida, kuidas tunnused põlvest põlve päranduvad. Ühe vanema sugurakud sisaldavad iga alleeli ühte koopiat ning neid teise vanema sugurakkudega kombineerides saame välja arvutada genotüüpide proportsioonid ja mõnel juhul ka sellest tuleneva fenotüübi.
Mendeli seadused kehtisid Punnetti väljakule
Seadused Gregor mendel Neil on Punnetti väljaku kasutamisel keskne koht. Need on võtmetähtsusega, et mõista, kuidas domineerivad ja retsessiivsed alleelid kombineeritakse ning kuidas tunnused järglaste vahel jagunevad. Need seadused on:
- Domineerimise seadus: väidab, et kui domineeriv alleel on olemas, varjutab see retsessiivse alleeli, väljendades end fenotüübis.
- Eraldamise seadus: Suguraku moodustumise ajal eralduvad tunnuse alleelid, mis tähendab, et iga sugurajal on iga tunnuse jaoks ainult üks alleel.
- Sõltumatu jaotuse seadus: erinevate geenide alleelid jaotuvad sugurakkude vahel sõltumatult, välja arvatud juhul, kui geenid on seotud (samas kromosoomis).
Punnetti väljaku ehitamine
Punnetti ruudu loomine on lihtne ja järgib samm-sammult põhireegleid. Esiteks tähistab see a ruut jagatud neljaks võrdseks alamruuduks. Ühe vanema alleelid asetatakse piki ülemist telge ja teise vanema alleelid piki vasakut veergu. Siit edasi täidetakse sisemised rakud ridade ja veergude vastavate alleelide kombineerimisega.
Klassikaline näide oleks kahe heterosügootse genotüübiga isendi ristamine lihtsa tunnuse, näiteks juuksevärvi (Ff) saamiseks. Sel juhul näitab Punnetti ruut järgmisi kombinatsioone: FF, Ff, Ff ja ff, domineeriva ja retsessiivse fenotüübi suhtega 3:1.
Mõned geneetilised nähtused väljaspool Punnetti väljakut
Tuleb arvestada, et Punnetti väljakul, kuigi see on väga kasulik, on piirangud. On keerulisemaid geneetilisi dünaamikaid, mida see tööriist lihtsalt ei kirjelda, näiteks kaasdomineerimine ja polügeenne pärand. Kaasdominantsi korral ekspresseeritakse mõlemat alleeli samaaegselt, samas kui polügeenne pärilikkus tähendab, et mitu geeni mõjutavad ühte tunnust.
Dihübriidristi näide
Punnetti ruutu saab laiendada keerukamate ristide, näiteks dihübriidide uurimiseks, kus kaks märki päritakse samaaegselt. Sel juhul on 16 asemel vaja 4 lahtrist koosnevat Punnetti ruutu.
Mõelge Mendeli klassikalisele juhtumile, kus kombineerime herneste kuju ja värve: kus R See on ümara kuju domineeriv alleel, r See on karmi vormi retsessiivne alleel, Y See on kollase värvi domineeriv alleel ja y See on rohelise värvi jaoks retsessiivne.
Iga vanem taim RrYy võib toota järgmisi sugurakke: RY, Ry, rY, ry. Ristades neid sugurakke Punnetti ruudus, saame lõpliku suhte 9:3:3:1, mis näitab, et 9 hernest 16 on ümarad ja kollased, 3 on ümarad ja rohelised, 3 on kortsus ja kollased. , ja 1 See on kare ja roheline.
Seda tüüpi analüüs on hädavajalik, et mõista keerukamaid ristamisi ja teatud järglaste saamise tõenäosusi, kui samaaegselt on kaasatud mitu tunnust.
Tulemuste tõlgendamine
Kui rist on tehtud ja Punnetti ruut on täidetud, saame tulemusi tõlgendada. Tabeli rakud pakuvad meile esitlust kõigist võimalikest järglaste genotüüpide kombinatsioonidest. Siit saame arvutada tõenäosused:
- Kui kastis on neli lahtrit, on igaühe tõenäosus 25%.
- Kui kastis on kuusteist lahtrit, on iga lahter 6,25%
Punnetti ruut võib samuti aidata meil ennustada pärilike haiguste esinemist, mille puhul retsessiivsed genotüübid võivad kujutada endast ohtu. Kui retsessiivne genotüüp on seotud haigusega, võimaldab tabel määrata, kui paljudel järglastel on tõenäoline, et see haigus kannab või näitab sümptomeid.
Punnetti väljaku rakendused
See lihtne tööriist on väga kasulik erinevatel erialadel:
- Bioloogia õpetamisel kooli ja ülikooli tasemel geneetiliste aluste selgitamiseks.
- Meditsiiniuuringutes geneetiliste haiguste päriliku riski hindamiseks.
- Põllumajandusteaduses põllukultuuride parandamiseks soodsate geneetiliste kombinatsioonide valimisel.
Vaatamata näilisele lihtsusele on Punnetti ruut võimas tööriist, mis võimaldab bioloogidel ja geneetikutel teha täpseid arvutusi geneetilise pärilikkuse tõenäosuse kohta. See põhimeetod on endiselt kehtiv ja annab kindla aluse geneetilisele analüüsile Mendelist tänapäevani.