Punnett dörtgeni, gebelikte hangi gen kombinasyonlarının oluşabileceğini belirlemek için genetik biliminde kullanılan görsel bir cihazdır. Bir Punnett karesi, 2x2 (veya daha büyük) bir ızgaraya bölünmüş basit bir kare ızgaradan yapılır. Bu ızgara ve her iki ebeveynin genotipleri hakkında bilgi sahibi olan bilim adamları, yavrular için potansiyel gen kombinasyonlarını keşfedebilir ve muhtemelen bazı kalıtsal özellikleri bile bilirler.
Adım
Başlamadan Önce: Bazı Önemli Tanımlar
"Temel bilgiler" bölümünü atlamak ve doğrudan Punnett dörtgeni hakkındaki tartışmaya geçmek istiyorsanız, burayı tıklayın."
Adım 1. Gen kavramını anlayın
Bir Punnett dörtgeninin nasıl oluşturulacağını ve kullanılacağını öğrenmeden önce, bazı önemli temel bilgileri bilmelisiniz. Birincisi, tüm canlıların (küçük mikroplardan dev mavi balinalara kadar) "genleri" olduğu fikridir. Genler, tüm organizmaların vücudundaki hemen hemen her hücreye kodlanmış son derece karmaşık mikroskobik talimat dizileridir. Genler, görünüm, davranış ve daha fazlası dahil olmak üzere bir organizmanın yaşamının tüm yönlerinden sorumludur.
Punnett dörtgenleriyle çalışırken anlaşılması gereken önemli kavramlardan biri, "tüm canlıların genlerini ebeveynlerinden aldığı"dır. Bir düşünün - tanıdığınız çoğu insan görünüş ve davranış olarak ebeveynlerine benzemiyor mu?
Adım 2. Eşeyli üreme kavramını anlayın
Bu dünyada bildiğiniz organizmaların çoğu (hepsi değil) "cinsel üreme" yoluyla yavrular üretir. Erkek ve dişi ebeveynlerin yavru üretmek için ilgili genlerini bağışladığı bir durum. Bu durumda, çocuğun genlerinin yarısı her iki ebeveynden gelir. Punnett dörtgeni, temel olarak, bu yarı-yarı gen takasının çeşitli olanaklarını grafiksel biçimde göstermenin bir yoludur.
Eşeyli üreme, var olan tek üreme şekli değildir. Bazı organizmalar (bakteriler gibi), ebeveynlerin bir eşin yardımı olmadan kendi çocuklarını ürettikleri bir durum olan "eşeysiz üreme" ile çoğalırlar. Eşeysiz üremede, bir çocuğun tüm genleri yalnızca bir ebeveynden gelir ve onları ebeveynin aşağı yukarı tam kopyaları haline getirir
Adım 3. Genetikteki alel kavramını anlayın
Yukarıda bahsedildiği gibi, bir organizmadaki genler temel olarak vücuttaki her hücreyi nasıl hayatta kalacağı konusunda yöneten bir dizi talimattır. Aslında, bir kılavuzdan farklı olarak, genler de bölümlere, bölümlere ve alt bölümlere ayrılmıştır ve genin farklı bölümleri ayrı işlevleri ayrı ayrı düzenler. Bu "alt bölümlerden" herhangi biri iki organizma arasında farklılık gösterirse, ikisi farklı görünecek ve farklı davranacaktır - örneğin, genetik farklılıklar bir kişiyi siyah ve diğerini sarışın yapar. Aynı gendeki (insan geni) bu farklı formlara "alel" denir.
Her çocuk, her biri erkek ve dişi ebeveyn olmak üzere iki grup gen aldığından, çocuk her alel için iki kopya alacaktır
Adım 4. Baskın ve çekinik alel kavramını anlayın
Bir çocuğun aleli her zaman genin gücünü "paylaşmaz". Baskın aleller olarak adlandırılan bazı aleller, varsayılan olarak çocuğun fiziksel görünümünde ve davranışında (bunlara "ifade edilmiş" diyoruz) tezahür edecektir. "Resesif" aleller olarak adlandırılan diğer aleller, ancak onları "aşma" yeteneğine sahip baskın bir alel ile eşlenmemişlerse ifade edilebilirler. Punnett karesi genellikle bir çocuğun baskın veya çekinik bir alel alma olasılığının belirlenmesine yardımcı olmak için kullanılır.
Bu genler, baskın aleler tarafından "aşılabildiğinden", çekinik aleller daha az sıklıkla ifade edilme eğilimindedir. Genel olarak, bir çocuk, alelin ifade edilebilmesi için her iki ebeveynden de çekinik aleli miras almalıdır. Kan hastalığı koşulları, çekinik bir özelliğin sıklıkla kullanılan bir örneğidir - ancak çekinik bir alelin "kötü" anlamına gelmediğini lütfen unutmayın
Yöntem 1/2: Monohibrit (Tek Gen) Haçları Gösterme
Adım 1. 2x2'lik bir ızgara oluşturun
En temel Punnett karelerini yapmak oldukça kolaydır. Eşkenar bir dikdörtgen çizerek başlayın, ardından içini dört eşit ızgaraya bölün. İşiniz bittiğinde, her sütunda iki ızgara ve her satırda iki ızgara olmalıdır.
Adım 2. Her satırda ve sütunda ana veya kaynak aleli temsil etmek için harfleri kullanın
Bir Punnett dörtgeninde, sütunlar annelere ve satırlar babalara atanır veya tam tersi. Baba ve anne alellerinin her birini temsil eden her satırın ve sütunun yanına harfleri yazın. Baskın aleller için büyük harfler, çekinik aleller için küçük harfler kullanın.
Bir örnekle anlamak çok daha kolay olacaktır. Örneğin, belirli bir çiftin çocuklarının dillerini yuvarlayabilme olasılığını belirlemek istediğinizi varsayalım. Bunu "R" ve "r" harfleriyle temsil ediyoruz - baskın gen için büyük harf ve çekinik için küçük harf. Her iki ebeveyn de heterozigot olsaydı (her alelin bir kopyasına sahip olsaydı), ızgara ızgarasının üst kısmına bir "R" ve bir "r" ve ızgaranın sol tarafına bir "R" ve bir "r" yazardık…
Adım 3. Her bir ızgara için harfleri satırlara ve sütunlara yazın
Her ebeveynden verilen alelleri doldurduktan sonra Punnett karesini doldurmak kolaylaşır. Her ızgaraya baba ve anne alellerinin iki harfli gen kombinasyonlarını yazın. Başka bir deyişle, sütundaki ve satırdaki ızgaradan harfleri alın ve ardından her ikisini de bağlanan boş kutuya yazın.
- Bu örnekte, Punnett dörtgen ızgaramızı aşağıdaki gibi doldurun:
- Sol üstteki kutu: “RR”
- Sağ üstteki kutu: “Rr”
- Sol alttaki kutu: “Rr”
- Sağ alttaki kutu: “rr”
- Genellikle baskın alelin (büyük harf) önce yazıldığına dikkat edin.
Adım 4. Her potansiyel yavrunun genotipini belirleyin
Punnett karesinde doldurulan her kutu, ebeveynlerin sahip olabileceği yavruları temsil eder. Her kare (ve dolayısıyla her yavru) eşit derecede olasıdır - başka bir deyişle, 2x2'lik bir ızgarada her dört olasılık için 1/4 şans vardır. Punnett dörtgeninde temsil edilen farklı alel kombinasyonlarına "genotipler" denir. Genotipler genetik farklılıkları temsil ederken, yavrular her kafes için farklı olmak zorunda değildir (aşağıdaki adımlara bakın).
- Punnett dörtgeni örneğimizde, bu iki ebeveynden yavrular için olası genotipler şunlardır:
- "İki baskın alel" (iki R)
- “Bir baskın ve bir çekinik alel” (R ve r)
- “Bir baskın ve bir çekinik alel” (R ve r) - bu genotipe sahip iki ızgara olduğuna dikkat edin.
- "İki çekinik alel" (iki r)
Adım 5. Her potansiyel yavrunun fenotipini belirleyin
Bir organizmadaki fenotip, genotipine göre gösterilen gerçek fiziksel özelliktir. Göz rengi, saç rengi ve kan hastalığı hücrelerinin varlığı gibi bazı fenotip örnekleri - bunlar genler tarafından "belirlenen" fiziksel özelliklerdir, ancak genlerin gerçek kombinasyonları değildir. Potansiyel bir yavrunun sahip olacağı fenotip, genin özelliklerine göre belirlenir. Farklı genlerin bir fenotip olarak ortaya çıkmaları açısından farklı kuralları olacaktır.
- Örneğimizde, kişinin dilini yuvarlamasını sağlayan genin baskın gen olduğunu varsayalım. Bu, yalnızca bir alel baskın olsa bile her yavrunun dilini yuvarlayabileceği anlamına gelir. Bu durumda, potansiyel yavruların fenotipleri şunlardır:
- Sol üst: “Dil yuvarlayabiliyor (iki R)”
- Sağ üst: "Dil yuvarlayabiliyor (bir R)"
- Sol alt: "Dil yuvarlayabiliyor (bir R)"
- Sağ alt: "Dil yuvarlanamıyor (R yok)"
Adım 6. Farklı fenotiplerin ortaya çıkma olasılığını belirlemek için ızgarayı kullanın
Punnett dörtgeninin en yaygın kullanımlarından biri, bir yavrunun belirli bir fenotipe sahip olma olasılığını belirlemektir. Her ızgara eşdeğer bir olası genotipi temsil ettiğinden, olası fenotipleri "o fenotipi içeren ızgaraların sayısını mevcut toplam kafes sayısına bölerek" bulabilirsiniz.
- Örneğimizdeki Punnett dörtgeni, bu iki ebeveynden herhangi bir yavru için dört olası gen kombinasyonu olduğunu belirtir. Bu kombinasyonlardan üçü, dil yuvarlama yeteneğine sahip yavrular yaratır. Bu nedenle, fenotipimiz için olasılıklar:
- Dil yuvarlayabilen yavru: 3/4 = “0,75 = %75”
- Dil yuvarlayamayan yavru: 1/4 = “0,25 = %25”
Yöntem 2/2: Bir Dihibrit Çapraz Gösterme (İki Gen)
Adım 1. Her ek gen için temel 2x2 ızgaranın her bir tarafını çoğaltın
Tüm gen kombinasyonları, yukarıdaki bölümdeki temel monohibrit (tek gen) çaprazları kadar kolay değildir. Bazı fenotipler birden fazla gen tarafından belirlenir. Bu durumda, daha büyük bir ızgara çizmek anlamına gelen her olası kombinasyonu hesaba katmanız gerekir.
- Birden fazla gen olduğunda Punnett dörtgeninin temel kuralı şudur: "birinci dışındaki her gen için ızgaranın her iki tarafını çarp". Başka bir deyişle, tek gen ızgarası 2x2 olduğundan, iki gen ızgarası 4x4, üç gen ızgarası 8x8'dir, vb.
- Bu kavramın anlaşılmasını kolaylaştırmak için iki gen problemini örnek alalım. Bu, “4x4” bir ızgara çizmemiz gerektiği anlamına gelir. Bu bölümdeki kavramlar aynı zamanda üç veya daha fazla gen için de geçerlidir - bu problem sadece daha büyük bir ızgara ve ek çalışma gerektirir.
Adım 2. Katkıda bulunan ebeveyn genlerini atayın
Ardından, çalışılan özellik için her iki ebeveynin de paylaştığı genleri bulun. İlgili birçok gen nedeniyle, her ebeveynin genotipi, birincisine ek olarak her gen için iki ek harf alacaktır - kumaş kelimesiyle, iki gen için dört harf, üç gen için altı harf vb. Görsel hatırlatma olarak annenin genotipini tablonun en üstüne, babanın genotipini sola (veya tam tersi) yazmak faydalı olabilir.
Bu çatışmayı göstermek için klasik bir örnek kullanalım. Bir bezelye bitkisi, sarı veya yeşil renkte pürüzsüz veya buruşuk fasulyelere sahip olabilir. Pürüzsüz ve sarı baskın özelliklerdir. Bu durumda, düzgünlük için baskın ve çekinik temsil etmek için M ve m ve sarılık için K ve k kullanın. Diyelim ki annenin genotipi "MmKk" ve babanın geninde "MmKK" genotipi var
Adım 3. Çeşitli gen kombinasyonlarını üst ve sol taraflara yazın
Şimdi, tablonun en üst sırasının üstüne ve en soldaki sütunun soluna, her bir ebeveynin katkıda bulunabileceği farklı alelleri yazın. Tek bir genle uğraşırken olduğu gibi, her alelin kalıtsal olma olasılığı eşittir. Ancak çok fazla gen olduğu için, her sütun ve satır birden fazla harf alacaktır: iki gen için iki harf, üç gen için üç harf vb.
- Bu örnekte, ebeveynlerin MmKk genotiplerinden miras alabilecekleri farklı gen kombinasyonlarını listelemeliyiz. Üst kafes boyunca anneden gelen MmKk genine ve sol kafeste babanın MmKk genine sahipsek, her bir gen için aleller şöyledir:
- Üst ızgara boyunca: “MK, Mk, mK, mk”
- Sol tarafta: “MK, MK, mK, mK”
Adım 4. Her ızgarayı her alel kombinasyonuyla doldurun
Tek bir genle uğraşırken olduğu gibi ızgarayı doldurun. Ancak bu sefer, her bir ızgara, ilkine ek olarak her bir gen için iki ek harfe sahip olacaktır: iki gen için dört harf, üç gen için altı harf. Genel olarak, her ızgaradaki harf sayısı, her ebeveynin genotipindeki harf sayısına eşit olmalıdır.
- Bu örnekte, mevcut ızgarayı aşağıdaki gibi dolduracağız:
- Üst sıra: “MMKK, MMKk, MmKK, MmKk”
- İkinci satır: “MMKK, MMKk, MmKK, MmKk”
- Üçüncü satır: “MmKK, MmKk, mmKK, mmKk”
- Alt sıra: “MmKK, MmKk, mmKK, mmKk”
Adım 5. Her potansiyel yavru için fenotipi bulun
Birden fazla genle karşılaşıldığında, Punnett dörtgenindeki her kafes hala her potansiyel yavru için genotipi temsil eder - tek bir genden daha fazla seçenek vardır. Her kafes için fenotip, yine, işlenen tam gene bağlıdır. Bununla birlikte, genel olarak, baskın özelliklerin ifade edilmesi için yalnızca bir alel gerekirken, çekinik özellikler "tüm" çekinik alelleri gerektirir.
- Bu örnekte, örnekteki bezelye bitkisi için düzgünlük (M) ve sarılık (K) baskın özellikler veya nitelikler olduğundan, en az bir büyük harf M içeren her ızgara, düzgün fenotipe sahip bir bitkiyi temsil eder ve her ızgara en az içeren bir bitkiyi temsil eder. bir büyük K, bir mahsul sarı fenotipini temsil eder. Buruşuk bitkiler iki küçük harf s aleline ihtiyaç duyar ve yeşil bitkiler iki küçük harf k aleline ihtiyaç duyar. Bu koşuldan şunu elde ederiz:
- Üst sıra: "Kesintisiz/sarı, Kesintisiz/sarı, Pürüzsüz/sarı, Kesintisiz/sarı"
- İkinci sıra: "Kesintisiz/sarı, Düz/sarı, Düz/sarı, Düz/sarı"
- Üçüncü sıra: "Pürüzsüz/sarı, Pürüzsüz/sarı, kırışık/sarı, kırışık/sarı"
- Alt sıra: "Pürüzsüz/sarı, Pürüzsüz/sarı, kırışık/sarı, kırışık/sarı"
Adım 6. Her bir fenotipin olasılığını belirlemek için ızgarayı kullanın
Her iki ebeveynden gelen her bir yavrunun farklı bir fenotipe sahip olma olasılığını bulmak için tek bir genle uğraşırken kullandığınız tekniğin aynısını kullanın. Başka bir deyişle, fenotipi içeren ızgara sayısının toplam ızgara sayısına bölümü, her bir fenotip için olasılığa eşittir.
- Bu örnekte, her fenotip için olasılıklar şunlardır:
- Yavrular pürüzsüz ve sarıdır: 12/16 = “3/4 = 0.75 = %75”
- Yavrular kırışmış ve sarı: 4/16 = “1/4 = 0.25 = %25”
- Yavrular pürüzsüz ve yeşildir: 0/16 = “0%”
- Kırışıklıklar ve yeşil ile karakterize edilen yavrular: 0/16 = “0%”
- Her yavrunun iki çekinik k aleline sahip olması imkansız olduğundan, yavruların hiçbiri yeşil değildir (%0).
İpuçları
- Aceleniz mi var? Belirttiğiniz ebeveyn genlerine dayalı bir Punnett kare ızgarası oluşturabilen ve doldurabilen Punnett dörtgen çevrimiçi hesap makinesini (örneğin bu hesapta) kullanmayı deneyin.
- Genel olarak, çekinik özellikler baskın özellikler kadar yaygın değildir. Bununla birlikte, bu nadir özelliğin bir organizmanın uygunluğunu artırabileceği ve böylece doğal seçilim yoluyla daha yaygın hale gelebileceği durumlar vardır. Örneğin, kalıtsal kan hastalığı durumlarına neden olan çekinik özellik aynı zamanda sıtmaya karşı bağışıklık sağlayarak tropik iklimlerde gerekli kılar.
- Tüm genlerin sadece iki fenotipi yoktur. Örneğin, heterozigot kombinasyonlar için ayrı fenotiplere sahip birkaç gen mevcuttur (bir baskın, bir çekinik).
