Kandungan
- TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
- Ciri-ciri Mendelian
- Pembiakan talian tulen
- Nisbah Konsisten 3 hingga 1
- Ciri Sembahyang dalam Allel Recessive
- Bagaimana Square Punnett berfungsi
- Ciri-ciri Bukan Mendelian
- Dominasi yang tidak lengkap
- Alleles Codominant
- Apabila Dataran Punnett Tidak Akan Berguna
Dataran Punnett adalah gambarajah yang dibuat oleh ahli genetik Inggeris bernama Reginald Punnett pada separuh pertama abad ke-20 untuk menentukan kemungkinan statistik setiap genotip mungkin keturunan dua ibu bapa. Dia memohon undang-undang kebarangkalian untuk bekerja dipelopori oleh Gregor Mendel pada pertengahan 1800-an. Penyelidikan Mendel memberi tumpuan kepada tumbuh-tumbuhan kacang, tetapi ia dapat umum untuk semua bentuk kehidupan yang kompleks. Kuadrat punnett adalah penglihatan biasa dalam penyelidikan dan pendidikan ketika mengkaji ciri-ciri yang menguntungkan. Untuk meramal sifat tunggal, yang dikenali sebagai salib monohyibrid, akan ada satu persegi dengan dua garis serenjang yang membelahnya seperti jendela kaca, mewujudkan empat kotak kecil di dalamnya. Apabila meramal dua sifat bersama, dikenali sebagai salib berdimensi, biasanya terdapat dua garis menegak dan dua baris mendatar di dalam kotak yang lebih besar dan bukannya masing-masing, mewujudkan 16 kotak kecil yang lebih kecil daripada empat. Dalam salib trihybrid, persegi Punnett akan menjadi lapan segi empat dengan lapan kotak. (Lihat Sumber untuk contoh)
TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
Dataran Punnett adalah gambarajah yang digunakan untuk menentukan kemungkinan statistik setiap genotip mungkin keturunan dua orang ibu bapa untuk sifat atau ciri tertentu. Reginald Punnett telah menggunakan undang-undang kebarangkalian untuk bekerja dirintis oleh Gregor Mendel pada pertengahan tahun 1800-an.
Ciri-ciri Mendelian
Parit punnett secara umum boleh digunakan, dari meramalkan kemungkinan bahawa keturunan tumbuhan akan mempunyai bunga putih atau merah, untuk menentukan betapa mungkin pasangan bayi manusia mempunyai mata coklat atau biru. Yang berkata, dataran Punnett hanya alat yang berguna dalam keadaan tertentu. Lebih penting lagi bahawa gen yang berkenaan mengawal apa yang dikenali sebagai ciri Mendelian. Ketika Mendel mengkaji tanaman kacangnya pada tahun 1850-an dan 1860-an, ia tidak tahu tentang keberadaan gen, walaupun penyelidikan inovatifnya membenarkannya untuk membuat kesimpulan. Dia memilih untuk memberi tumpuan kepada sifat tanaman kacang - atau fenotip - yang mempunyai hanya dua varian, yang dikenali sebagai sifat dimorphic. Dengan kata lain, tanaman kacang hanya menghasilkan biji kuning atau hijau. Tidak pernah ada pengecualian di mana mereka mempunyai biji oren, atau biji yang berwarna di antara kuning dan hijau. Beliau mempelajari tujuh sifat yang berkelakuan seperti ini, di mana setiap ciri mempunyai dua varian, tanpa sebarang contoh keturunan tumbuhan yang memperlihatkan varian dalam atau antara varian alternatif ketiga.
Ini adalah tipikal ciri Mendelian. Pada manusia, kebanyakan ciri yang diwarisi tidak Mendelian, walaupun terdapat banyaknya, seperti albinisme, penyakit Huntington dan jenis darah. Mendel menemui, tanpa pengetahuan DNA atau akses kepada mikroskop yang saintisnya hari ini, bahawa setiap tumbuhan induk mempunyai dua "faktor," dan satu dari setiap disalin dan dipindahkan ke anak mereka. Dengan "faktor," Mendel merujuk kepada apa yang kini dikenali sebagai kromosom.Ciri-ciri yang dipelajari di tanaman kacang adalah milik alel pada setiap kromosom.
Pembiakan talian tulen
Mendel mengembangkan "garis tulen" tanaman kacang untuk setiap ciri, yang mana setiap tumbuhan tulen adalah homozigot untuk variannya. Tidak seperti organisma heterozygous, organisma homozygous mempunyai alel yang sama (untuk mana-mana sifat yang diperhatikan) pada kedua-dua kromosom, walaupun sudah tentu, Mendel tidak memikirkannya dengan cara ini, kerana dia tidak tahu tentang bidang genetik yang dia bawa . Sebagai contoh, selama beberapa generasi, dia menanam tumbuhan kacang yang mempunyai dua alel biji kuning: YY, serta tanaman kacang yang mempunyai dua alel biji hijau: yy. Dari perspektif Mendel, ini hanya bermakna bahawa dia membiak tumbuhan yang secara konsisten mempunyai keturunan dengan varian sifat yang sama berulang-ulang, cukup kali bahawa dia yakin mereka "tulen." Homozygous, YY garis tulen kacang homozygous secara konsisten mempunyai hanya anak benih kuning, dan homozygous, tanaman tulen kacang tulen yang konsisten hanya mempunyai anak benih hijau. Dengan tumbuhan talian tulen ini, dia dapat bereksperimen dengan keturunan dan dominasi.
Nisbah Konsisten 3 hingga 1
Mendel menyedari bahawa jika ia membiak tumbuhan kacang dengan biji kuning dengan tumbuhan kacang dengan biji hijau bersama-sama, semua keturunan mereka mempunyai biji kuning. Apabila dia menyeberangi anak, bagaimanapun, 25 peratus daripada generasi akan datang mempunyai biji hijau. Dia menyedari bahawa maklumat untuk menghasilkan biji hijau mesti terkandung di suatu tempat di dalam tumbuhan melalui generasi pertama, kuning-semua. Entah bagaimana, keturunan generasi pertama tidak begitu tulen seperti generasi ibu bapa. Dia sangat berminat mengapa terdapat nisbah yang konsisten tiga hingga satu dalam eksperimennya dari satu varian sifat kepada yang lain dalam generasi keturunan kedua, tidak kira mana dari tujuh ciri yang dia sedang belajar, sama ada warna benih, bunga warna, panjang batang atau yang lain.
Ciri Sembahyang dalam Allel Recessive
Melalui percubaan berulang, Mendel mengembangkan prinsip pemisahannya. Peraturan ini menegaskan bahawa kedua-dua "faktor" dalam setiap ibu bapa menjadi terpisah semasa proses pembiakan seksual. Dia juga membangunkan prinsipnya yang pelbagai, yang memberi peluang rawak yang menentukan faktor tunggal dari setiap pasangan ibu bapa disalin dan dipindahkan kepada anak keturunan, supaya setiap keturunan berakhir dengan hanya dua faktor, bukannya empat. Ahli-ahli genetik sekarang memahami bahawa pelbagai bebas berlaku semasa anaphase I of meiosis. Kedua-dua undang-undang ini menjadi prinsip penubuhan bidang genetik, dan oleh itu, ia adalah garis panduan asas untuk menggunakan dataran Punnett.
Pemahaman Mendel tentang kebarangkalian statistik menyebabkannya menentukan bahawa variasi sifat tertentu dalam tumbuh-tumbuhan kacang dominan, sementara rakan-rakan mereka resesif. Dalam tujuh sifat dimorit yang dia sedang belajar, seperti warna benih, salah satu daripada dua varian itu sentiasa dominan. Dominasi menyebabkan kebarangkalian lebih besar keturunan dengan varian sifat yang dipersoalkan. Rangkuman warisan statistik ini juga berlaku dengan ciri-ciri Mendelian manusia. Apabila kedua-dua tumbuhan kacang homozygous - YY dan yy - dibiakkan bersama, semua keturunan dalam generasi pertama mempunyai genotip Yy dan Yy, sejajar dengan prinsip pemisahan Mendel dan pelbagai bebas. Kerana alel kuning dominan, semua benih kuning. Oleh sebab alel biji hijau adalah resesif, namun maklumat tentang fenotip hijau masih disimpan di dalam genetik biru, walaupun ia tidak menunjukkan dirinya dalam morfologi tumbuhan.
Dalam generasi akan datang, ketika Mendel menyeberangi seluruh tumbuhan Yy, terdapat beberapa genotip yang mungkin dapat menghasilkan, Untuk menentukan apa yang mereka dan mengira kemungkinan masing-masing, persegi Punnett yang sederhana dengan empat kotak kecil di dalamnya adalah alat yang paling berguna.
Bagaimana Square Punnett berfungsi
Mulailah dengan menulis genotip ibu bapa di sepanjang paksi luar mendatar dan menegak di dataran Punnett. Oleh kerana salah satu genotipe ibu bapa adalah Yy, tulis "Y" di atas barisan atas kiri atas dan "y" di atas barisan atas persegi di sebelah kanannya. Oleh kerana genotip induk kedua juga menjadi YY, juga menulis "Y" di sebelah kiri garisan luaran kiri atas persegi, dan "y" di sebelah kiri garisan luaran persegi di bawahnya.
Di setiap persegi, menggabungkan alel yang bertemu di bahagian atas dan sebelahnya. Untuk bahagian atas kiri, tulis YY di dalam alun, untuk bahagian atas kanan tulis Yy, untuk bahagian bawah kiri tulis Yy, dan untuk bahagian kanan kanan tulis yy. Setiap persegi mewakili kebarangkalian genotip tersebut yang diwarisi oleh keturunan ibu bapa. Genotipe adalah:
Oleh itu, terdapat tiga dalam empat peluang generasi kedua tumbuhan kacang kacang yang mempunyai biji kuning, dan satu daripada empat peluang anak-anak mempunyai benih hijau. Undang-undang kebarangkalian menyokong pemerhatian Mendel mengenai tiga hingga satu nisbah varian sifat yang konsisten dalam generasi keturunan kedua, serta kesimpulan tentang alel.
Ciri-ciri Bukan Mendelian
Nasib baik untuk Mendel dan kemajuan saintifik, beliau memilih untuk melakukan penyelidikannya mengenai tumbuhan kacang: organisma yang sifatnya dimorphik dan mudah dibezakan, dan di mana salah satu daripada varian masing-masing sifat berbeza dengan dominasinya terhadap yang lain. Ini bukan perkara biasa; dia dengan mudah dapat memilih tanaman taman lain dengan ciri-ciri yang tidak mengikut apa yang sekarang dikenali sebagai ciri Mendelian. Banyak pasangan allele, misalnya, mempamerkan jenis penguasaan yang berlainan daripada jenis dominan dan resessive sederhana yang ditemui di kilang kacang. Dengan ciri-ciri Mendelian, apabila ada alel dominan dan resesif yang hadir sebagai pasangan heterozigot, alel dominan mempunyai kawalan penuh terhadap fenotip. Dengan tanaman kacang, sebagai contoh, genotip Yy bermaksud bahawa tumbuhan itu akan mempunyai biji kuning, tidak hijau, walaupun "y" adalah alel untuk biji hijau.
Dominasi yang tidak lengkap
Satu alternatif adalah penguasaan yang tidak lengkap, di mana alel resesif masih sebahagiannya dinyatakan dalam fenotip, walaupun digabungkan dengan alel dominan dalam pasangan heterozigot. Penguasaan yang tidak lengkap wujud dalam banyak spesies, termasuk manusia. Satu contoh dominasi yang tidak lengkap wujud dalam tumbuhan berbunga yang disebut snapdragon. Menggunakan Dataran Punnett, anda boleh menentukan bahawa homozygous merah (CRCR) dan putih homozygous (CWCW) yang menyeberang antara satu sama lain akan menghasilkan 100 peratus peluang keturunan dengan genotip heterozigot CRCW. Genotip ini mempunyai bunga merah jambu untuk snapdragon, kerana alel CR hanya mempunyai dominasi yang tidak lengkap terhadap CW. Menariknya, penemuan Mendel adalah terobosan untuk mengungkap kepercayaan mereka yang lama yang sifatnya dicampur oleh orang tua kepada anak-anak. Sepanjang masa, Mendel merindui fakta bahawa banyak bentuk penguasaan sebenarnya melibatkan beberapa pengadunan.
Alleles Codominant
Alternatif lain adalah codominance, di mana kedua-dua alel secara bersamaan dominan, dan sama-sama dinyatakan dalam fenotip keturunan. Contoh yang paling terkenal adalah sejenis jenis darah manusia yang dipanggil MN. Jenis darah MN berbeza daripada jenis darah ABO; Sebaliknya, ia menggambarkan penanda M atau N yang duduk di permukaan sel darah merah. Dataran Punnett untuk dua orang ibu bapa yang masing-masing heterozigot untuk jenis darah mereka (masing-masing dengan jenis MN) akan menghasilkan keturunan berikut:
Dengan ciri Mendelian, ini menunjukkan bahawa terdapat peluang 75 peratus daripada anak-anak mereka yang mempunyai fenotip jenis M, jika M dominan. Tetapi kerana ini bukan sifat Mendelian dan M dan N adalah kotor, kebarangkalian fenotip kelihatan berbeza. Dengan jenis darah MN, terdapat kemungkinan 25 peratus jenis darah M, kemungkinan 50 peratus daripada jenis darah MN dan kemungkinan 25 peratus daripada jenis darah NN.
Apabila Dataran Punnett Tidak Akan Berguna
Kuasa punnett banyak membantu masa, walaupun apabila membandingkan beberapa sifat atau yang mempunyai hubungan dominasi yang rumit. Tetapi kadang-kadang meramalkan hasil fenotip boleh menjadi satu amalan yang sukar. Sebagai contoh, kebanyakan sifat dalam bentuk kehidupan kompleks melibatkan lebih daripada dua alel. Manusia, seperti kebanyakan haiwan lain, diploid, yang bermaksud bahawa mereka mempunyai dua kromosom dalam setiap set. Biasanya terdapat sejumlah besar alel di seluruh populasi spesies, walaupun pada hakikatnya setiap individu hanya mempunyai dua, atau hanya satu dalam beberapa kes yang melibatkan kromosom seks. Kemungkinan besar hasil fenotip membuatnya sangat sukar untuk mengira kebarangkalian sifat-sifat tertentu, sementara bagi yang lain, seperti warna mata pada manusia, pilihannya terbatas, dan dengan itu lebih mudah masuk ke dalam kotak Punnett.