Kwadrat Punneta

Kwadrat Punneta

Kwadrat Punneta – ponieważ zapłodnienie (zejście się gamet) jest zjawiskiem czysto losowym, znając genotyp osobników rodzicielskich możemy stosunkowo łatwo obliczyć statystyczne prawdopodobieństwo wystąpienia danego genotypu i fenotypu u potomstwa. Wiemy jakie gamety i w jakiej proporcji wytwarzają osobniki rodzicielskie, wystarczy policzyć tylko iloczyn prawdopodobieństwa zejścia się kolejnych gamet. Służy do tego kwadrat Punneta. Wygląda on następująco:

		Samiec genotyp Aa
	gamety
Samica genotyp Aa

 

Wpisujemy możliwe gamety wytwarzane przez obydwoje rodziców:

		Samiec genotyp Aa
	gamety	A	a
Samica genotyp Aa	A
	a

 

Następnie wpisujemy możliwe połączenia gamet obydwojga rodziców, ustalając tym samym genotyp potencjalnego potomstwa:

		Samiec genotyp Aa
	gamety	A	a
Samica genotyp Aa	A	AA	Aa
	a	Aa	aa

 

Jak widać statystyczny rozkład genotypów u potomstwa wyglądać będzie następująco:
25 % – homozygot dominujących AA
25 % – homozygot recesywnych aa
50 % – heterozygot Aa

Musimy pamiętać, że są to jedynie prawdopodobieństwa. Każde zapłodnienie jest osobnym, całkowicie niezależnym zjawiskiem losowym, toteż za każdym razem prawdopodobieństwo otrzymania osobnika o danym genotypie jest takie samo. Jeżeli otrzymamy dwa osobniki heterozygotyczne to nie znaczy, że trzeci będzie homozygotą. Jeżeli natomiast zbadamy bardzo duża próbę losową, to rozkład genotypów będzie bardzo zbliżony do rozkładu wyliczonego w kwadracie Punneta.

Przykłady dziedziczenia

Przykład I

Jeżeli rozpatrujemy dziedziczenie cechy recesywnej kodowanej przez gen A (przykładowo może być to albinizm), możemy zetknąć się z trzema typami osobników o różnych genotypach.

homozygotą dominującą AA – osobnik o standardowym ubarwieniu. Będzie wytwarzać tylko jeden tym gamet niosących allel dominujący A. homozygotą recesywną aa – osobnik albinotyczny. Będzie wytwarzać tylko jeden tym gamet niosących allel recesywny a. heterozygotą Aa – osobnik o standardowym ubarwieniu. Będzie wytwarzać dwa typy gamet: niosące allel dominujący A i niosące allel recesywny a.

Przyjrzyjmy się teraz dziedziczeniu cechy recesywnej, dziedzicznej w sposób klasyczny.

Potomstwo powstałe w wyniku skrzyżowania dwóch homozygot recesywnych będzie identyczne pod względem danej cechy z osobnikami rodzicielskimi. Potomstwo dwóch albinosów będzie albinosami. Podobnie będzie w wypadku skrzyżowania dwóch homozygot dominujących będzie identyczne pod względem danej cechy z osobnikami rodzicielskimi. Ich potomstwo będzie osobnikami o ubarwieniu standardowym. Jeżeli skrzyżujemy ze sobą osobniki rodzicielskie P – dwie homozygoty (dominującą i recesywną) w pokoleniu F1 otrzymamy potomstwo o ubarwieniu standardowym – heterozygoty.

krzyżówka homozygoty dominującej z recesywną		AA
	gamety	A	A
aa	a	Aa	Aa
	a	Aa	Aa

W pokoleniu F1 100% potomstwa będzie identyczne pod względem danej cechy. Fenotypowo wszystkie osobniki potomne będą identyczne z homozygotami dominujacycmi (osobnikami dzikimi).

Jeżeli jednak skrzyżujemy ze sobą dwa osobniki z pokolenia F1, wyniki tej krzyżówki będą zdecydowanie bardziej ciekawe. Możemy przedstawić to w postaci tabeli:

krzyżówka dwóch heterozygot		Aa
	gamety	A	a
Aa	A	AA	Aa
	a	Aa	aa

 

Jak widać potomstwo w pokoleniu F2 różnić będzie się od siebie. Statystycznie rzecz biorąc powstanie
25 % osobników o genotypie AA (homozygoty dominujące)
50 % osobników o genotypie Aa (heterozygoty)
25 % osobników o genotypie aa (homozygoty recesywne)

Jeżeli będziemy rozpatrywać rozkład cech fenotypowych powstanie:
75 % osobników o dzikim fenotypie (homozygoty dominujące i heterozygoty – nie do odróżnienia). W takim wypadku potomstwo to określamy jako tzn. possible het. czyli prawdopodobne heterozygoty. Prawdopodobieństwo to wynosi 66%.
25 % osobników o fenotypie zmutowanym (homozygoty recesywne – w naszym przypadku albinosy)

Możemy rozpatrzyć także kolejny przykład – krzyżówkę homozygoty recesywnej (albinosa) z pokolenia P z heterozygotą z pokolenia F1. Możemy przedstawić to w postaci tabeli:

krzyżówka homozygoty recesywnej z heterozygotą		aa
	gamety	a	a
Aa	A	Aa	Aa
	a	aa	aa

 

Jak widać potomstwo w pokoleniu F2 różnić będzie się od siebie. Statystycznie rzecz biorąc powstanie
50 % osobników o genotypie aa (homozygoty recesywne)
50 % osobników o genotypie Aa (heterozygoty)

Identycznie wyglądać będzie rozkład cech fenotypowych.

Ponieważ nie jesteśmy w stanie odróżnić osobników heterozygotycznych od homozygot dominujących, rozpatrywanie wariantu tego typu krzyżówki mija się z celem. W takim wypadku uznajemy cale potomstwo za dzikie.

Przykład II

Niekiedy osobniki są nosicielami dwóch cech recesywnych, kodowanych przez różne, niezależne od siebie geny. Przykładem tego typu odmiany barwnej u gekonów lamparcich jest krzyżówka blizzard albino (czyli odmiana Blazing blizzard).

Jeżeli rozpatrujemy dziedziczenie dwóch cech recesywnych kodowanych np. przez geny A i C (przykładowo może być to albinizm i blizzard), możemy zetknąć się z osobnikami o następujących genotypach.

AACC – podwójna homozygota dominująca – osobnik o standardowym ubarwieniu. Będzie wytwarzać tylko jeden typ gamet niosących allele dominujące AC.

AaCC – osobnik o standardowym ubarwieniu, nosiciel genu albino. Będzie wytwarzać dwa typy gamet: niosące allele dominujące AC i niosące allel recesywny a i dominujący C.

AaCc – osobnik o standardowym ubarwieniu, podwójna heterozygota, nosiciel genów albino i blizzard. Będzie wytwarzać cztery typy gamet AC, Ac, aC, ac.

aaCC – osobnik o ubarwieniu albino. Będzie wytwarzać tylko jeden typ gamet niosących allele: dominujący C i recesywny a.

AAcc – osobnik o ubarwieniu blizzard. Będzie wytwarzać tylko jeden typ gamet niosących allele: dominujący A i recesywny c.

AACc – osobnik o standardowym ubarwieniu, nosiciel genu blizzard. Będzie wytwarzać dwa typy gamet: niosące allele dominujące AC i niosące allel recesywny c i dominujący A.

aacc – osobnik o ubarwieniu Blazing blizzard – podwójna homozygota recesywna. Będzie wytwarzać tylko jeden typ gamet niosących allele recesywne ac.

Rozpatrzmy dwa przykłady krzyżówek osobników rodzicielskich: Jeżeli skrzyżujemy ze sobą osobniki rodzicielskie P – dwie homozygoty recesywne blizzard i albino (a więc jeden będzie fenotypowo blizzard, drugi zaś albino) w pokoleniu F1 otrzymamy potomstwo o ubarwieniu standardowym – heterozygoty.

krzyżówka dwóch homozygot recesywnych		AAcc
	gamety	Ac	Ac	Ac	Ac
aaCC	aC	AaCc	AaCc	AaCc	AaCc
	aC	AaCc	AaCc	AaCc	AaCc
	aC	AaCc	AaCc	AaCc	AaCc
	aC	AaCc	AaCc	AaCc	AaCc

Jeżeli skrzyżujemy ze sobą osobniki rodzicielskie P – dwie podwójne homozygoty (dominującą i recesywną) w pokoleniu F1 również otrzymamy potomstwo o ubarwieniu standardowym – heterozygoty.

krzyżówka homozygoty dominującej z recesywną		AACC
	gamety	AC	AC	AC	AC
aacc	ac	AaCc	AaCc	AaCc	AaCc
	ac	AaCc	AaCc	AaCc	AaCc
	ac	AaCc	AaCc	AaCc	AaCc
	ac	AaCc	AaCc	AaCc	AaCc

W jednym i drugim przypadku w pokoleniu F1 100% potomstwa będzie identyczne pod względem danej cechy. Fenotypowo wszystkie osobniki potomne będą identyczne z podwójnymi homozygotami dominujacycmi (osobnikami dzikimi).

Jeżeli jednak skrzyżujemy ze sobą dwa osobniki z pokolenia F1, wyniki tej krzyżówki będą zdecydowanie bardziej ciekawe. Możemy przedstawić to w postaci tabeli:

krzyżówka dwóch podwójnych heterozygot		AaCc
	gamety	Ac	AC	aC	ac
AaCc	Ac	AAcc	AACc	AaCc	Aacc
	AC	AACc	AACC	AaCC	AaCc
	aC	AaCc	AaCC	aaCC	aaCc
	ac	Aacc	AaCc	aaCc	aacc

. Jak widać potomstwo w pokoleniu F2 różnić będzie się od siebie. Statystycznie rzecz biorąc powstanie
– 2/16 (12,5 %) osobników o genotypie Aacc (homozygoty recesywne blizzard heterozygoty albino)
– 2/16 (12,5 %) osobników o genotypie aaCc (homozygoty recesywne albino heterozygoty blizzard)
– 1/16 (6,25 %) osobników o genotypie aaCC (homozygoty recesywne albino homozygoty dominujące blizzard)
– 1/16 (6,25 %) osobników o genotypie AAcc (homozygoty recesywne blizzard homozygoty dominujące albino)
– 1/16 (6,25 %) osobników o genotypie AACC (podwójne homozygoty dominujące)
– 1/16 (6,25 %) osobników o genotypie aacc (podwójne homozygoty recesywne)
– 2/16 (12,5 %) osobników o genotypie AaCC (homozygoty dominujące blizzard heterozygoty albino)
– 2/16 (12,5 %) osobników o genotypie AACc (homozygoty dominujące albino heterozygoty blizzard)
– 4/16 (25 %) osobników o genotypie AaCc (podwójne heterozygoty)

Jeżeli będziemy rozpatrywać rozkład cech fenotypowych powstanie:
9/16 (56,25 %) osobników o dzikim fenotypie (genotypy AACC, AaCc, AACc, AaCC – nie do odróżnienia).
3/16 (18,75 %) osobników o fenotypie albino (genotypy aaCc, aaCC) Potomstwo to określamy jako tzn. possible het. na blizzard czyli prawdopodobne heterozygoty na blizzard. Prawdopodobieństwo to wynosi 66%.
3/16 (18,75 %) osobników o fenotypie blizzard (genotypy Aacc, Aacc) Potomstwo to określamy jako tzn. possible het. na albino czyli prawdopodobne heterozygoty na albino. Prawdopodobieństwo to wynosi 66%.,
1/16 (6,25%) osobników o fenotypie zmutowanym blazing blizzard (podwójne homozygoty recesywne)

Tak więc w wypadku krzyżowania dwóch podwójnych heterozygot otrzymamy tylko 1/16 potomstwa z widocznymi obydwiema cechami.

Możemy rozpatrzyć także kolejny przykład – krzyżówkę podwójnej homozygoty recesywnej (blazing blizzard) z pokolenia P z podwójną heterozygotą z pokolenia F1. Możemy przedstawić to w postaci tabeli:

krzyżówka podwójnej homozygoty recesywnej z podwójną heterozygotą		aacc
	gamety	ac	ac	ac	ac
AaCc	Ac	Aacc	Aacc	Aacc	Aacc
	AC	AaCc	AaCc	AaCc	AaCc
	aC	aaCc	aaCc	aaCC	aaCc
	ac	aacc	aacc	aacc	aacc

Jak widać potomstwo w pokoleniu F2 różnić będzie się od siebie. Statystycznie rzecz biorąc powstanie
25 % osobników o genotypie aacc (podwójne homozygoty recesywne)
25 % osobników o genotypie AaCc (podwójne heterozygoty)
25 % osobników o genotypie aaCc (homozygoty recesywne albino heterozygoty blizzard)
25 % osobników o genotypie Aacc (homozygoty recesywne blizzard heterozygoty albino)

Identycznie wyglądać będzie rozkład cech fenotypowych.
25 % osobników o fenotypie zmutowanym blazing blizzard (genotyp aacc – identyczny z osobnikiem P)
25 % osobników o fenotypie albino (genotyp aaCc)
25 % osobników o fenotypie blizzard (genotyp Aacc)
25 % osobników o fenotypie dzikim (genotyp AaCc – identyczny z osobnikiem F1)

Ponieważ nie jesteśmy w stanie odróżnić osobników heterozygotycznych od homozygot dominujących, rozpatrywanie wariantu tego typu krzyżówki mija się z celem. W takim wypadku uznajemy cale potomstwo za dzikie.

Przykład III

Jeżeli rozpatrujemy dziedziczenie cechy recesywnej kodominujacej, kodowanej przez gen H (przykładowo może być to Mack Snow ), możemy zetknąć się z trzema typami osobników o różnych genotypach.

homozygotą dominującą HH – osobnik o standardowym ubarwieniu. Będzie wytwarzać tylko jeden tym gamet niosących allel dominujący

homozygotą recesywną kodominujacą H’H’ – odmiana Mack Super Snow osobnik o kontarstowym czarno-białym ubarwieniu. Będzie wytwarzać tylko jeden tym gamet niosących allel recesywny kodominujacy H’.

heterozygotą HH’ – odmiana Mack Snow osobnik o ubarwieniu pośrednim, bardziej kontrastowo ubarwiony od standardowego, w niektórych wypadkach prawie zupełnie pozbawiony żółtych i pomarańczowych pigmentów. Będzie wytwarzać dwa typy gamet: niosące allel dominujący H i niosące allel kodominujący H’.

Potomstwo powstałe w wyniku skrzyżowania dwóch homozygot recesywnych kodominujacych będzie identyczne pod względem danej cechy z osobnikami rodzicielskimi. Potomstwo dwóch gekonów Mack Super Snow będzie Mack Super Snow. Podobnie będzie w wypadku skrzyżowania dwóch homozygot dominujących będzie identyczne pod względem danej cechy z osobnikami rodzicielskimi. Ich potomstwo będzie osobnikami o ubarwieniu standardowym.

Jeżeli skrzyżujemy ze sobą osobniki rodzicielskie P – dwie homozygoty (dominującą i kodominująca) w pokoleniu F1 otrzymamy potomstwo o ubarwieniu przejściowym – heterozygoty.

krzyżówka homozygoty dominującej z recesywną kodominujacą		HH
	gamety	H	H
H’H’	H’	HH’	HH’
	H’	HH’	HH’

Potomstwo będzie identyczne genetycznie pod względem danej cechy.
Fenotypowo otrzymamy 100 % osobników o fenotypie pośrednim (heterozygoty) w naszym wypadku osobniki o zaznaczonych cechach Mack Snow

Ciekawszym przypadkiem będzie krzyżówka dwóch heterozygot z pokolenia F1. Możemy przedstawić to w postaci tabeli:

krzyżówka dwóch heterozygot		H’H
	gamety	H	H’
H’H	H	HH	HH’
	H’	H’H	H’H’

 

Jak widać potomstwo w pokoleniu F2 różnić będzie się od siebie. Statystycznie rzecz biorąc powstanie
25 % osobników o genotypie HH (homozygoty dominujące)
50 % osobników o genotypie H’H (heterozygoty)
25 % osobników o genotypie H’H’ (homozygoty recesywne kodominujące)

Rozkład cech fenotypowych wyglądać będzie podobnie cech fenotypowych powstanie:
25 % osobników o dzikim fenotypie (homozygoty dominujace)
50 % osobników o fenotypie pośrednim (heterozygoty) – Mack Snow
25 % osobników o fenotypie zmutowanym (homozygoty recesywne kodominujące – w naszym przypadku Mack Super Snow)

Rozpatrzmy kolejny przykład – krzyżówkę homozygoty recesywnej kodominującej z pokolenia P (MAck Super Snow) z heterozygotą z pokolenia F1(Mack Snow). Możemy przedstawić to w postaci tabeli:

Krzyżówka homozygoty recesywnej kodominującej z heterozygotą		H’H’
	gamety	H’	H’
H’H	H’	H’H’	H’H’
	H	H’H	H’H

Jak widać w pokoleniu F2 potomstwo również będzie się od siebie różnić. Statystycznie rzecz biorąc powstanie
50 % osobników o genotypie H’H’ (homozygoty recesywne kodominujące)
50 % osobników o genotypie H’H (heterozygoty)

Identycznie wyglądać będzie rozkład cech fenotypowych.

50 % osobników o fenotypie pośrednim (heterozygoty), w naszym wypadku osobniki Mack Snow
50 % osobników o fenotypie zmutowanym (homozygoty recesywne kodominujące), w naszym przypadku Mack Super Snow.

Przykład IV

Badania naukowe wykazały, że u podłoża wielu cech kolorystycznych leżą mutacje w różnych genach. Innymi słowy, zbliżony efekt fenotypowy może wynikać z mutacji w kilku różnych genach. Jest to poniekąd zrozumiałe – w szlak biosyntezy i transportu barwników zaangażowanych jest wiele białek, mutacja genu kodującego każde z nich może wywoływać efekt fenotypowy.
W przypadku cech takich jak hiperksantyzm nałożenie się na siebie mutacji w dwóch odrębnych genach powoduje nasilenie się danej cechy. Dlatego tez, krzyżując osobniki o ubarwieniu np. tangerine, pochodzące z odrębnych, niespokrewnionych ze sobą linii, możemy otrzymać młode o jeszcze bardziej intensywnym pomarańczowym ubarwieniu.
W przypadku cech recesywnych, dojść może do zjawiska tzw. komplementacji mutacji. Albinizm wywoływany jest przez mutacje w kilku genach. Jeżeli skrzyżujemy dwa osobniki albinotyczne wywodzące się z różnych linii, może okazać się, że ich potomstwo nie będzie albinosami (do tej pory posiano trzy linie gekonów albinotycznych Tremper albino, Rainwater albino i Bell albino).

Przykładowo: U samca albinizm wywołany jest za sprawą mutacji w genie A, natomiast gen B wywołujacy inną formę albinizmu występuje w formie dzikiej. Samiec ten ma genotyp aaBB, wytwarza więc gamety aB. U samicy sytuacja przedstawia się odwrotnie – albinizm wywołany jest za sprawą mutacji w genie B, natomiast gen A występuje w formie dzikiej. Samica ma genotyp AAbb i wytwarza gamety Ab. Sytuacja będzie przedstawiać się identycznie, jak w przypadku krzyżówki dwóch pojedynczych homozygot opisanej w przykładzie II.

krzyżówka dwóch homozygot recesywnych		AAcc
	gamety	Ac	Ac	Ac	Ac
aaCC	aC	AaCc	AaCc	AaCc	AaCc
	aC	AaCc	AaCc	AaCc	AaCc
	aC	AaCc	AaCc	AaCc	AaCc
	aC	AaCc	AaCc	AaCc	AaCc

Jak widać 100 % potomstwa będzie podwójnymi heterozygotami – osobnikami o fenotypie dzikim.

Liczba wyświetleń: 666