Загрузить PDF
Загрузить PDF
Решетка Пеннета является визуальным инструментом, который помогает генетикам определять возможные комбинации генов при оплодотворении. Решетка Пеннета представляет собой простую таблицу из 2x2 (или больше) ячеек. С помощью этой таблицы и знания генотипов обоих родителей ученые могут предсказать, какие комбинации генов возможны у потомков, и даже определить вероятность наследования тех или иных признаков.
Шаги
Загрузить PDF
Основные сведения и определения
Чтобы пропустить данный раздел и перейти непосредственно к описанию решетки Пеннета, нажмите здесь .
-
Узнайте больше о понятии генов. Прежде чем приступить к освоению и использованию решетки Пеннета, следует ознакомиться с некоторыми основными принципами и понятиями. Первым таким принципом является то, что все живущие существа (от крохотных микробов до гигантских синих китов) обладают генами . Гены представляют собой невероятно сложные микроскопические наборы инструкций, которые встроены практически в каждую клетку живого организма. В сущности, в той или иной степени гены отвечают за каждый аспект жизни организма, в том числе за то, как он выглядит, каким образом ведет себя, и за многое, многое другое.
- При работе с решеткой Пеннета следует помнить также о том принципе, что живые организмы наследуют гены от своих родителей . [1] X Источник информации Возможно, вы и раньше подсознательно понимали это. Подумайте сами: ведь не зря дети, как правило, похожи на своих родителей?
-
Узнайте больше о понятии полового размножения. Большинство (но не все) известных вам живых организмов производят потомство посредством полового размножения . Это означает, что женская и мужская особь вносят свои гены, и их потомство наследует примерно по половине генов от каждого родителя. Решетка Пеннета служит для того, чтобы наглядно изобразить различные комбинации генов родителей.
- Половое размножение является не единственным способом воспроизведения живых организмов. Некоторые организмы (например, многие виды бактерий) воспроизводят себя посредством бесполого размножения , когда потомство создается одним родителем. При бесполом размножении все гены наследуются от одного родителя, и потомок является почти точной его копией.
-
Узнайте о понятии аллелей. Как отмечалось выше, гены живого организма представляют собой набор инструкций, которые указывают каждой клетке, что следует делать. Фактически, как и обычные инструкции, которые разделены на отдельные главы, пункты и подпункты, различные части генов указывают на то, как следует делать разные вещи. Если два организма обладают различными "подразделами", они будут по-разному выглядеть или вести себя — например, генетические различия могут привести к тому, что у одного человека будут темные, а у другого светлые волосы. Такие различные виды одного гена называются аллелями .
- Поскольку ребенок получает два набора генов — по одному от каждого родителя — у него будет две копии каждой аллели.
-
Узнайте о понятии доминантных и рецессивных аллелей. Аллели не всегда обладают одинаковой генетической "силой". Некоторые аллели, которые называют доминантными , обязательно проявятся во внешнем виде ребенка и его поведении. Другие, так называемые рецессивные аллели, проявляются лишь в том случае, если не стыкуются с доминантными аллелями, которые "подавляют" их. Решетка Пеннета часто используется для того, чтобы определить, с какой вероятностью ребенок получит доминантную или рецессивную аллель.
- Поскольку рецессивные аллели "подавляются" доминантными, они проявляются реже, и в этом случае ребенок обычно получает рецессивные аллели от обоих родителей. В качестве примера наследуемой особенности часто приводят серповидноклеточную анемию, однако при этом следует учесть, что рецессивные аллели далеко не всегда бывают "плохими". [2] X Источник информации
Реклама
-
Начертите квадратную сетку 2x2. Простейший вариант решетки Пеннета делается очень легко. Нарисуйте достаточно большой квадрат и разделите его на четыре равных квадрата. Таким образом у вас получится таблица из двух строк и двух столбцов.
-
В каждой строке и столбце отметьте буквами родительские аллели. В решетке Пеннета столбцы отведены для материнских аллелей, а строки — для отцовских, либо наоборот. В каждую строку и колонку запишите буквы, которые представляют аллели матери и отца. При этом используйте заглавные буквы для доминантных аллелей и строчные для рецессивных.
- Это легко понять из примера. Предположим, вы хотите определить вероятность того, что у данной пары родится ребенок, который сможет сворачивать язык трубочкой. Можно обозначить это свойство латинскими буквами R и r — прописная буква соответствует доминантной, а строчная рецессивной аллели. Если оба родителя гетерозиготны (имеют по одному экземпляру каждой аллели), то следует написать одну букву "R" и одну "r" над решеткой и одну "R" и одну "r" слева от решетки .
-
Напишите соответствующие буквы в каждой ячейке. Вы легко сможете заполнить решетку Пеннета после того, как поймете, какие аллели войдут от каждого родителя. Впишите в каждую ячейку комбинацию генов из двух букв, которые представляют собой аллели от матери и отца. Другими словами, возьмите буквы в соответствующей строке и столбце и впишите их в данную ячейку.
- В нашем примере следует заполнить ячейки следующим образом:
- Верхняя левая ячейка: RR
- Верхняя правая ячейка: Rr
- Нижняя левая ячейка: Rr
- Нижняя правая ячейка: rr
- Заметьте, что доминантные аллели (заглавные буквы) следует писать впереди. [3] X Источник информации
-
Определите возможные генотипы потомка. Каждая ячейка заполненной решетки Пеннета содержит набор генов, который возможен у ребенка данных родителей. Каждая ячейка (то есть каждый набор аллелей) обладает одинаковой вероятностью — другими словами, в решетке 2x2 каждый из четырех возможных вариантов имеет вероятность 1/4. Представленные в решетке Пеннета различные комбинации аллелей называются генотипами . Хотя генотипы представляют собой генетические различия, это не обязательно означает, что в каждом варианте получится разное потомство (смотрите ниже).
- В нашем примере решетки Пеннета у данной пары родителей могут возникнуть следующие генотипы:
- Две доминантные аллели (ячейка с двумя буквами R)
- Одна доминантная и одна рецессивная аллель (ячейка с одной буквой R и одной r)
- Одна доминантная и одна рецессивная аллель (ячейка с R и r) — заметьте, что данный генотип представлен двумя ячейками
- Две рецессивные аллели (ячейка с двумя буквами r)
-
Определите возможные фенотипы потомка. Фенотип организма представляет собой действительные физические черты, которые основаны на его генотипе. Примером фенотипа служат цвет глаз, цвет волос, наличие серповидноклеточной анемии и так далее — хотя все эти физические черты определяются генами, ни одна из них не задается своей особой комбинацией генов. Возможный фенотип потомка определяется характеристиками генов. Различные гены по-разному проявляют себя в фенотипе.
- Предположим в нашем примере, что ответственный за способность сворачивать язык ген является доминантным. Это означает, что сворачивать язык трубочкой смогут даже те потомки, в чей генотип входит лишь одна доминантная аллель. В этом случае получаются следующие возможные фенотипы:
- Верхняя левая ячейка: может сворачивать язык (две буквы R)
- Верхняя правая ячейка: может сворачивать язык (одна R)
- Нижняя левая ячейка: может сворачивать язык (одна R)
- Нижняя правая ячейка: не может сворачивать язык (нет заглавных R)
-
Определите вероятность различных фенотипов по числу ячеек. Одно из наиболее распространенных применений решетки Пеннета состоит в том, чтобы с ее помощью находить вероятность появления того или иного фенотипа в потомстве. Поскольку каждая ячейка соответствует определенному генотипу и вероятность появления каждого генотипа одинакова, для нахождения вероятности фенотипа достаточно поделить число ячеек с данным фенотипом на общее число ячеек . [4] X Источник информации
- В нашем примере решетка Пеннета говорит нам о том, что для данных родителей возможны четыре вида комбинации генов. Три из них соответствуют потомку, который способен сворачивать язык, и одна отвечает отсутствию такой способности. Таким образом, вероятности двух возможных фенотипов составляют:
- Потомок может сворачивать язык: 3/4 = 0,75 = 75%
- Потомок не может сворачивать язык: 1/4 = 0,25 = 25%
Реклама
-
Поделите каждую ячейку решетки 2x2 еще на четыре квадрата. Не все комбинации генов настолько просты, как описанное выше моногибридное (моногенное) скрещивание. Некоторые фенотипы определяются более чем одним геном. В таких случаях следует учесть все возможные комбинации, для чего потребуется б о льшая таблица.
- Основное правило применения решетки Пеннета в том случае, когда генов больше, чем один, состоит в следующем: для каждого дополнительного гена следует удваивать число ячеек . Иными словами, для случая одного гена используется решетка 2x2, для двух генов подходит таблица 4x4, при рассмотрении трех генов следует начертить решетку 8x8, и так далее.
- Чтобы было легче понять данный принцип, рассмотрим пример для двух генов. Для этого нам придется начертить решетку 4x4 . Изложенный в данном разделе метод подходит и для трех или большего количества генов — просто понадобится б о льшая решетка и больше работы.
-
Определите гены со стороны родителей. Следующий шаг состоит в том, чтобы найти гены родителей, которые отвечают за интересующее вас свойство. Поскольку вы имеете дело с несколькими генами, к генотипу каждого родителя следует добавить еще одну букву — другими словами, необходимо использовать четыре буквы для двух генов, шесть букв для трех генов и так далее. В качестве напоминания полезно записать генотип матери над решеткой, а генотип отца — слева от нее (или наоборот).
- Для иллюстрации рассмотрим классический пример. Растение гороха может иметь гладкие или морщинистые зерна, и зерна могут быть желтого или зеленого цвета. Желтый цвет и гладкость горошин являются доминантными чертами. [5] X Источник информации В этом случае гладкость горошин обозначим буквами S и s для доминантного и рецессивного гена соответственно, а для их желтизны используем буквы Y и y. Предположим, что женское растение имеет генотип SsYy , а мужское характеризуется генотипом SsYY .
-
Запишите различные комбинации генов вдоль верхнего и левого краев решетки. Теперь мы можем записать над решеткой и слева от нее различные аллели, которые могут передаться потомкам от каждого из родителей. Как и в случае одного гена, каждая аллель может передаться с одинаковой вероятностью. Однако поскольку мы рассматриваем несколько генов, у каждой строки или столбца будет стоять несколько букв: две буквы в случае двух генов, три буквы для трех генов и так далее.
- В нашем случае следует выписать различные комбинации генов, которые каждый родитель способен передать из своего генотипа. Если сверху расположен генотип матери SsYy, а слева — генотип отца SsYY, то для каждого гена у нас получатся следующие аллели:
- Вдоль верхнего края: SY, Sy, sY, sy
- Вдоль левого края: SY, SY, sY, sY
-
Заполните ячейки соответствующими комбинациями аллелей. Впишите в каждую ячейку решетки буквы так же, как делали это для одного гена. Однако в данном случае для каждого добавочного гена в ячейках появится по две дополнительные буквы: итого, в каждой ячейке будет четыре буквы для двух генов, шесть букв для четырех генов и так далее. Согласно общему правилу, число букв в каждой ячейке соответствует числу букв в генотипе одного из родителей.
- В нашем примере ячейки заполнятся следующим образом:
- Верхний ряд: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Второй ряд: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Третий ряд: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
- Нижний ряд: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
-
Найдите фенотипы для каждого возможного варианта потомства. В случае нескольких генов каждая ячейка в решетке Пеннета также соответствует отдельному генотипу возможного потомства, просто этих генотипов больше, чем при одном гене. И в данном случае фенотипы для той или иной ячейки определяются тем, какие гены мы рассматриваем. Существует общее правило, согласно которому для проявления доминантных признаков достаточно наличия хотя бы одной доминантной аллели, в то время как для рецессивных признаков необходимо, чтобы все соответствующие аллели были рецессивными. [6] X Источник информации
- Поскольку для гороха доминантными являются гладкость и желтизна зерен, в нашем примере любая ячейка хотя бы с одной заглавной буквой S соответствует растению с гладкими горошинами, и любая ячейка хотя бы с одной заглавной буквой Y отвечает растению с желтым фенотипом зерен. Растения с морщинистыми горошинами будут представлены ячейками с двумя строчными аллелями s, а для того, чтобы зерна имели зеленый цвет, необходимо наличие лишь строчных букв y. Таким образом, получаем возможные варианты формы и цвета горошин:
- Верхний ряд: гладкие/желтые, гладкие/желтые, гладкие/желтые, гладкие/желтые
- Второй ряд: гладкие/желтые, гладкие/желтые, гладкие/желтые, гладкие/желтые
- Третий ряд: гладкие/желтые, гладкие/желтые, морщинистые/желтые, морщинистые/желтые
- Нижний ряд: гладкие/желтые, гладкие/желтые, морщинистые/желтые, морщинистые/желтые
-
Определите по ячейкам вероятность каждого фенотипа. Чтобы найти вероятность различных фенотипов в потомстве данных родителей, используйте тот же метод, что и в случае одного гена. Иными словами, вероятность того или иного фенотипа равна количеству соответствующих ему ячеек, поделенному на общее число ячеек.
- В нашем примере вероятность каждого фенотипа составляет:
- Потомок с гладкими и желтыми горошинами: 12/16 = 3/4 = 0,75 = 75%
- Потомок с морщинистыми и желтыми горошинами: 4/16 = 1/4 = 0,25 = 25%
- Потомок с гладкими и зелеными горошинами: 0/16 = 0%
- Потомок с морщинистыми и зелеными горошинами: 0/16 = 0%
- Заметьте, что невозможность унаследовать две рецессивные аллели y привела к тому, что среди возможного потомства нет растений с зелеными зернами.
Реклама
Советы
- Спешите? Попробуйте воспользоваться онлайн-калькулятором решетки Пеннета (например, этим ), который заполняет ячейки решетки для заданных вами родительских генов. [7] X Источник информации
- Как правило, рецессивные признаки встречаются реже, чем доминантные. Однако существуют ситуации, в которых рецессивные признаки могут повысить приспособляемость организма, и такие особи становятся более распространенными в результате естественного отбора. Например, рецессивный признак, который вызывает такое заболевание крови, как серповидноклеточная анемия, повышает также сопротивляемость малярии, что оказывается полезным в тропическом климате. [8] X Надежный источник Centers for Disease Control and Prevention Перейти к источнику
- Не все гены характеризуются лишь двумя фенотипами. Например, некоторые гены имеют отдельный фенотип для гетерозиготной (одна доминантная и одна рецессивная аллель) комбинации.
Реклама
Предупреждения
- Помните о том, что каждый новый родительский ген приводит к тому, что количество ячеек в решетке Пеннета увеличивается вдвое. К примеру, при одном гене от каждого родителя у вас получится решетка 2x2, для двух генов — 4x4, и так далее. В случае пяти генов размер таблицы будет 32x32!
Реклама
Источники
- ↑ http://www.nlm.nih.gov/exhibition/harrypottersworld/pdf/teachersgeneticterms.pdf
- ↑ http://learn.genetics.utah.edu/content/inheritance/patterns/
- ↑ https://www.kaskaskia.edu/BCambron/Biology%20101/Writing%20Phenotypes%20and%20Genotypes.htm
- ↑ http://anthro.palomar.edu/mendel/mendel_2.htm
- ↑ http://www.biology.arizona.edu/mendelian_genetics/problem_sets/dihybrid_cross/03t.html
- ↑ http://www.biology.arizona.edu/mendelian_genetics/problem_sets/dihybrid_cross/03t.html
- ↑ http://scienceprimer.com/punnett-square-calculator
- ↑ http://www.cdc.gov/malaria/about/biology/sickle_cell.html
Об этой статье
Эту страницу просматривали 42 344 раза.
Реклама
