כיצד לעבוד עם ריבועי פונטה?

ריבועים של פאנט משמשים לעיתים קרובות כדי לקבוע את הסבירות שילד יקבל אלל דומיננטי או רצסיבי.

ריבועי פאנט הם כלים חזותיים המשמשים במדע הגנטיקה כדי לקבוע את שילובי הגנים האפשריים שיתרחשו בהפריה. ריבוע Punnett עשוי רשת מרובעת פשוטה המחולקת לרווחים של 2x2 (או יותר). בעזרת רשת זו וידע על גנוטיפים של שני ההורים, מדענים יכולים לגלות את שילובי הגן הפוטנציאליים עבור הצאצאים ואפילו את הסיכויים להציג תכונות תורשתיות מסוימות.

צעדים

לפני שתתחיל: הגדרות חשובות

כשתסיים, צריכים להיות שני ריבועים בכל עמודה ושני ריבועים בכל שורה.

לדלג על סעיף "יסודות" וללכת ישר לשלבי השימוש בכיכר Punnett, לחץ כאן.

1
להבין את מושג הגנים. לפני שלומדים כיצד להכין ולהשתמש בריבועים של פאנט, יש צורך להרחיק כמה מהיסודות החשובים. הראשון הוא הרעיון שלכל היצורים החיים (מחיידקים זעירים ועד לווייתנים כחולים ענקיים) יש גנים. גנים הם מערכות מורכבות, מיקרוסקופיות להפליא של הוראות המקודדות כמעט לכל תא בודד בגוף של האורגניזם. גנים אחראים, באופן כלשהו, למעשה על כל היבט בחיי האורגניזם, כולל איך שהוא נראה, איך שהוא מתנהג, ועוד הרבה, הרבה יותר.
- מושג אחד שחשוב להבין כשעובדים עם ריבועים של פאנט הוא שיצורים חיים מקבלים את הגנים שלהם מהוריהם. אתה בטח כבר מודע לכך באופן לא מודע. תחשוב - נראה שהאנשים שאתה מכיר לא דומים להוריהם באופן שהם נראים ומתנהגים, באופן כללי?
2
להבין את המושג רבייה מינית. רוב (אך לא כל) האורגניזמים שאתה מודע להם בעולם הסובב אותך גורמים לילדים באמצעות רבייה מינית. כלומר, הורה נקבה והורה גבר תורמים כל אחד את הגנים שלהם כדי להפוך ילד עם כמחצית מהגנים שלו מכל הורה. ריבוע פונט הוא בעצם דרך להראות את האפשרויות השונות שיכולות להתרחש מחילוף גנים וחצי זה בצורת גרף.
- רבייה מינית אינה צורת הרבייה היחידה שיש שם. אורגניזמים מסוימים (כמו זנים רבים של חיידקים) מתרבים באמצעות רבייה לא מינית, כאשר אחד ההורים גורם לילד לבד. ברבייה מינית, כל הגנים של הילד מגיעים מהורה אחד, כך שהילד הוא פחות או יותר העתק מההורה שלו.
3
להבין את המושג אללים. כפי שהוזכר לעיל, הגנים של אורגניזם הם בעצם מערכת הוראות המורה לכל תא בגוף האורגניזם כיצד לחיות. למעשה, בדיוק כמו מדריך הוראות המחולק לפרקים, סעיפים וחתכים שונים, חלקים שונים בגנים של אורגניזם מספרים לו כיצד לעשות דברים שונים. אם אחד מ"סעיפי המשנה "הללו שונה בין שני אורגניזמים, שני האורגניזמים עשויים להיראות או להתנהג אחרת - למשל, הבדלים גנטיים עשויים לגרום לאדם אחד להיות בעל שיער שחור ואחר להיות בעל שיער בלונדיני. צורות שונות אלה של אותו גן נקראות אללים.
- מכיוון שילד מקבל שתי קבוצות של גנים - אחד מכל הורה - יהיו לו שני עותקים של כל אלל.
4
להבין את המושג אללים דומיננטיים ורססיביים. אללים של ילד לא תמיד "חולקים" את כוחם הגנטי. חלק מהאללים, המכונים אללים דומיננטיים, יתבטאו במראה הילד ובהתנהגותו (אנו מכנים זאת "מתבטאים") כברירת מחדל. אחרים, המכונים אללים רצסיביים, יבואו לידי ביטוי רק אם הם אינם משויכים לאלל דומיננטי שיכול "לעקוף" אותם. ריבועים של פאנט משמשים לעיתים קרובות כדי לקבוע את הסבירות שילד יקבל אלל דומיננטי או רצסיבי.
- מכיוון שניתן "לדרוס" אותם על ידי אללים דומיננטיים, אללים רצסיביים נוטים להתבטא לעיתים רחוקות יותר. באופן כללי, ילד יצטרך לקבל אלל רצסיבי משני ההורים כדי שהאלל יבוא לידי ביטוי. מצב דם הנקרא אנמיה חרמשית הוא דוגמה נפוצה לתכונה רצסיבית - אולם שימו לב שאללים רצסיביים אינם "רעים" בהגדרתם.

לפני שלומדים כיצד להכין ולהשתמש בריבועים של פאנט, יש צורך להרחיק כמה מהיסודות החשובים.

שיטה 1 מתוך 2: מראה צלב מונוהידרידי (גן אחד)

1

צרו רשת מרובעת של 2x2. הריבועים הפונטים הבסיסיים ביותר הם די פשוטים להתקנה. התחל בציור ריבוע בגודל טוב, ואז חלק את הריבוע לארבע קופסאות שוות. כשתסיים, צריכים להיות שני ריבועים בכל עמודה ושני ריבועים בכל שורה.
2
השתמש באותיות כדי לייצג את אללי האב עבור כל שורה ועמודה. על ריבוע של פאנט, עמודות מוקצות לאם והשורות לאב, או להיפך. כתוב מכתב ליד כל שורה ועמודה המייצגים כל אחד מהאללים של האם והאב. השתמש באותיות רישיות עבור אללים דומיננטיים ואותיות קטנות עבור אללים רצסיביים.
- זה הרבה יותר קל להבין עם דוגמה. למשל, נניח שאתה רוצה לקבוע את הסיכויים שילד של זוג יוכל לגלגל את לשונו. אנו יכולים לייצג זאת באותיות R ו- r - באותיות רישיות עבור הגן הדומיננטי וקטנה עבור הרצסיבי. אם שני ההורים הם הטרוזיגוטיים (יש עותק אחד של כל אלל), היינו כותבים אחד "R" ואחד "R" לאורך החלק העליון של הרשת ואת אחד "R" ואחד "R" לאורך הצד השמאלי של הרשת.
3
כתוב את האותיות עבור כל שורה ושורה של העמודה. לאחר שהבנתם את האללים שכל אחד מההורים תורם, קל למלא את ריבוע הפאנט שלכם. כתוב בכל ריבוע את שילוב הגן בן שתי האותות שניתן מהאללים של האם והאב. במילים אחרות, קחו את האות מעמוד החלל ואת האות משורתו וכתבו אותם יחד בתוך החלל.
- בדוגמה שלנו, אנו ממלאים את הריבועים שלנו כך:
- ריבוע שמאל למעלה: RR
- כיכר למעלה מימין: Rr
- ריבוע תחתון משמאל: Rr
- ריבוע מימין למטה: rr
- שימו לב, באופן מסורתי, אללים דומיננטיים (אותיות רישיות) נכתבים תחילה.
4
קבעו את הגנוטיפ של כל צאצא פוטנציאלי. כל ריבוע של ריבוע פאנט מלא מלא מייצג צאצאים שיכולים להיות לשני ההורים. כל ריבוע (וכך כל צאצא) סביר באותה מידה - במילים אחרות, ברשת 2x2 יש אפשרות של 0,25 לכל אחת מארבע האפשרויות. השילובים השונים של אללים המיוצגים בכיכר פונאט נקראים גנוטיפים. אף על פי שגנוטיפים מייצגים הבדלים גנטיים, הצאצאים לא בהכרח יתגלו אחרת עבור כל ריבוע (ראה שלב להלן).
- בדוגמה שלנו בכיכר פונט, הגנוטיפים האפשריים לצאצאים משני ההורים הללו הם:
- שני אללים דומיננטיים (משני ה- R)
- אלל דומיננטי אחד ואחד רצסיבי (מה- R ו- R)
- אלל דומיננטי אחד ואחד רצסיבי (מה- R ו- r) - שימו לב שיש שני ריבועים עם הגנוטיפ הזה
- שני אללים רצסיביים (משני ה- rs)
5
קבעו את הפנוטיפ של כל צאצא פוטנציאלי. הפנוטיפ של אורגניזם הוא התכונה הפיזית האמיתית שהוא מציג על סמך הגנוטיפ שלו. רק כמה דוגמאות לפנוטיפים כוללים צבע עיניים, צבע שיער ונוכחות של אנמיה חרמשית - כל אלה הם תכונות פיזיות שנקבעות על ידי גנים, אך אף אחת מהן איננה שילובי הגן בפועל. הפנוטיפ שיהיה לצאצא פוטנציאלי נקבע על פי מאפייני הגן. לגנים שונים יהיו חוקים שונים לאופן בו הם מתבטאים כפנוטיפים.
- בדוגמה שלנו, בואו נגיד שהגן המאפשר למישהו לגלגל את לשונו הוא דומיננטי. המשמעות היא שכל צאצא יוכל לגלגל את לשונו גם אם רק אחד מהאללים שלהם הוא הדומיננטי. במקרה זה, הפנוטיפים של הצאצאים הפוטנציאליים הם:
- משמאל למעלה: יכול לגלגל לשון (שתי rs)
- מימין למעלה: יכול לגלגל לשון (R אחד)
- משמאל למטה: יכול לגלגל לשון (R אחד)
- מימין למטה: לא ניתן לגלגל לשון (אפס RS)
6
השתמש בריבועים כדי לקבוע את ההסתברות לפנוטיפים שונים. אחד השימושים הנפוצים ביותר בריבועים של פאנט הוא לקבוע את הסבירות שלצאצאים יהיו פנוטיפים ספציפיים. מכיוון שכל ריבוע מייצג תוצאה גנוטיפ סבירה באותה מידה, אתה יכול למצוא את הסבירות של פנוטיפ על ידי חלוקת מספר הריבועים עם הפנוטיפ הזה במספר הריבועים הכולל.
- הדוגמא שלנו, כיכר פונט, מספרת לנו שיש ארבעה שילובי גנים אפשריים לכל צאצא מההורים האלה. שלושה משילובים אלה יוצרים צאצא שיכול לגלגל את לשונו, בעוד שאחד לא עושה זאת. לפיכך, ההסתברויות לשני הפנוטיפים שלנו הן:
- צאצאים יכולים לגלגל את לשונם: 0,75 = 0,75 = 75%
- צאצאים אינם יכולים לגלגל את לשונם: 0,25 = 0,25 = 25%

שיטה 2 מתוך 2: הצגת צלב דיהיברידי (שני גנים)

1
הכפל כל צד של רשת 2x2 הבסיסית עבור כל גן נוסף. לא כל שילובי הגנים פשוטים כמו הצלב המונוהיברידי הבסיסי (גן אחד) מהקטע לעיל. פנוטיפים מסוימים נקבעים על ידי יותר מגן אחד. במקרים אלה, עליך להסביר כל שילוב אפשרי, כלומר לצייר רשת גדולה יותר.
- הכלל הבסיסי עבור ריבוע פנט כשמדובר יותר מגן אחד הוא זה: כפול בכל צד של הרשת עבור כל גן מאחורי הראשון. במילים אחרות, מכיוון שרשת של גן אחד היא 2x2, רשת של שני גן היא 4x4, רשת של שלושה גן היא 8x8, וכן הלאה.
- כדי להקל על ההבנה של מושגים אלו, בואו נלך לצד בעיה של שני גנים לדוגמא. זה אומר שעלינו לצייר רשת 4x4. המושגים בסעיף זה מתקיימים גם בשלושה גנים או יותר - בעיות אלה פשוט דורשות רשתות גדולות יותר ועבודה רבה יותר.
2
קבע את הגנים של ההורים שתרמו. לאחר מכן, מצא את הגנים שיש לשני ההורים למאפיין שאתה בודק. מכיוון שאתה מתמודד עם מספר גנים, לגנוטיפ של כל הורה יהיו שתי אותיות נוספות לכל גן מעבר לראשון - במילים אחרות, ארבע אותיות לשני גנים, שש אותיות לשלושה גנים, וכן הלאה. זה יכול להיות מועיל לכתוב את הגנוטיפ של האם מעל לראש הרשת ושל האב משמאל (או להיפך) כתזכורת חזותית.
- בואו נשתמש בבעיה לדוגמה קלאסית כדי להמחיש את הקונפליקטים הללו. צמח אפונה יכול להכיל אפונה שהם חלקים או מקומטים וצהובים או ירוקים. חלק וצהוב הם התכונות הדומיננטיות. במקרה זה, השתמש ב- S ו- s כדי לייצג גנים דומיננטיים ורססיביים להחלקה ו- Y ו- y לצהוב. בואו נגיד שלאם במקרה הזה יש גנוטיפ של Ssyy ולאבא יש גנוטיפ Ssyy.
3
כתוב את שילובי הגנים השונים לאורך הצד העליון והשמאלי. כעת, מעל שורת הריבועים העליונה ברשת ומשמאל לעמודה השמאלית ביותר, כתוב את האללים השונים שיכולים לתרום על ידי כל אחד מההורים. כמו בהתמודדות עם גן אחד, סביר להניח כי כל אלל יועבר. עם זאת, מכיוון שאתה מסתכל על מספר גנים, כל שורה ועמודה יקבלו אותיות מרובות: שתי אותיות לשני גנים, שלוש אותיות לשלושה גנים, וכן הלאה.
- בדוגמה שלנו, עלינו לרשום את שילובי הגנים השונים שכל אחד מההורים יכול לתרום מהגנוטיפים שלהם SsYy. אם יש לנו את גני ה- SsYy של האם בחלקו העליון ואת גני ה- SsYY של האב בצד שמאל, האללים לכל גן הם:
- מעבר לראש: SY, sy, sy, sy
- בהמשך בצד שמאל: ש"י, ש"י, סאי, סאי
4
מלא את הרווחים עם כל שילוב של אללים. מלא את הרווחים ברשת בדיוק כפי שהיית עושה כאשר אתה מתמודד עם גן יחיד. עם זאת, הפעם, בכל חלל יהיו שתי אותיות נוספות נוספות לכל גן מעבר לראשון: ארבע אותיות לשני גנים, שש אותיות לשלושה גנים. ככלל, מספר האותיות בכל חלל צריך להתאים למספר האותיות בגנוטיפ של כל אחד מההורים.
- בדוגמה שלנו, היינו ממלאים את החללים שלנו כך:
- שורה עליונה: SSYY, ssyy, ssyy, ssyy
- שורה שנייה: SSYY, ssyy, ssyy, ssyy
- שורה שלישית: סיסי, ססי, ססי, ססי
- שורה תחתונה: ססי, ססי, ססי, ססי
5
מצא את הפנוטיפים לכל צאצא פוטנציאלי. כאשר מתמודדים עם מספר גנים, כל חלל בכיכר פונאט עדיין מייצג את הגנוטיפ עבור כל צאצא פוטנציאלי - יש רק מספר גדול יותר של אפשרויות מאשר עם גן אחד. הפנוטיפים לכל ריבוע תלויים שוב בגנים המדויקים שעוסקים בהם. עם זאת, ככלל, תכונות דומיננטיות זקוקות לביטוי של אלל דומיננטי אחד בלבד, בעוד שתכונות רצסיביות זקוקות לכל האללים הרצסיביים.
- בדוגמה שלנו, מכיוון שהחלקות והצהבות הן תכונות דומיננטיות לאפונה שלנו, כל ריבוע עם לפחות הון אחד S מייצג צמח עם פנוטיפ חלק וכל ריבוע עם הון אחד לפחות Y מייצג צמח עם פנוטיפ צהוב. צמחים מקומטים זקוקים לשני אללים קטנים וקטנים ירוקים זקוקים לשני קטעים קטנים. מתנאים אלה, אנו מקבלים:
- שורה עליונה: חלק / צהוב, חלק / צהוב, חלק / צהוב, חלק / צהוב
- שורה שנייה: חלק / צהוב, חלק / צהוב, חלק / צהוב, חלק / צהוב
- שורה שלישית: חלק / צהוב, חלק / צהוב, מקומט / צהוב, מקומט / צהוב
- שורה תחתונה: חלק / צהוב, חלק / צהוב, מקומט / צהוב, מקומט / צהוב
6
השתמש בריבועים כדי לקבוע את הסבירות של כל פנוטיפ. השתמש באותן טכניקות כמו בעת התמודדות עם גן אחד כדי למצוא את הסבירות שכל צאצא משני ההורים יכול לקבל כל פנוטיפ שונה. במילים אחרות, מספר המשבצות עם הפנוטיפ חלקי המספר הכולל של הריבועים שווה את ההסתברות לכל פנוטיפ.
- בדוגמה שלנו, ההסתברויות לכל פנוטיפ הן:
- הצאצאים חלקים וצהובים: 126 = 0,75 = 0,75 = 75%
- הצאצאים מקומטים וצהובים: 46 = 0,25 = 0,25 = 25%
- הצאצאים חלקים וירוקים: 0/16 = 0%
- הצאצאים מקומטים וירוקים: 0/16 = 0%
- שימו לב כי מכיוון שלא ניתן לכל צאצא לקבל שני אללים רצסיביים, אף אחד מהצאצאים לא יהיה ירוק.

מושג אחד שחשוב להבין כשעובדים עם ריבועים של פונט, הוא שהיצורים החיים מקבלים את הגנים שלהם מהוריהם.

טיפים

על רגל אחת? נסה להשתמש במחשבון מרובע Punnett מקוון (כמו זה), שיכול ליצור ולמלא ריבועי Punnett בהתבסס על גני ההורה שאתה מציין.
ככלל מאוד, תכונות רצסיביות שכיחות פחות מתכונות דומיננטיות. עם זאת, ישנם מצבים בהם תכונות נדירות אלו יכולות להגביר את כושרם של אורגניזמים ובכך להפוך לשכיחות יותר באמצעות הברירה הטבעית. לדוגמא, התכונה הרצסיבית הגורמת למצב הדם אנמיה חרמשית נותנת עמידות למלריה, מה שהופך אותה למעט רצויה באקלים טרופי.
לא לכל הגנים יש רק שני פנוטיפים. למשל, ישנם גנים שיש להם פנוטיפ נפרד לשילוב ההטרוזיגוטי (אחד דומיננטי, אחד רצסיבי).

אזהרות

היזהר - כל גן אב חדש שאתה מוסיף לריבוע פונט גורם לכל אחד מצדי הרשת להכפיל את אורכו. לדוגמא, עם גן אחד מכל הורה, יהיה לך ריבוע פנטט 2x2, עם שני גנים, ריבוע 4x4 וכו '. בחמישה גנים יהיה לך ריבוע ענק בגודל 32x32!

קרא גם: כיצד לטפל בתסמונת טרנר?