პუნეტის ოთხკუთხედი არის ვიზუალური მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება გენეტიკის მეცნიერებაში, რათა დადგინდეს გენების რომელი კომბინაცია შეიძლება მოხდეს კონცეფციის დროს. პუნეტის კვადრატი შედგება მარტივი კვადრატული ბადისგან, რომელიც იყოფა 2x2 (ან უფრო დიდ) ბადედ. ამ ბადის საშუალებით და ორივე მშობლის გენოტიპების ცოდნით, მეცნიერებს შეუძლიათ აღმოაჩინონ შთამომავლობის პოტენციური გენის კომბინაცია და შესაძლოა იცოდნენ ზოგიერთი მემკვიდრეობითი თვისებაც.
ნაბიჯი
სანამ დაიწყებ: რამდენიმე მნიშვნელოვანი განმარტება
”თუ გსურთ გამოტოვოთ” საფუძვლების”განყოფილება და დაიწყოთ დისკუსია პუნეტის ოთხკუთხედის შესახებ, დააწკაპუნეთ აქ.”
ნაბიჯი 1. გენის კონცეფციის გაგება
სანამ ისწავლით თუ როგორ უნდა შექმნათ და გამოიყენოთ პუნეტის ოთხკუთხედი, უნდა იცოდეთ რამდენიმე მნიშვნელოვანი საფუძველი. პირველი არის იდეა, რომ ყველა ცოცხალ არსებას (პაწაწინა მიკრობებიდან დაწყებული გიგანტური ლურჯი ვეშაპებით) აქვს „გენები“. გენები არის ინსტრუქციის უკიდურესად რთული მიკროსკოპული თანმიმდევრობა, რომელიც დაშიფრულია ყველა ორგანიზმის სხეულის თითქმის ყველა უჯრედში. გენები პასუხისმგებელნი არიან ორგანიზმის ცხოვრების ყველა ასპექტზე, მათ შორის გარეგნობაზე, ქცევაზე და სხვა.
პუნეტის ოთხკუთხედებთან მუშაობისას გასაგები ერთ -ერთი მნიშვნელოვანი კონცეფცია არის ის, რომ „ყველა ცოცხალი არსება იღებს გენებს მშობლებისგან.“ქვეცნობიერად, თქვენ უკვე იცით ამის შესახებ. დაფიქრდით - ნუთუ თქვენი ნაცნობი ადამიანების უმეტესობა გარეგნულად და ქცევით არ ჰგავს მათ მშობლებს?
ნაბიჯი 2. სქესობრივი გამრავლების კონცეფციის გაგება
ორგანიზმების უმეტესობა (არა ყველა), რომელთა შესახებაც იცით ამ სამყაროში, შთამომავლობას წარმოშობს "სექსუალური გამრავლების" გზით. მდგომარეობა, როდესაც მამაკაცი და ქალი მშობლები აბარებენ თავიანთ გენებს შთამომავლობის შესაქმნელად. ამ შემთხვევაში, ბავშვის გენების ნახევარი მოდის ორივე მშობლისგან. პუნეტის ოთხკუთხედი ძირითადად წარმოადგენს გენის ამ ნახევარი ნახევრის გაცვლის სხვადასხვა შესაძლებლობის გრაფიკულ ფორმას.
სქესობრივი გამრავლება არ არის რეპროდუქციის ერთადერთი ფორმა, რომელიც არსებობს. ზოგიერთი ორგანიზმი (მაგალითად, ბაქტერია) მრავლდება "უსქესო გამრავლებით", მდგომარეობა, როდესაც მშობლები ქმნიან საკუთარ შვილებს პარტნიორის დახმარების გარეშე. ასექსუალური რეპროდუქციისას, ბავშვის ყველა გენი მხოლოდ ერთი მშობლისგან მოდის, რაც მშობლის მეტ -ნაკლებად ზუსტ ასლს ქმნის
ნაბიჯი 3. გენეტიკაში ალელების კონცეფციის გაგება
როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, ორგანიზმში არსებული გენები არის მთელი რიგი ინსტრუქციები, რომლებიც მართავს სხეულის ყველა უჯრედს, თუ როგორ უნდა გადარჩეს. სინამდვილეში, სახელმძღვანელოსგან განსხვავებით, გენები ასევე იყოფა თავებად, სექციებად და ქვეგანყოფილებად, სადაც გენის სხვადასხვა მონაკვეთი ცალკეულ ფუნქციებს არეგულირებს. თუ რომელიმე ამ "ქვეგანყოფილება" განსხვავდება ორ ორგანიზმს შორის, ისინი განსხვავებულად გამოიყურებიან და იქცევიან - მაგალითად, გენეტიკური განსხვავებები ერთ ადამიანს შავ, ხოლო მეორეს ქერას ხდის. ერთი და იგივე გენის (ადამიანის გენის) ამ განსხვავებულ ფორმებს "ალელები" ეწოდება.
ვინაიდან თითოეული ბავშვი იღებს გენების ორ კომპლექტს - თითოეული მამაკაცი და ქალი მშობელი - ბავშვი მიიღებს ორ ასლს თითოეული ალელისთვის
ნაბიჯი 4. დომინანტური და რეცესიული ალელების კონცეფციის გაგება
ბავშვის ალელი ყოველთვის არ "იზიარებს" გენის ძალას. ზოგიერთი ალელი, რომელსაც დომინანტურ ალელებად მოიხსენიებენ, ნაგულისხმევად გამოიხატება ბავშვის ფიზიკურ გარეგნობასა და ქცევაში (ჩვენ მათ "გამოხატულს" ვუწოდებთ). სხვა ალელები, სახელწოდებით "რეცესიული" ალელები, შეიძლება გამოითქვას მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ისინი არ არის დაწყვილებული დომინანტურ ალელთან, რომელსაც შეუძლია მათი "გადალახვა". პუნეტის მოედანი ხშირად გამოიყენება იმის დასადგენად, რამდენად სავარაუდოა, რომ ბავშვი მიიღებს დომინანტურ ან რეცესიულ ალელს.
იმის გამო, რომ ეს გენები შეიძლება "გადალახოს" დომინანტური ალმებმა, რეცესიული ალელები ნაკლებად ხშირად გამოიხატება. ზოგადად, ბავშვმა უნდა მიიღოს მემკვიდრეობით რეცესიული ალელი ორივე მშობლისგან, რათა ალელი გამოიხატოს. სისხლის დაავადების პირობები ხშირად გამოიყენება რეცესიული თვისების მაგალითი - მაგრამ გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ რეცესიული ალელი არ ნიშნავს "ცუდს"
მეთოდი 1 დან 2: მონოჰიბრიდული (ერთ გენიანი) ჯვრების ჩვენება
ნაბიჯი 1. შექმენით 2x2 ბადე
ყველაზე ძირითადი პუნეტის სკვერები საკმაოდ მარტივია გასაკეთებლად. დაიწყეთ ტოლგვერდა მართკუთხედის დახატვით, შემდეგ გაყავით ინტერიერი ოთხ თანაბარ ბადედ. როდესაც დაასრულებთ, თითოეულ სვეტში უნდა იყოს ორი ბადე და თითოეულ რიგში ორი ბადე.
ნაბიჯი 2. გამოიყენეთ ასოები, რათა წარმოადგინოთ მშობელი ან საწყისი ალელი თითოეულ რიგში და სვეტში
პუნეტის ოთხკუთხედში სვეტები ენიჭება დედებს, ხოლო რიგები მამებს, ან პირიქით. ჩაწერეთ ასოები თითოეული სტრიქონისა და სვეტის გვერდით, რომლებიც წარმოადგენენ მამობრივი და დედის თითოეულ ალელს. გამოიყენეთ დიდი ასოები დომინანტური ალელებისთვის და მცირე ასოები რეცესიული ალელებისთვის.
გაცილებით ადვილი იქნება გაგება მაგალითით. მაგალითად, დავუშვათ, რომ თქვენ გინდათ განსაზღვროთ ალბათობა იმისა, რომ კონკრეტული წყვილის შვილებმა შეძლონ ენების ტრიალი. ჩვენ ამას წარმოვადგენთ ასოებით "R" და "r" - დიდი ასო დომინანტური გენისთვის და მცირე ასო რეცესიული. ორივე მშობელი რომ ჰეტეროზიგოტი ყოფილიყო (თითოეული ალელის ერთი ასლი გვქონდა), ჩვენ დავწერდით "R" და "r" ქსელის ბადის ზემოთ და "R" და "r" ბადის მარცხენა მხარეს …
ნაბიჯი 3. ჩაწერეთ ასოები თითოეული ბადისათვის რიგებსა და სვეტებში
თითოეული მშობლისგან მოცემული ალელების შევსების შემდეგ, პუნეტის კვადრატის შევსება ადვილი ხდება. თითოეულ ბადეზე დაწერეთ მამათა და დედის ალელების ორ ასოს გენის კომბინაცია. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, აიღეთ ასოები სვეტში და მწკრივში არსებული ბადედან და შემდეგ ჩაწერეთ ორივე დამაკავშირებელ ცარიელ ყუთში.
- ამ მაგალითში შეავსეთ ჩვენი პუნეტის ოთხკუთხედი ბადე შემდეგნაირად:
- ზედა მარცხენა ყუთი: "RR"
- ყუთი ზედა მარჯვნივ: "Rr"
- ქვედა მარცხენა ყუთი: "Rr"
- ქვედა მარჯვენა კუთხეში: "rr"
- გაითვალისწინეთ, რომ ჩვეულებრივ დომინანტური ალელი (დიდი ასო) იწერება პირველად.
ნაბიჯი 4. თითოეული პოტენციური შთამომავლის გენოტიპის განსაზღვრა
პუნეტის კვადრატში შევსებული თითოეული ყუთი წარმოადგენს შთამომავლობას, რომელიც შეიძლება ჰყავდეს მშობლებს. თითოეული კვადრატი (და, შესაბამისად, თითოეული შთამომავალი) თანაბრად სავარაუდოა - სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, 2x2 ქსელში, არის 1/4 შანსი ყოველ ოთხ შესაძლებლობაზე. პუნეტის ოთხკუთხედში წარმოდგენილი ალელების სხვადასხვა კომბინაციებს ეწოდება "გენოტიპები". მიუხედავად იმისა, რომ გენოტიპები წარმოადგენენ გენეტიკურ განსხვავებებს, შთამომავლობა სულაც არ განსხვავდება თითოეული გისოსისთვის (იხ. ქვემოთ მოყვანილი ნაბიჯები).
- ჩვენს მაგალითში პუნეტის ოთხკუთხედი, ამ ორი მშობლის შთამომავლობის შესაძლო გენოტიპებია:
- "ორი დომინანტი ალელი" (ორი R)
- "ერთი დომინანტური და ერთი რეცესიული ალელი" (R და r)
- "ერთი დომინანტური და ერთი რეცესიული ალელი" (R და r) - გაითვალისწინეთ, რომ ამ გენოტიპს აქვს ორი ბადე.
- "ორი რეცესიული ალელი" (ორი რ)
ნაბიჯი 5. თითოეული პოტენციური შთამომავლობის ფენოტიპის განსაზღვრა
ორგანიზმში არსებული ფენოტიპი არის რეალური ფიზიკური თვისება, რომელიც ნაჩვენებია მისი გენოტიპის საფუძველზე. ფენოტიპების ზოგიერთი მაგალითი, როგორიცაა თვალის ფერი, თმის ფერი და სისხლის დაავადების უჯრედების არსებობა - ეს არის ფიზიკური მახასიათებლები "განსაზღვრული" გენებით, მაგრამ არა თავად გენების კომბინაციები. ფენოტიპი, რომელიც ექნება პოტენციურ შთამომავლობას, განისაზღვრება გენის მახასიათებლებით. სხვადასხვა გენს ექნება განსხვავებული წესი ფენოტიპის სახით გამოვლინების თვალსაზრისით.
- ჩვენს მაგალითში ვთქვათ, რომ გენი, რომელიც ადამიანს აძლევს საშუალებას გააფართოვოს ენა, არის დომინანტური გენი. ეს ნიშნავს, რომ თითოეულ შთამომავალს შეეძლება ენის გახეხვა, თუნდაც ერთი ალელი იყოს დომინანტი. ამ შემთხვევაში, პოტენციური შთამომავლობის ფენოტიპებია:
- ზედა მარცხენა: "ენის გადახვევა (ორი R)"
- ზედა მარჯვენა: "ენის გადახვევა (ერთი R)"
- ქვედა მარცხენა მხარეს: "ენის გადახვევა (ერთი R)"
- ქვედა მარჯვენა: "ენის გაშლა შეუძლებელია (არა R)"
ნაბიჯი 6. გამოიყენეთ ბადე სხვადასხვა ფენოტიპების გამოჩენის ალბათობის დასადგენად
პუნეტის ოთხკუთხედის ერთ -ერთი ყველაზე გავრცელებული გამოყენება არის იმის დადგენა, თუ რამდენად სავარაუდოა, რომ შთამომავლობას ჰქონდეს კონკრეტული ფენოტიპი. ვინაიდან თითოეული ბადე წარმოადგენს ექვივალენტურ შესაძლო გენოტიპს, თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ შესაძლო ფენოტიპები "გაყავით ამ ფენოტიპის შემცველი ბადეების რაოდენობა არსებული გისოსების ჯამზე".
- ჩვენს მაგალითში პუნეტის ოთხკუთხედი აცხადებს, რომ არსებობს ოთხი შთამომავლობის გენების კომბინაცია ამ ორი მშობლისგან. ამ კომბინაციებიდან სამი ქმნის შთამომავლობას, რომელსაც შეუძლია ენის ბრუნვა. ამრიგად, ჩვენი ფენოტიპის ალბათობაა:
- შთამომავლობას შეუძლია ენის ამოტრიალება: 3/4 = "0.75 = 75%"
- შთამომავლობა ვერ ახვევს ენას: 1/4 = "0.25 = 25%"
მეთოდი 2 დან 2: დიჰიბრიდული ჯვრის ჩვენება (ორი გენი)
ნაბიჯი 1. გაიმეორეთ ძირითადი 2x2 ბადის თითოეული მხარე თითოეული დამატებითი გენისთვის
ყველა გენის კომბინაცია არ არის ისეთი მარტივი, როგორც ძირითადი მონოჰიბრიდული (ერთ გენიანი) კვეთა ზემოდან. ზოგიერთი ფენოტიპი განისაზღვრება ერთზე მეტი გენის მიერ. ამ შემთხვევაში, თქვენ უნდა გაითვალისწინოთ ყველა შესაძლო კომბინაცია, რაც ნიშნავს უფრო დიდი ქსელის დახატვას.
- პუნეტის ოთხკუთხედის ძირითადი წესი, როდესაც ერთზე მეტი გენია არის: "გავამრავლოთ ბადის თითოეული მხარე ყოველი გენისთვის, გარდა პირველი". სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ვინაიდან ერთი გენის ბადე არის 2x2, ორი გენის ბადე არის 4x4, სამ გენის ბადე არის 8x8 და ასე შემდეგ.
- ამ კონცეფციის გასაგებად რომ მოვიყვანოთ, მოვიყვანოთ ორი გენის მაგალითის პრობლემა. ეს ნიშნავს, რომ ჩვენ უნდა დავხატოთ "4x4" ბადე. ამ განყოფილების კონცეფციები ასევე ეხება სამ ან მეტ გენს - ეს პრობლემა უბრალოდ მოითხოვს უფრო დიდ ბადეს და დამატებით მუშაობას.
ნაბიჯი 2. მიანიჭეთ ხელშემწყობი მშობლის გენები
შემდეგი, იპოვნეთ გენები, რომლებსაც ორივე მშობელი იზიარებს შესასწავლი მახასიათებლისთვის. მრავალი გენის გამო, თითოეული მშობლის გენოტიპი მიიღებს დამატებით ორ ასოს თითოეული გენისთვის, პირველის გარდა - სიტყვა ქსოვილით, ოთხი ასო ორი გენისთვის, ექვსი ასო სამი გენისთვის და ასე შემდეგ. შეიძლება სასარგებლო იყოს დედის გენოტიპის დაწერა ქსელის თავზე, ხოლო მამის გენოტიპი მარცხნივ (ან პირიქით) ვიზუალური შეხსენების სახით.
მოდით გამოვიყენოთ კლასიკური მაგალითი ამ კონფლიქტის საილუსტრაციოდ. ბარდის მცენარეს შეიძლება ჰქონდეს გლუვი ან დანაოჭებული ლობიო, ყვითელი ან მწვანე ფერის. გლუვი და ყვითელი დომინანტური თვისებებია. ამ შემთხვევაში, გამოიყენეთ M და m, რათა წარმოადგინოთ დომინანტური და რეცესიული სიგლუვისთვის და K და k სიყვითლისთვის. ვთქვათ, დედას აქვს "MmKk" გენოტიპი და მამის გენს აქვს "MmKK"
ნაბიჯი 3. ჩაწერეთ გენების სხვადასხვა კომბინაცია ზედა და მარცხენა მხარეს
ახლა, ბადის ზედა რიგის ზემოთ და მარცხენა მარცხენა სვეტის მარცხნივ, ჩაწერეთ სხვადასხვა ალელი, რომლითაც თითოეულ მშობელს შეუძლია წვლილი შეიტანოს. როგორც ერთ გენთან ურთიერთობისას, თითოეული ალელი თანაბრად არის მემკვიდრეობით მიღებული. თუმცა, რადგან ბევრი გენია, თითოეული სვეტი და მწკრივი მიიღებს ერთზე მეტ ასოს: ორი ასო ორი გენისთვის, სამი ასო სამი გენისთვის და ასე შემდეგ.
- ამ მაგალითში, ჩვენ უნდა ჩამოვთვალოთ გენების განსხვავებული კომბინაციები, რომლებიც მშობლებმა შეიძლება მიიღონ თავიანთი MmKk გენოტიპიდან. თუ ჩვენ გვექნება MmKk გენი დედისგან ზედა გისოსის გასწვრივ და მამის MmKk გენი მარცხენა გისოსში, მაშინ თითოეული გელის ალელები არიან:
- ზედა ბადის გასწვრივ: "MK, Mk, mK, mk"
- ქვემოთ მარცხენა მხარეს: "MK, MK, mK, mK"
ნაბიჯი 4. შეავსეთ თითოეული ბადე თითოეული ალელის კომბინაციით
შეავსეთ ბადე, როგორც ერთ გენთან ურთიერთობისას. ამჯერად, თითოეულ ბადეს ექნება დამატებით ორი ასო თითოეული გენისთვის: ოთხი ასო ორი გენისთვის, ექვსი ასო სამი გენისთვის. ზოგადად, ასოების რაოდენობა თითოეულ ბადეში უნდა უდრიდეს თითოეული მშობლის გენოტიპის ასოებს.
- ამ მაგალითში ჩვენ შეავსებთ არსებულ ბადეს შემდეგნაირად:
- ზედა რიგი: "MMKK, MMKk, MmKK, MmKk"
- მეორე ხაზი: "MMKK, MMKk, MmKK, MmKk"
- მესამე ხაზი: "MmKK, MmKk, mmKK, mmKk"
- ქვედა რიგი: "MmKK, MmKk, mmKK, mmKk"
ნაბიჯი 5. იპოვეთ ფენოტიპი თითოეული პოტენციური შთამომავლისათვის
როდესაც მრავალი გენის წინაშე აღმოჩნდებით, პუნეტის ოთხკუთხედის თითოეული ბადე კვლავ წარმოადგენს გენოტიპს თითოეული პოტენციური შთამომავლისთვის - უფრო მეტი არჩევანია ვიდრე ერთი გენი. თითოეული გისოსის ფენოტიპი, ისევ და ისევ, დამოკიდებულია ზუსტი გენის დამუშავებაზე. თუმცა, ზოგადად, დომინანტურ თვისებებს მხოლოდ ერთი ალელი სჭირდება გამოხატვისთვის, ხოლო რეცესიული თვისებები მოითხოვს "ყველა" რეცესიულ ალელს.
- ამ მაგალითში, რადგან სიგლუვეს (M) და yellowness (K) არის ბარდის მცენარის დომინანტური თვისებები ან მახასიათებლები, თითოეული ბადე, რომელიც შეიცავს მინიმუმ ერთ კაპიტალ M- ს, წარმოადგენს მცენარეს გლუვი ფენოტიპით და თითოეული ბადე შეიცავს სულ მცირე ერთი დიდი K წარმოადგენს მოსავალს. ყვითელი ფენოტიპი. დანაოჭებულ მცენარეებს სჭირდებათ ორი მცირე ზომის ალელი, ხოლო მწვანე მცენარეებს - ორი მცირე ზომის ალელი. ამ მდგომარეობიდან ვიღებთ:
- ზედა რიგი: "უნაკერო/ყვითელი, უნაკერო/ყვითელი, გლუვი/ყვითელი, უნაკერო/ყვითელი"
- მეორე რიგი: "უნაკერო/ყვითელი, გლუვი/ყვითელი, გლუვი/ყვითელი, გლუვი/ყვითელი"
- მესამე რიგი: "გლუვი/ყვითელი, გლუვი/ყვითელი, დანაოჭებული/ყვითელი, დანაოჭებული/ყვითელი"
- ქვედა რიგი: "გლუვი/ყვითელი, გლუვი/ყვითელი, დანაოჭებული/ყვითელი, დანაოჭებული/ყვითელი"
ნაბიჯი 6. გამოიყენეთ ბადე თითოეული ფენოტიპის ალბათობის დასადგენად
გამოიყენეთ იგივე ტექნიკა, როგორც ერთ გენთან ურთიერთობისას, რათა იპოვოთ ალბათობა იმისა, რომ ორივე მშობლის თითოეულ შთამომავლობას შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული ფენოტიპი. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ფენოტიპის შემცველი ბადეების რაოდენობა გაყოფილი ბადეების საერთო რაოდენობაზე უდრის ალბათობას თითოეული ფენოტიპისთვის.
- ამ მაგალითში, თითოეული ფენოტიპის ალბათობაა:
- შთამომავლობა გლუვი და ყვითელია: 12/16 = "3/4 = 0.75 = 75%"
- შთამომავლობა დანაოჭებული და ყვითელია: 4/16 = "1/4 = 0.25 = 25%"
- შთამომავლობა გლუვი და მწვანეა: 0/16 = "0%"
- შთამომავლობა ხასიათდება ნაოჭებით და მწვანე: 0/16 = "0%"
- გაითვალისწინეთ, რომ რადგან შეუძლებელია ყველა შთამომავალს ჰქონდეს ორი რეცესიული k ალელი, არცერთი შთამომავალი არ არის მწვანე (0%).
Რჩევები
- Სიჩქარეში? სცადეთ გამოიყენოთ პუნეტის ოთხკუთხედი ონლაინ კალკულატორი (მაგალითად ამ ერთში), რომელსაც შეუძლია შექმნას და შეავსოს პუნეტის კვადრატული ბადე თქვენს მიერ მითითებული მშობლის გენების საფუძველზე.
- ზოგადად, რეცესიული თვისებები არ არის ისეთი საერთო, როგორც დომინანტური თვისებები. თუმცა, არის სიტუაციები, როდესაც ამ იშვიათმა თვისებამ შეიძლება გაზარდოს ორგანიზმის გამძლეობა და ამით უფრო მეტად გავრცელდეს ბუნებრივი გადარჩევის გზით. მაგალითად, რეცესიული თვისება, რომელიც იწვევს მემკვიდრეობით სისხლის დაავადებებს, ასევე მალარიის იმუნიტეტს ანიჭებს, რაც აუცილებელს ხდის ტროპიკულ კლიმატში.
- ყველა გენს არ აქვს მხოლოდ ორი ფენოტიპი. მაგალითად, არსებობს რამდენიმე გენი, რომელსაც აქვს ცალკეული ფენოტიპები ჰეტეროზიგოტური კომბინაციებისთვის (ერთი დომინანტური, ერთი რეცესიული).
