Com treballar amb Punnett Squares (amb imatges)

2024 Autora: Louis Wesley | [email protected]. Última modificació: 2024-01-15 08:43

Els quadrats de Punnett són eines visuals utilitzades en la ciència de la genètica per determinar les possibles combinacions de gens que es produiran en la fecundació. Un quadrat de Punnett està format per una quadrícula senzilla dividida en espais de 2x2 (o més). Amb aquesta quadrícula i el coneixement dels genotips d’ambdós pares, els científics poden descobrir les combinacions de gens potencials per a la descendència i fins i tot les possibilitats d’exposar certs trets heretats.

Passos

Abans de començar: definicions importants

Per ometre aquesta secció "bàsica" i anar directament als passos d'ús del quadrat de Punnett, feu clic aquí.

Pas 1. Comprendre el concepte de gens

Abans d’aprendre a fer i utilitzar els quadrats de Punnett, és necessari treure alguns aspectes bàsics importants. La primera és la idea que tots els éssers vius (des de petits microbis fins a balenes blaves gegants) tenen gens. Els gens són conjunts d’instruccions increïblement complexes i microscòpics codificats en gairebé totes les cèl·lules del cos de l’organisme. Els gens són responsables, d’alguna manera, de pràcticament tots els aspectes de la vida d’un organisme, inclosa la seva aparença, el seu comportament i molt, molt més.

Un concepte que és important entendre quan es treballa amb quadrats de Punnett és que els éssers vius obtenen els gens dels seus pares. Probablement ja en sou conscient inconscientment. Penseu: les persones que coneixeu no semblen semblar als seus pares en la seva forma de veure i actuar, en general?

Pas 2. Comprendre el concepte de reproducció sexual

La majoria (però no tots) dels organismes que coneixeu al món que l'envolta produeixen nens mitjançant la reproducció sexual. És a dir, un progenitor femení i un progenitor masculí contribueixen cadascun amb els seus gens per formar un fill amb aproximadament la meitat dels gens de cada progenitor. Un quadrat de Punnett és bàsicament una manera de mostrar les diferents possibilitats que es poden produir a partir d’aquest intercanvi mig de gens en forma de gràfic.

La reproducció sexual no és l’única forma de reproducció que hi ha. Alguns organismes (com moltes soques de bacteris) es reprodueixen mitjançant reproducció asexual, que és quan un dels pares crea un fill tot sol. En la reproducció asexual, tots els gens del nen provenen d’un pare, de manera que el nen és més o menys una còpia del seu pare

Pas 3. Comprendre el concepte d’al·lels

Com s’ha esmentat anteriorment, els gens d’un organisme són bàsicament un conjunt d’instruccions que indiquen a totes les cèl·lules del cos de l’organisme com es pot viure. De fet, igual que un manual d’instruccions es divideix en diferents capítols, seccions i subseccions, diferents parts dels gens d’un organisme li indiquen com fer coses diferents. Si una d'aquestes "subseccions" és diferent entre dos organismes, els dos organismes poden tenir un aspecte o un comportament diferents: per exemple, les diferències genètiques poden portar una persona a tenir els cabells negres i una altra a tenir els cabells rossos. Aquestes diferents formes d’un mateix gen s’anomenen al·lels.

Com que un nen rep dos conjunts de gens, un de cada pare, tindrà dues còpies de cada al·lel

Pas 4. Comprendre el concepte d’al·lels dominants i recessius

Els al·lels d’un nen no sempre “comparteixen” el seu poder genètic. Alguns al·lels, anomenats al·lels dominants, es manifestaran de manera predeterminada en la mirada i el comportament del nen (anomenem això "expressar-se"). Altres, anomenats al·lels recessius, només s'expressaran si no estan emparellats amb un al·lel dominant que els pot "anul·lar". Sovint s’utilitzen quadrats de Punnett per ajudar a determinar la probabilitat que un nen rebi un al·lel dominant o recessiu.

Com que poden ser "anul·lats" per al·lels dominants, els al·lels recessius solen expressar-se més rarament. En general, un nen haurà d’obtenir un al·lel recessiu dels dos pares perquè s’expressi l’al·lel. Una afecció sanguínia anomenada anèmia falciforme és un exemple freqüentment utilitzat d'un tret recessiu. Tingueu en compte, però, que els al·lels recessius no són "dolents" per definició

Mètode 1 de 2: mostrar una creu monohíbrida (un gen)

Pas 1. Feu una quadrícula de 2x2

Els quadres més bàsics de Punnett són bastant senzills d’instal·lar. Comenceu dibuixant un quadrat de bona mida i després dividiu-lo en quatre quadres parells. Quan hàgiu acabat, hi hauria d'haver dos quadrats a cada columna i dos quadrats a cada fila.

Pas 2. Utilitzeu lletres per representar els al·lels pares de cada fila i columna

En un quadrat de Punnett, les columnes s’assignen a la mare i les files al pare, o viceversa. Escriviu una carta al costat de cada fila i columna que representi cadascun dels al·lels de la mare i del pare. Utilitzeu majúscules per als al·lels dominants i minúscules per als al·lels recessius.

• Això és molt més fàcil d’entendre amb un exemple. Per exemple, suposem que voleu determinar les probabilitats que un fill de parella pugui fer rodar la llengua. Ho podem representar amb les lletres R i r - majúscules per al gen dominant i minúscules per al recessiu. Si els dos pares siguin heterozigots (tinguin una còpia de cada al·lel), escriuríem una "R" i una "r" al llarg de la part superior de la quadrícula i una "R" i una "r" al costat esquerre de la quadrícula.

  

  Pas 3. Escriviu les lletres de la fila i columna de cada espai

  Un cop hàgiu descobert els al·lels que cada pare contribueix, omplir el vostre quadrat de Punnett és fàcil. A cada casella, escriviu la combinació gènica de dues lletres donada pels al·lels de la mare i del pare. En altres paraules, agafeu la lletra de la columna de l'espai i la lletra de la fila i escriviu-les juntes dins de l'espai.

  • En el nostre exemple, emplenaríem les nostres caselles així:
  • Quadrat superior esquerre: RR
  • Quadrat superior dret: Rr
  • Quadrat inferior esquerre: Rr
  • Quadrat inferior dret: rr
  • Fixeu-vos que, tradicionalment, s’escriuen primer els al·lels dominants (majúscules).

  

  Pas 4. Determineu el genotip de cada descendència potencial

  Cada casella d’una casella de Punnett emplenada representa una descendència que poden tenir els dos pares. Cada quadrat (i, per tant, tots els descendents) és igual de probable; en altres paraules, en una quadrícula de 2x2, hi ha una possibilitat de 1/4 per a qualsevol de les quatre possibilitats. Les diferents combinacions d’al·lels representats en un quadrat de Punnett s’anomenen genotips. Tot i que els genotips representen diferències genètiques, la descendència no resultarà necessàriament diferent per a cada quadrat (vegeu el pas següent).

  • Al nostre exemple, la plaça de Punnett, els genotips possibles per a una descendència d’aquests dos pares són:
  • Dos al·lels dominants (de les dues R)
  • Un al·lel dominant i un recessiu (de la R i la R)
  • Un al·lel dominant i un recessiu (de la R i la R): observeu que hi ha dos quadrats amb aquest genotip
  • Dos al·lels recessius (a partir de les dues rs)

  

  Pas 5. Determineu el fenotip de cada descendent potencial

  El fenotip d’un organisme és el tret físic real que mostra en funció del seu genotip. Només alguns exemples de fenotips inclouen el color dels ulls, el color dels cabells i la presència d’anèmia falciforme; tots aquests són trets físics determinats pels gens, però cap és la combinació gènica real. El fenotip que tindrà una descendència potencial està determinat per les característiques del gen. Els diferents gens tindran regles diferents sobre com es manifesten com a fenotips.

  • En el nostre exemple, diguem que el gen que permet que algú faci rodar la llengua és dominant. Això significa que qualsevol descendència serà capaç de fer rodar la llengua encara que només un dels seus al·lels sigui dominant. En aquest cas, els fenotips de la descendència potencial són:
  • A dalt a l'esquerra: Pot enrotllar la llengua (dues Rs)
  • Dalt a la dreta: Pot enrotllar la llengua (una R)
  • Baix a l 'esquerra: Pot enrotllar la llengua (una R)
  • Abaix a la dreta: No es pot rodar la llengua (zero Rs)

  

  Pas 6. Utilitzeu els quadrats per determinar la probabilitat de diferents fenotips

  Un dels usos més comuns dels quadrats de Punnett és determinar la probabilitat que la descendència tingui fenotips específics. Com que cada quadrat representa un resultat de genotip igual de probable, podeu trobar la probabilitat d’un fenotip dividint el nombre de quadrats amb aquest fenotip pel nombre total de quadrats.

  • El nostre exemple de la plaça de Punnett ens indica que hi ha quatre combinacions de gens possibles per a qualsevol descendència d’aquests pares. Tres d’aquestes combinacions formen una descendència que pot fer rodar la llengua, mentre que una no. Per tant, les probabilitats dels nostres dos fenotips són:
  • La descendència pot fer rodar la llengua: 3/4 = 0.75 = 75%
  • La descendència no pot fer rodar la llengua: 1/4 = 0.25 = 25%

  Mètode 2 de 2: mostrar una creu dihíbrida (dos gens)

  

  Pas 1. Doblegeu cada costat de la quadrícula bàsica 2x2 per a cada gen addicional

  No totes les combinacions gèniques són tan senzilles com el creuament monohíbrid bàsic (un gen) de la secció anterior. Alguns fenotips estan determinats per més d’un gen. En aquests casos, heu de tenir en compte totes les combinacions possibles, cosa que significa dibuixar una quadrícula més gran.

  • La regla bàsica dels quadrats de Punnett quan es tracta de més d’un gen és la següent: doblar cada costat de la quadrícula per a cada gen més enllà del primer.

    En altres paraules, com que una quadrícula d’un gen és 2x2, una quadrícula de dos gens és 4x4, una quadrícula de tres gens és 8x8, etc.

  • Per fer més fàcils d’entendre aquests conceptes, anem a seguir amb un exemple de dos gens. Això significa que hauríem de dibuixar un 4x4 quadrícula. Els conceptes d’aquesta secció també són vàlids per a tres o més gens: aquests problemes només requereixen quadrícules més grans i més treball.

  

  Pas 2. Determineu els gens dels pares que s’estan aportant

  A continuació, cerqueu els gens que tenen els dos pares per a la característica que esteu examinant. Com que es tracta de diversos gens, el genotip de cada pare tindrà dues lletres addicionals per a cada gen més enllà del primer, és a dir, quatre lletres per a dos gens, sis lletres per a tres gens, etc. Pot ser útil escriure el genotip de la mare a la part superior de la graella i el del pare a l’esquerra (o viceversa) com a recordatori visual.

  Utilitzem un exemple clàssic de problema per il·lustrar aquests conflictes. Una planta de pèsols pot tenir pèsols llisos o arrugats i de color groc o verd. El llis i el groc són els trets dominants. En aquest cas, utilitzeu S i s per representar gens dominants i recessius per a la suavitat i Y i per a groc. Diguem que la mare en aquest cas té un SsYy genotip i el pare té un SsYY genotip.

  

  Pas 3. Escriviu les diferents combinacions de gens al costat superior i esquerre

  Ara, a sobre de la fila superior de quadrats de la quadrícula i a l’esquerra de la columna que hi ha més a l’esquerra, escriviu els diferents al·lels que potencialment poden aportar cada pare. Com quan es tracta d’un gen, és probable que cada al·lel es transmeti. Tanmateix, atès que busqueu diversos gens, cada fila i columna obtindrà diverses lletres: dues lletres per a dos gens, tres lletres per a tres gens, etc.

  • En el nostre exemple, hem d’escriure les diferents combinacions de gens que cada pare pot aportar a partir dels seus genotips SsYy. Si tenim els gens SsYy de la mare a la part superior i els gens SsYY del pare a l’esquerra, els al·lels de cada gen són:
  • A la part superior: SY, Sy, sY, sy
  • A la part esquerra: SY, SY, sY, sY

  

  Pas 4. Empleneu els espais amb cada combinació d’al·lels

  Empleneu els espais de la graella tal com ho faríeu quan es tractés d’un sol gen. Tanmateix, aquesta vegada, cada espai tindrà dues lletres addicionals addicionals per a cada gen més enllà del primer: quatre lletres per a dos gens, sis lletres per a tres gens. Com a regla general, el nombre de lletres de cada espai ha de coincidir amb el nombre de lletres del genotip de cada pare.

  • En el nostre exemple, emplenaríem els nostres espais així:
  • Fila superior: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
  • Segona fila: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
  • Tercera fila: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
  • Fila inferior: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy

  

  Pas 5. Cerqueu els fenotips de cada descendència potencial

  Quan es tracta de múltiples gens, cada espai de la plaça de Punnett encara representa el genotip de cada descendència potencial: només hi ha un nombre més gran d’eleccions que no pas amb un gen. Els fenotips de cada quadrat depenen, una vegada més, dels gens exactes que es tracten. No obstant això, com a regla general, els trets dominants només necessiten expressar-se un al·lel dominant, mentre que els trets recessius necessiten tots els al·lels recessius.

  • En el nostre exemple, atès que la suavitat i el groc són trets dominants per als nostres pèsols, qualsevol quadrat amb almenys un capitell S representa una planta amb un fenotip suau i qualsevol quadrat amb almenys un capitell Y representa una planta amb un fenotip groc. Les plantes arrugades necessiten dos al·lels en minúscula i les plantes verdes necessiten dos y en minúscula. A partir d’aquestes condicions, obtenim:
  • Fila superior: Llis / groc, Llis / groc, Llis / groc, Llis / groc
  • Segona fila: Llis / groc, Llis / groc, Llis / groc, Llis / groc
  • Tercera fila: Suau / groc, Suau / groc, arrugat / groc, arrugat / groc
  • Fila inferior: Suau / groc, Suau / groc, arrugat / groc, arrugat / groc

  

  Pas 6. Utilitzeu els quadrats per determinar la probabilitat de cada fenotip

  Utilitzeu les mateixes tècniques que quan es tracta d’un gen per trobar la probabilitat que qualsevol descendència dels dos pares pugui tenir cada fenotip diferent. En altres paraules, el nombre de quadrats amb el fenotip dividit pel nombre total de quadrats és igual a la probabilitat de cada fenotip.

  • En el nostre exemple, les probabilitats de cada fenotip són:
  • La descendència és llisa i groga: 12/16 = 3/4 = 0.75 = 75%
  • La descendència està arrugada i groga: 4/16 = 1/4 = 0.25 = 25%
  • La descendència és llisa i verda: 0/16 = 0%
  • La descendència és arrugada i verda: 0/16 = 0%
  • Fixeu-vos que, atès que és impossible que cap descendència obtingui dos al·lels recessius, cap dels descendents serà verda.

  Consells

  • Tenir pressa? Proveu d’utilitzar una calculadora quadrada de Punnett en línia (com aquesta), que pot crear i omplir quadrats de Punnett en funció dels gens pares que especifiqueu.
  • Com a norma general, els trets recessius són menys comuns que els trets dominants. No obstant això, hi ha situacions en què aquests trets poc freqüents poden augmentar la forma física dels organismes i, per tant, esdevenir més comuns mitjançant la selecció natural. Per exemple, el tret recessiu que causa la malaltia de la sang L’anèmia falciforme també dóna resistència a la malària, cosa que la fa una mica desitjable en climes tropicals.
  • No tots els gens tenen només dos fenotips. Per exemple, alguns gens tenen un fenotip separat per a la combinació heterozigota (una dominant, una recessiva).