Inhalt

• Schritte
• Grundlegende Informationen und Definitionen
• Methode 1 von 2: Präsentation von Monohybridkreuzungen (ein Gen)
• Methode 2 von 2: Einführung einer Dihybridkreuzung (zwei Gene)
• Tipps
• Warnungen

Das Pennett-Raster ist ein visuelles Werkzeug, das Genetikern hilft, mögliche Kombinationen von Genen während der Befruchtung zu identifizieren. Ein Punnett-Gitter ist eine einfache Tabelle von 2x2 (oder mehr) Zellen. Mit Hilfe dieser Tabelle und der Kenntnis der Genotypen beider Eltern können Wissenschaftler vorhersagen, welche Kombinationen von Genen bei Nachkommen möglich sind, und sogar die Wahrscheinlichkeit bestimmen, dass bestimmte Merkmale vererbt werden.

Schritte

Grundlegende Informationen und Definitionen

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1. 1 Erfahren Sie mehr über das Konzept der Gene. Bevor Sie mit dem Erlernen und Verwenden des Pennett-Gitters beginnen, sollten Sie mit einigen grundlegenden Prinzipien und Konzepten vertraut sein. Das erste solche Prinzip ist, dass alle Lebewesen (von winzigen Mikroben bis hin zu riesigen Blauwalen) Gene... Gene sind unglaublich komplexe mikroskopische Anweisungen, die in praktisch jede Zelle eines lebenden Organismus eingebettet sind. Tatsächlich sind Gene bis zu einem gewissen Grad für jeden Aspekt des Lebens eines Organismus verantwortlich, einschließlich seines Aussehens, seines Verhaltens und vieles mehr.
   • Beim Arbeiten mit einem Pennett-Gitter sollte man sich auch an den Grundsatz erinnern, dass lebende Organismen erben Gene von ihren Eltern... Vielleicht haben Sie dies schon einmal unterbewusst verstanden. Überlegen Sie selbst: Nicht umsonst sehen Kinder in der Regel wie ihre Eltern aus?
2. 2 Erfahren Sie mehr über das Konzept der sexuellen Fortpflanzung. Die meisten (aber nicht alle) lebenden Organismen, die Sie kennen, produzieren Nachkommen durch sexuelle Fortpflanzung... Das bedeutet, dass Männchen und Weibchen ihre Gene beitragen und ihre Nachkommen etwa die Hälfte der Gene von jedem Elternteil erben.Das Punnett-Gitter wird verwendet, um verschiedene Kombinationen von Genen der Eltern grafisch darzustellen.
   • Die sexuelle Fortpflanzung ist nicht die einzige Möglichkeit, lebende Organismen zu reproduzieren. Einige Organismen (zum Beispiel viele Bakterienarten) vermehren sich durch asexuelle Reproduktionwenn Nachkommen von einem Elternteil erzeugt werden. Bei der asexuellen Fortpflanzung werden alle Gene von einem Elternteil geerbt, und die Nachkommen sind fast eine exakte Kopie davon.
3. 3 Erfahren Sie mehr über das Konzept der Allele. Wie oben erwähnt, sind die Gene eines lebenden Organismus eine Reihe von Anweisungen, die jeder Zelle sagen, was sie tun soll. Tatsächlich zeigen die verschiedenen Teile der Gene, genau wie die üblichen Anweisungen, die in separate Kapitel, Abschnitte und Unterabschnitte unterteilt sind, an, wie verschiedene Dinge zu tun sind. Wenn zwei Organismen unterschiedliche "Unterteilungen" haben, werden sie unterschiedlich aussehen oder sich verhalten - genetische Unterschiede können beispielsweise dazu führen, dass eine Person dunkle Haare und eine andere blonde Haare hat. Diese verschiedenen Arten eines Gens heißen Allele.
   • Da das Kind zwei Sätze von Genen erhält – eines von jedem Elternteil – hat es zwei Kopien jedes Allels.
4. 4 Erfahren Sie mehr über das Konzept der dominanten und rezessiven Allele. Allele haben nicht immer die gleiche genetische „Stärke“. Einige Allele namens Dominant, wird sich sicherlich im Aussehen und Verhalten des Kindes manifestieren. Andere, sogenannte rezessiv Allele erscheinen nur, wenn sie sich nicht mit den dominanten Allelen paaren, die sie "unterdrücken". Das Punnett-Gitter wird häufig verwendet, um zu bestimmen, wie wahrscheinlich es ist, dass ein Kind ein dominantes oder rezessives Allel erhält.
   • Da die rezessiven Allele von den dominanten "unterdrückt" werden, treten sie seltener auf, wobei das Kind in der Regel die rezessiven Allele von beiden Elternteilen erhält. Die Sichelzellanämie wird oft als Beispiel für ein vererbtes Merkmal genannt, aber es sollte bedacht werden, dass rezessive Allele nicht immer „schlecht“ sind.

Methode 1 von 2: Präsentation von Monohybridkreuzungen (ein Gen)

1. 1 Zeichnen Sie ein 2x2-Quadratraster. Die einfachste Version des Pennett-Gitters ist sehr einfach zu machen. Zeichne ein ausreichend großes Quadrat und teile es in vier gleich große Quadrate. Somit erhalten Sie eine Tabelle mit zwei Zeilen und zwei Spalten.
2. 2 Beschriften Sie in jeder Zeile und Spalte die Elternallele mit Buchstaben. In einem Punnett-Gitter stehen Spalten für mütterliche Allele und Reihen für väterliche Allele oder umgekehrt. Schreiben Sie in jede Zeile und Spalte die Buchstaben auf, die die Allele von Mutter und Vater darstellen. Verwenden Sie dabei Großbuchstaben für dominante Allele und Kleinbuchstaben für rezessive.
   • Dies ist anhand des Beispiels leicht zu verstehen. Angenommen, Sie möchten die Wahrscheinlichkeit bestimmen, dass ein bestimmtes Paar ein Baby bekommt, das seine Zunge in eine Röhre rollen kann. Sie können diese Eigenschaft in lateinischen Buchstaben bezeichnen R und R - ein Großbuchstabe entspricht einem dominanten Allel und ein Kleinbuchstabe einem rezessiven Allel. Wenn beide Eltern heterozygot sind (eine Kopie jedes Allels haben), dann sollten Sie schreiben ein "R" und ein "r" über dem Hash und ein "R" und ein "r" links vom Grill.
3. 3 Schreiben Sie die entsprechenden Buchstaben in jede Zelle. Sie können das Punnett-Raster leicht ausfüllen, nachdem Sie verstanden haben, welche Allele von jedem Elternteil stammen. Schreiben Sie in jede Zelle eine Kombination von Zwei-Buchstaben-Genen, die die Allele von Mutter und Vater darstellen. Mit anderen Worten, nehmen Sie die Buchstaben in der entsprechenden Zeile und Spalte und schreiben Sie sie in diese Zelle.
   • In unserem Beispiel sollen die Zellen wie folgt gefüllt werden:
   • Zelle oben links: RR
   • Zelle oben rechts: Rr
   • Zelle unten links: Rr
   • Zelle unten rechts: rr
   • Beachten Sie, dass die dominanten Allele (Großbuchstaben) vorangestellt werden sollten.
4. 4 Bestimmen Sie die möglichen Genotypen der Nachkommen. Jede Zelle des gefüllten Punnett-Gitters enthält eine Reihe von Genen, die bei einem Kind dieser Eltern möglich sind. Jede Zelle (d. h. jeder Allele-Satz) hat die gleiche Wahrscheinlichkeit - mit anderen Worten, in einem 2x2-Raster hat jede der vier möglichen Auswahlmöglichkeiten eine 1/4-Wahrscheinlichkeit. Die verschiedenen Kombinationen von Allelen, die im Punnett-Gitter präsentiert werden, heißen Genotypen... Obwohl Genotypen genetische Unterschiede darstellen, bedeutet dies nicht unbedingt, dass jede Variante unterschiedliche Nachkommen hervorbringt (siehe unten).
   • In unserem Beispiel eines Punnett-Gitters kann ein gegebenes Elternpaar die folgenden Genotypen haben:
   • Zwei dominante Allele (Zelle mit zwei Rs)
   • Ein dominantes und ein rezessives Allel (Zelle mit einem R und einem r)
   • Ein dominantes und ein rezessives Allel (Zelle mit R und r) - Beachten Sie, dass dieser Genotyp durch zwei Zellen repräsentiert wird
   • Zwei rezessive Allele (Zelle mit zwei Buchstaben r)
5. 5 Bestimmen Sie die möglichen Phänotypen der Nachkommen.Phänotyp ein Organismus repräsentiert tatsächliche physische Merkmale, die auf seinem Genotyp basieren. Beispiele für Phänotypen sind Augenfarbe, Haarfarbe, Sichelzellenanämie und so weiter – obwohl all diese körperlichen Merkmale sind bestimmt Gene, keines von ihnen ist durch seine eigene spezielle Kombination von Genen gegeben. Der mögliche Phänotyp der Nachkommen wird durch die Eigenschaften der Gene bestimmt. Verschiedene Gene manifestieren sich unterschiedlich im Phänotyp.
   • Nehmen wir in unserem Beispiel an, dass das Gen, das für die Fähigkeit, die Zunge zu falten, verantwortlich ist, dominant ist. Dies bedeutet, dass auch Nachkommen, deren Genotyp nur ein dominantes Allel enthält, die Zunge in eine Röhre rollen können. In diesem Fall werden die folgenden möglichen Phänotypen erhalten:
   • Zelle oben links: kann die Zunge falten (zwei Rs)
   • Zelle oben rechts: kann die Zunge falten (ein R)
   • Zelle unten links: kann die Zunge falten (ein R)
   • Zelle unten rechts: Sprache kann nicht reduziert werden (kein Großbuchstabe R)
6. 6 Bestimmen Sie die Wahrscheinlichkeit verschiedener Phänotypen anhand der Anzahl der Zellen. Eine der häufigsten Anwendungen des Punnett-Rasters besteht darin, die Wahrscheinlichkeit zu ermitteln, dass ein Phänotyp bei Nachkommen auftritt. Da jede Zelle einem bestimmten Genotyp entspricht und die Auftrittswahrscheinlichkeit jedes Genotyps gleich ist, reicht es aus, die Wahrscheinlichkeit eines Phänotyps zu ermitteln dividiere die Anzahl der Zellen mit einem bestimmten Phänotyp durch die Gesamtzahl der Zellen.
   • In unserem Beispiel sagt uns das Punnett-Gitter, dass es für bestimmte Eltern vier mögliche Kombinationen von Genen gibt. Drei von ihnen entsprechen einem Nachkommen, der die Zunge falten kann, und einer entspricht dem Fehlen einer solchen Fähigkeit. Somit sind die Wahrscheinlichkeiten für zwei mögliche Phänotypen:
   • Der Nachkomme kann die Sprache kollabieren: 3/4 = 0,75 = 75%
   • Der Nachkomme kann die Zunge nicht falten: 1/4 = 0,25 = 25%

Methode 2 von 2: Einführung einer Dihybridkreuzung (zwei Gene)

1. 1 Teilen Sie jede Zelle des 2x2-Gitters in vier weitere Quadrate. Nicht alle Genkombinationen sind so einfach wie die oben beschriebene monohybride (monogene) Kreuzung. Einige Phänotypen werden durch mehr als ein Gen definiert. In solchen Fällen sollten alle möglichen Kombinationen berücksichtigt werden, die b . erfordernÖGrößerer Tisch.
   • Die grundlegende Faustregel für die Anwendung des Punnett-Gitters, wenn mehr als ein Gen vorhanden ist, lautet wie folgt: für jedes zusätzliche Gen sollte die Anzahl der Zellen verdoppelt werden... Mit anderen Worten, für ein Gen wird ein 2x2-Gitter verwendet, für zwei Gene wird ein 4x4-Gitter verwendet, für drei Gene sollte ein 8x8-Gitter gezeichnet werden und so weiter.
   • Um dieses Prinzip verständlicher zu machen, betrachten wir ein Beispiel für zwei Gene. Dazu müssen wir ein Gitter zeichnen 4x4... Die in diesem Abschnitt beschriebene Methode eignet sich auch für drei oder mehr Gene - Sie brauchen nur bÖGrößerer Grill und mehr Arbeit.
2. 2 Identifizieren Sie die Gene der Eltern. Der nächste Schritt besteht darin, die elterlichen Gene zu finden, die für das Merkmal verantwortlich sind, an dem Sie interessiert sind.Da Sie es mit mehreren Genen zu tun haben, müssen Sie dem Genotyp jedes Elternteils einen weiteren Buchstaben hinzufügen – mit anderen Worten, Sie müssen vier Buchstaben für zwei Gene, sechs Buchstaben für drei Gene usw. verwenden. Zur Erinnerung ist es hilfreich, den Genotyp der Mutter über das Raster zu schreiben und den Genotyp des Vaters links davon (oder umgekehrt).
   • Betrachten Sie zur Veranschaulichung ein klassisches Beispiel. Die Erbsenpflanze kann glatte oder faltige Körner haben und die Körner können gelb oder grün sein. Die gelbe Farbe und die Weichheit der Erbsen sind die dominierenden Merkmale. In diesem Fall wird die Glätte der Erbsen mit den Buchstaben S und s für das dominante bzw. rezessive Gen bezeichnet, und für ihre Gelbfärbung verwenden wir die Buchstaben Y und y. Angenommen, eine weibliche Pflanze hat den Genotyp SsYy, und das Männchen ist durch den Genotyp gekennzeichnet SsYY.
3. 3 Schreiben Sie die verschiedenen Genkombinationen am oberen und linken Rand des Rasters auf. Jetzt können wir oberhalb des Rasters und links davon die verschiedenen Allele schreiben, die von jedem Elternteil an die Nachkommen weitergegeben werden können. Wie bei einem einzelnen Gen kann jedes Allel mit der gleichen Wahrscheinlichkeit übertragen werden. Da wir jedoch mehrere Gene betrachten, enthält jede Zeile oder Spalte mehrere Buchstaben: zwei Buchstaben für zwei Gene, drei Buchstaben für drei Gene und so weiter.
   • In unserem Fall ist es notwendig, verschiedene Kombinationen von Genen auszuschreiben, die jeder Elternteil von seinem Genotyp übertragen kann. Steht der Genotyp SsYy der Mutter oben und der Genotyp SsYY des Vaters links, dann erhalten wir für jedes Gen die folgenden Allele:
   • Entlang der oberen Kante: SY, Sy, sY, sy
   • Am linken Rand: SY, SY, sY, sY
4. 4 Füllen Sie die Zellen mit den entsprechenden Allelkombinationen aus. Schreiben Sie Buchstaben in jede Zelle des Gitters auf die gleiche Weise wie für ein Gen. In diesem Fall erscheinen jedoch für jedes zusätzliche Gen zwei zusätzliche Buchstaben in den Zellen: Insgesamt gibt es in jeder Zelle vier Buchstaben für zwei Gene, sechs Buchstaben für vier Gene und so weiter. Als allgemeine Regel gilt, dass die Anzahl der Buchstaben in jeder Zelle der Anzahl der Buchstaben im Genotyp eines der Elternteile entspricht.
   • In unserem Beispiel werden die Zellen wie folgt ausgefüllt:
   • Oberste Reihe: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
   • Zweite Reihe: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
   • Dritte Reihe: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
   • Untere Reihe: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
5. 5 Finden Sie Phänotypen für jeden möglichen Nachkommen. Bei mehreren Genen entspricht jede Zelle im Pennett-Gitter auch einem eigenen Genotyp möglicher Nachkommen, nur gibt es von diesen Genotypen mehr Genotypen als bei einem Gen. Und in diesem Fall werden die Phänotypen für eine bestimmte Zelle davon bestimmt, welche Gene wir in Betracht ziehen. Es gibt eine allgemeine Regel, nach der es für die Manifestation dominanter Merkmale ausreichend ist, mindestens ein dominantes Allel zu haben, während es für rezessive Merkmale notwendig ist, dass alle die entsprechenden Allele waren rezessiv.
   • Da bei Erbsen Glätte und Gelbheit der Körner dominant sind, entspricht in unserem Beispiel jede Zelle mit mindestens einem Großbuchstaben S einer Pflanze mit glatten Erbsen, und jede Zelle mit mindestens einem Großbuchstaben Y entspricht einer Pflanze mit einem gelben Korn-Phänotyp . Pflanzen mit zerknitterten Erbsen werden durch Zellen mit zwei s-Allelen in Kleinbuchstaben dargestellt, und damit die Samen grün werden, sind nur Kleinbuchstaben y erforderlich. Somit erhalten wir die möglichen Optionen für die Form und Farbe der Erbsen:
   • Oberste Reihe: glatt / gelb, glatt / gelb, glatt / gelb, glatt / gelb
   • Zweite Reihe: glatt / gelb, glatt / gelb, glatt / gelb, glatt / gelb
   • Dritte Reihe: glatt / gelb, glatt / gelb, faltig / gelb, faltig / gelb
   • Untere Reihe: glatt / gelb, glatt / gelb, faltig / gelb, faltig / gelb
6. 6 Bestimmen Sie die Wahrscheinlichkeit jedes Phänotyps in den Zellen. Um die Wahrscheinlichkeit unterschiedlicher Phänotypen bei den Nachkommen eines bestimmten Elternteils zu ermitteln, verwenden Sie dieselbe Methode wie für ein einzelnes Gen.Mit anderen Worten, die Wahrscheinlichkeit eines bestimmten Phänotyps ist gleich der Anzahl der ihm entsprechenden Zellen geteilt durch die Gesamtzahl der Zellen.
   • In unserem Beispiel beträgt die Wahrscheinlichkeit für jeden Phänotyp:
   • Nachkommen mit glatten und gelben Erbsen: 12/16 = 3/4 = 0,75 = 75%
   • Nachkomme mit faltigen und gelben Erbsen: 4/16 = 1/4 = 0,25 = 25%
   • Nachkommen mit glatten und grünen Erbsen: 0/16 = 0%
   • Nachkomme mit faltigen und grünen Erbsen: 0/16 = 0%
   • Beachten Sie, dass die Unfähigkeit, die beiden rezessiven Allele y zu erben, dazu geführt hat, dass keine Nachkommen mit grünen Samenpflanzen möglich sind.

Tipps

• Bist du in Eile? Versuchen Sie es mit einem Online-Punnett-Gitter-Rechner (wie diesem), der die Gitterzellen für Ihre gegebenen Elterngene ausfüllt.
• Rezessive Zeichen sind in der Regel seltener als dominante. Es gibt jedoch Situationen, in denen rezessive Merkmale die Anpassungsfähigkeit des Organismus erhöhen können, und solche Individuen werden durch natürliche Selektion häufiger. Zum Beispiel erhöht ein rezessives Merkmal, das eine Blutkrankheit wie die Sichelzellenanämie verursacht, auch die Resistenz gegen Malaria, was in tropischen Klimazonen von Vorteil ist.
• Nicht alle Gene sind durch nur zwei Phänotypen gekennzeichnet. Zum Beispiel haben einige Gene einen separaten Phänotyp für eine heterozygote Kombination (ein dominantes und ein rezessives Allel).

Warnungen

• Denken Sie daran, dass jedes neue Elterngen die Anzahl der Zellen im Punnett-Gitter verdoppelt. Mit einem Gen von jedem Elternteil erhalten Sie beispielsweise ein 2x2-Gitter, für zwei Gene ein 4x4-Gitter und so weiter. Bei fünf Genen wäre die Tabellengröße 32x32!