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12.2: Échiquier de Punnett
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Punnett Squares
 
TRANSCRIPTION

12.2: Punnett Squares

12.2: Échiquier de Punnett

Overview

A Punnett square displays the possible genotypes offspring can inherit from two parental genotypes. If a trait’s inheritance pattern (e.g., dominant or recessive) is known, Punnett squares can also be used to determine the probability of inheriting a phenotype. Punnett squares are applicable in situations where trait inheritance is determined by a single gene locus and traits are independently inherited. However, they cannot predict trait probabilities for more complex genetic inheritance scenarios.

Punnett Squares Display the Likelihood of Inheriting One or More Traits

Punnett squares are visual representations that display possible offspring genotypes resulting from a cross between two parental genotypes. They can depict inheritance of one or multiple phenotypes, or traits, although other tools are more appropriate for investigating the inheritance of more than two traits.

Punnett squares can be used to determine the likelihood of offspring inheriting a specific genotype, or pair of alleles causing a particular characteristic (i.e., phenotype or trait), provided that the phenotype is caused by a single gene locus and is independently assorted during meiosis. In other words, Punnett squares are useful for determining inheritance probabilities in scenarios where the likelihood of inheriting one trait does not affect the probability of inheriting another. Although there are many exceptions to these assumptions (e.g., traits encoded by neighboring genes on the same chromosome), these qualifiers hold true for many plant and animal traits.

Mendel’s Experiments Inspired the Creation of the Punnett Square

Punnett squares were created in the early 1900s by Reginald Punnett, several decades after Gregor Mendel’s ground-breaking pea plant experiments revealed the fundamental laws of inheritance. Today, Punnett squares are often used to illustrate the principles underlying Mendel’s experiments.

Mendel studied the inheritance of several pea plant characteristics, including pea and pod shape and color, flower color and position, and plant size. Mendel also examined inherited traits for each characteristic. For example, purple and white are possible traits for the flower color characteristic. In pea plants, purple and white flowers are determined by distinct gene variants, or alleles, at the flower color gene locus.

Punnett Squares Are Grids That Organize Genetic Information

Each box in a Punnett square represents a possible fertilization event, or offspring genotype, arising from two parental gametes. Punnett squares are typically arranged in 2x2 or 4x4 configurations to visualize inheritance of one or two traits, respectively.

Regarding nomenclature, alleles are indicated by the first letter of the trait caused by the dominant allele. For example, because yellow is the dominant pea color trait, alleles encoding pea color are denoted with the italicized letter ‘y.’ Uppercase and lowercase letters represent dominant and recessive alleles, respectively. Thus, Y represents the dominant yellow allele and y denotes the recessive green allele.

To create a 2x2 Punnett square examining one trait, one parental genotype is listed above the diagram, with one allele over each column. The other parental genotype is displayed vertically to the left of the diagram, with one allele next to each row. Each Punnett square box contains the two parental alleles (one from each parent) corresponding to the box’s row and column, representing one possible fertilization outcome. The full Punnett square contents can be used to determine the likelihood of offspring inheriting a particular trait.

Punnett Squares Are Informative Tools for Genetic Counselors and Breeders

Despite being created over 100 years ago, Punnett squares still have several relevant applications. For a couple receiving genetic counseling, Punnett squares can help determine their child’s risk of an inherited disease. For example, if one parent has cystic fibrosis (two recessive, causal alleles) and the other neither has nor carries it, their child will be a carrier (i.e., have one causal allele) but have no risk of cystic fibrosis. Punnett squares can also help animal and plant breeders select organisms with specific traits for continued breeding.

Although Punnett squares are useful in many contexts, they cannot accurately depict complex genetic inheritance. For example, traits encoded by neighboring genes on the same chromosome are often inherited together from one parent, a phenomenon called linkage. These traits are not independently assorted, so a Punnett square cannot accurately predict their inheritance patterns. Some traits, like height, are inappropriate for Punnett squares because they are determined by several genes and affected by environmental conditions (e.g., diet). Punnett squares are also ineffective at predicting heredity of traits acquired from only one parent.

Aperçu

Un carré Punnett affiche les génotypes possibles que la progéniture peut hériter de deux génotypes parentaux. Si le modèle d’héritage d’un trait (p. ex., dominant ou récessif) est connu, les carrés Punnett peuvent également être utilisés pour déterminer la probabilité d’hériter d’un phénotype. Les carrés punnett sont applicables dans les situations où l’héritage de trait est déterminé par un seul locus de gène et les traits sont hérités indépendamment. Cependant, ils ne peuvent pas prédire les probabilités de traits pour des scénarios d’héritage génétique plus complexes.

Les carrés Punnett affichent la probabilité d’hériter d’un ou de plusieurs traits

Les carrés punnett sont des représentations visuelles qui montrent des génotypes de progéniture possibles résultant d’un croisement entre deux génotypes parentaux. Ils peuvent représenter l’héritage d’un ou plusieurs phénotypes, ou traits, bien que d’autres outils soient plus appropriés pour étudier l’héritage de plus de deux traits.

Les carrés punnett peuvent être utilisés pour déterminer la probabilité que la progéniture hérite d’un génotype spécifique, ou d’une paire d’allèles causant une caractéristique particulière (c.-à-d. phénotype ou trait), à condition que le phénotype soit causé par un seul locus génétique et soit assorti indépendamment pendant la méiose. En d’autres termes, les carrés Punnett sont utiles pour déterminer les probabilités d’héritage dans les scénarios où la probabilité d’hériter d’un trait n’affecte pas la probabilité d’hériter d’un autre. Bien qu’il existe de nombreuses exceptions à ces hypothèses (p. ex., traits codés par les gènes voisins sur le même chromosome), ces qualificatifs sont valables pour de nombreux traits végétaux et animaux.

Les expériences de Mendel ont inspiré la création de la place Punnett

Les carrés punnett ont été créés au début des années 1900 par Reginald Punnett, plusieurs décennies après que les expériences révolutionnaires de Gregor Mendel sur les plants de pois aient révélé les lois fondamentales de l’héritage. Aujourd’hui, les carrés Punnett sont souvent utilisés pour illustrer les principes qui sous-tendent les expériences de Mendel.

Mendel a étudié l’héritage de plusieurs caractéristiques de plante de pois, y compris la forme et la couleur de pois et de gousses, la couleur et la position de fleur, et la taille de la plante. Mendel a également examiné les traits hérités pour chaque caractéristique. Par exemple, le violet et le blanc sont des traits possibles pour la caractéristique de couleur de fleur. Chez les plants de pois, les fleurs pourpres et blanches sont déterminées par des variantes génétiques distinctes, ou allèles, au locus du gène de la couleur des fleurs.

Les carrés punnett sont des grilles qui organisent l’information génétique

Chaque boîte d’un carré de Punnett représente un événement possible de fertilisation, ou génotype de progéniture, résultant de deux gamètes parentaux. Les carrés Punnett sont généralement disposés en configurations 2x2 ou 4x4 pour visualiser l’héritage d’un ou deux traits, respectivement.

En ce qui concerne la nomenclature, les allèles sont indiqués par la première lettre du trait causée par l’allèle dominant. Par exemple, parce que le jaune est le trait dominant de couleur de pois, les allèles décodant la couleur de pois sont indiqués avec la lettre italique 'y.' Les lettres majuscules et minuscules représentent respectivement des allèles dominants et récessifs, respectivement. Ainsi, Y représente l’allèle jaune dominant et y dénote l’allèle vert récessif.

Pour créer un carré Punnett 2x2 examinant un trait, un génotype parental est répertorié au-dessus du diagramme, avec un allèle sur chaque colonne. L’autre génotype parental est affiché verticalement à gauche du diagramme, avec un allèle à côté de chaque ligne. Chaque boîte carrée Punnett contient les deux allèles parentaux (un de chaque parent) correspondant à la ligne et à la colonne de la boîte, représentant un résultat possible de fertilisation. Le contenu complet du carré Punnett peut être utilisé pour déterminer la probabilité que la progéniture hérite d’un trait particulier.

Les carrés punnett sont des outils informatifs pour les conseillers et les éleveurs génétiques

Bien qu’ils aient été créés il y a plus de 100 ans, les carrés Punnett ont encore plusieurs applications pertinentes. Pour un couple recevant des conseils génétiques, les carrés Punnett peuvent aider à déterminer le risque de leur enfant d’une maladie héréditaire. Par exemple, si l’un des parents a une fibrose kystique (deux allèles récessifs et causals) et que l’autre ne l’a ni ne la porte, son enfant sera porteur (c.-à-d. avoir un allèle causal) mais n’aura aucun risque de fibrose kystique. Les carrés punnett peuvent également aider les éleveurs d’animaux et de plantes à sélectionner des organismes ayant des caractéristiques spécifiques pour la reproduction continue.

Bien que les carrés Punnett soient utiles dans de nombreux contextes, ils ne peuvent pas représenter avec précision l’héritage génétique complexe. Par exemple, les traits codés par les gènes voisins sur le même chromosome sont souvent hérités ensemble d’un parent, un phénomène appelé lien. Ces traits ne sont pas assortis indépendamment, ainsi un carré de Punnett ne peut pas prévoir avec précision leurs modèles d’héritage. Certains traits, comme la hauteur, sont inappropriés pour les carrés Punnett parce qu’ils sont déterminés par plusieurs gènes et affectés par les conditions environnementales (p. ex., l’alimentation). Les carrés punnett sont également inefficaces pour prédire l’hérédité des traits acquis d’un seul parent.


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