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12.2: Quadrados de Punnett
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Punnett Squares
 
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12.2: Punnett Squares

12.2: Quadrados 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.

Visão Geral

Um quadrado de Punnett exibe os possíveis genótipos que a progenia pode herdar de dois genótipos parentais. Se o padrão hereditário de uma característica (por exemplo, dominante ou recessivo) for conhecido, os quadrados de Punnett também podem ser usados para determinar a probabilidade de herdar um fenótipo. Os quadrados de Punnett são aplicáveis em situações em que a hereditariedade de características é determinada por um único locus genético e as características são herdadas independentemente. No entanto, eles não podem prever probabilidades de características para cenários de hereditariedade genética mais complexos.

Os Quadrados de Punnett Exibem a Probabilidade de Herdar Uma ou Mais Características

Os quadrados de Punnett são representações visuais que mostram os possíveis genótipos da progenia resultantes de um cruzamento entre dois genótipos parentais. Eles podem retratar a hereditariedade de um ou vários fenótipos, ou características, embora outras ferramentas sejam mais apropriadas para investigar a hereditariedade de mais de duas características.

Os quadrados de Punnett podem ser usados para determinar a probabilidade de a progenia herdar um genótipo específico, ou par de alelos que causem uma característica em particular (ou seja, fenótipo ou traço), desde que o fenótipo seja causado por um único locus genético e seja independentemente combinado durante a meiose. Por outras palavras, os quadrados de Punnett são úteis para determinar probabilidades de hereditariedade em cenários onde a probabilidade de herdar uma característica não afeta a probabilidade de herdar outra. Embora existam muitas exceções a essas suposições (por exemplo, características codificadas por genes vizinhos no mesmo cromossoma), elas são verdadeiras para muitas características vegetais e animais.

Experiências de Mendel Inspiraram a Criação do Quadrado de Punnett

Os quadrados de Punnett foram criados no início da década de 1900 por Reginald Punnett, várias décadas depois de as experiências inovadoras de Gregor Mendel terem revelado as leis fundamentais da hereditariedade. Hoje, os quadrados de Punnett são frequentemente usados para ilustrar os princípios subjacentes às experiências de Mendel.

Mendel estudou a hereditariedade de várias características da planta da ervilha, incluindo forma e cor da ervilha e vagem, cor e posição das flores, e tamanho da planta. Mendel também examinou os fenótipos herdados para cada característica. Por exemplo, roxo e branco são possíveis fenótipos para a característica da cor da flor. Em plantas da ervilha, as flores roxas e brancas são determinadas por variantes genéticas distintas, ou alelos, no locus do gene da cor das flores.

Os Quadrados de Punnett são Grelhas que Organizam Informações Genéticas

Cada caixa em um quadrado de Punnett representa um possível evento de fertilização, ou genótipo da progenia, decorrente de dois gâmetas parentais. Os quadrados de Punnett são tipicamente organizados em configurações 2x2 ou 4x4 para visualizar a hereditariedade de uma ou duas características, respectivamente.

Em relação à nomenclatura, os alelos são indicados pela primeira letra do fenótipo causado pelo alelo dominante. Por exemplo, como o amarelo é o fenótipo dominante da cor da ervilha, os alelos que codificam a cor da ervilha são denotados com a letra ‘y’ em itálico. Letras maiúsculas e minúsculas representam alelos dominantes e recessivos, respectivamente. Assim, Y representa o alelo amarelo dominante e y denota o alelo verde recessivo.

Para criar um quadrado de Punnett 2x2 examinando uma característica, um genótipo parental é listado acima do diagrama, com um alelo sobre cada coluna. O outro genótipo parental é exibido verticalmente à esquerda do diagrama, com um alelo ao lado de cada linha. Cada caixa do quadrado de Punnett contém os dois alelos parentais (um de cada progenitor) correspondentes à linha e coluna da caixa, representando um possível resultado de fertilização. O conteúdo do quadrado de Punnett completo pode ser usado para determinar a probabilidade de a progenia herdar um fenótipo em particular.

Os Quadrados de Punnett são Ferramentas Informativas para Conselheiros Genéticos e Criadores

Apesar de terem sido criados há mais de 100 anos, os quadrados de Punnett ainda têm várias aplicações relevantes. Para um casal que receba aconselhamento genético, os quadrados de Punnett podem ajudar a determinar o risco de os seus filhos terem uma doença hereditária. Por exemplo, se um dos progenitores tiver fibrose quística (dois alelos recessivos e causais) e o outro não tiver nem carregar, os seus filhos serão portadores (ou seja, terão um alelo causal), mas não terão risco de fibrose quística. Os quadrados de Punnett também podem ajudar os criadores de animais e plantas a selecionar organismos com características específicas para a reprodução contínua.

Embora os quadrados de Punnett sejam úteis em muitos contextos, eles não podem descrever com precisão hereditariedade genética complexa. Por exemplo, características codificadas por genes vizinhos no mesmo cromossoma são muitas vezes herdadas juntas de um dos progenitores, um fenómeno chamado linkage. Essas características não são independentemente combinadas, pelo que um quadrado de Punnett não pode prever com precisão os seus padrões hereditários. Algumas características, como a altura, são inadequadas para os quadrados de Punnett porque são determinadas por vários genes e afetadas por condições ambientais (por exemplo, dieta). Os quadrados de Punnett também são ineficazes em prever a hereditariedade das características adquiridas de apenas um dos progenitores.


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