Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

12.2: Vierkant van Punnett
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Punnett Squares
 
TRANSCRIPT

12.2: Punnett Squares

12.2: Vierkant van 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.

Overzicht

Een Punnett-vierkant toont de mogelijke genotypen die nakomelingen kunnen erven van twee ouderlijke genotypen. Als het overervingspatroon van een eigenschap (bijv. Dominant of recessief) bekend is, kunnen Punnett-vierkanten ook worden gebruikt om de kans op overerving van een fenotype te bepalen. Punnett-vierkanten zijn toepasbaar in situaties waarin de overerving van eigenschappen wordt bepaald door een enkele genlocus en eigenschappen onafhankelijk worden overgeërfd. Ze kunnen echter geen eigenschapkansen voorspellen voor complexere genetische overervingsscenario's.

Punnett-vierkanten geven de waarschijnlijkheid weer van het overnemen van een of meer eigenschappen

Punnett-vierkanten zijn visuele weergaven die mogelijke nakomelingengenotypen weergeven die het resultaat zijn van een kruising tussen twee ouderlijke genotypen. Ze kunnen de overerving van een of meerdere fenotypes of eigenschappen weergeven, hoewel andere hulpmiddelen geschikter zijn om de overerving van meer dan twee eigenschappen te onderzoeken.

Punnett-vierkanten kunnen worden gebruikt om de waarschijnlijkheid van te bepalennakomelingen die een specifiek genotype erven, of een paar allelen die een bepaald kenmerk veroorzaken (dwz fenotype of eigenschap), op voorwaarde dat het fenotype wordt veroorzaakt door een enkele genlocus en onafhankelijk wordt gesorteerd tijdens meiose. Met andere woorden, Punnett-vierkanten zijn nuttig voor het bepalen van de overervingskansen in scenario's waarin de kans op het erven van een eigenschap geen invloed heeft op de kans op het erven van een ander. Hoewel er veel uitzonderingen zijn op deze aannames (bijv. Eigenschappen die worden gecodeerd door naburige genen op hetzelfde chromosoom), gelden deze kwalificaties voor veel plantaardige en dierlijke eigenschappen.

Mendels experimenten inspireerden de oprichting van het Punnett-plein

Punnett-pleinen werden begin 1900 gecreëerd door Reginald Punnett, enkele decennia nadat Gregor Mendel's baanbrekende experimenten met erwtenplanten de fundamentele wetten van overerving aan het licht brachten. Tegenwoordig worden Punnett-vierkanten vaak gebruikt om de principes te illustreren die ten grondslag liggen aan Mendel's experimentimenten.

Mendel bestudeerde de overerving van verschillende kenmerken van erwtenplanten, waaronder de vorm en kleur van erwten en peulen, bloemkleur en -positie en plantgrootte. Mendel onderzocht ook erfelijke eigenschappen voor elk kenmerk. Paars en wit zijn bijvoorbeeld mogelijke kenmerken voor de bloemkleurkenmerk. In erwtenplanten worden paarse en witte bloemen bepaald door verschillende genvarianten, of allelen, op de locus van het bloemkleurgen.

Punnett-vierkanten zijn rasters die genetische informatie organiseren

Elke doos in een Punnett-vierkant vertegenwoordigt een mogelijke bevruchtingsgebeurtenis, of het genotype van het nageslacht, voortkomend uit twee ouderlijke gameten. Punnett-vierkanten zijn meestal gerangschikt in configuraties van 2x2 of 4x4 om de overerving van respectievelijk een of twee eigenschappen te visualiseren.

Met betrekking tot de nomenclatuur worden allelen aangegeven door de eerste letter van de eigenschap die wordt veroorzaakt door het dominante allel. Omdat geel bijvoorbeeld de dominante eigenschap van de erwtenkleur is, worden allelen die coderen voor de kleur van erwten aangeduid met with de cursief gedrukte letter 'y'. Hoofdletters en kleine letters vertegenwoordigen respectievelijk dominante en recessieve allelen. Y staat dus voor het dominante gele allel en y staat voor het recessieve groene allel.

Om een 2x2 Punnett-vierkant te maken dat één eigenschap onderzoekt, wordt één oudergenotype boven het diagram vermeld, met één allel over elke kolom. Het andere oudergenotype wordt verticaal links van het diagram weergegeven, met één allel naast elke rij. Elke vierkante Punnett-doos bevat de twee ouderallelen (een van elke ouder) die overeenkomen met de rij en kolom van de doos, die een mogelijk bevruchtingsresultaat vertegenwoordigen. De volledige inhoud van het Punnett-vierkant kan worden gebruikt om de waarschijnlijkheid te bepalen dat nakomelingen een bepaald kenmerk erven.

Punnett-vierkanten zijn informatieve hulpmiddelen voor erfelijkheidsadviseurs en fokkers

Ondanks dat Punnett-pleinen meer dan 100 jaar geleden zijn gemaakt, hebben ze nog steeds verschillende relevante toepassingen. Voor een paar receptenDoor erfelijkheidsadvies te geven, kunnen Punnett-vierkanten helpen bij het bepalen van het risico van hun kind op een erfelijke ziekte. Als een van de ouders bijvoorbeeld cystische fibrose heeft (twee recessieve, causale allelen) en de ander het niet heeft of draagt, zal hun kind drager zijn (dwz één oorzakelijk allel hebben) maar geen risico lopen op cystische fibrose. Punnett-vierkanten kunnen ook dieren- en plantenkwekers helpen bij het selecteren van organismen met specifieke eigenschappen voor voortgezette fokkerij.

Hoewel Punnett-vierkanten in veel contexten nuttig zijn, kunnen ze complexe genetische overerving niet nauwkeurig weergeven. Eigenschappen die worden gecodeerd door naburige genen op hetzelfde chromosoom, worden bijvoorbeeld vaak samen overgeërfd van één ouder, een fenomeen dat koppeling wordt genoemd. Deze eigenschappen zijn niet onafhankelijk gesorteerd, dus een Punnett-vierkant kan hun overervingspatronen niet nauwkeurig voorspellen. Sommige eigenschappen, zoals lengte, zijn niet geschikt voor Punnett-vierkanten omdat ze worden bepaald door verschillende genen en worden beïnvloed door omgevingsfactoren (bijv. Voeding). P.onbetrouwbare vierkanten zijn ook niet effectief in het voorspellen van erfelijkheid van eigenschappen die van slechts één ouder zijn verkregen.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter