Trihybridi-risteytyksen Laskuri - Ilmainen Punnett-neliölaskuri

Mikä on trihybridiristeytyslaskuri?

Trihybridiristeytyslaskuri ennustaa jälkeläisten genotyypit ja fenotyypit, kun vanhemmat eroavat toisistaan kolmen erillisen geenin suhteen. Se muodostaa risteytykselle täydellisen 8×8 Punnettin neliön ja laskee syntyvien fenotyyppien suhteet yhteen; käsin tehtynä tämä vie paljon aikaa.

Trihybridiristeytyksessä tarkastellaan samanaikaisesti kolmea geeniparia, toisin kuin monohybridiristeytyksessä (yksi geeni) tai dihybridiristeytyksessä (kaksi geeniä). Koska kukin geeni periytyy itsenäisesti, kolme geeniä tuottaa paljon enemmän mahdollisia jälkeläisyhdistelmiä kuin yksi tai kaksi geeniä.

Genetiikan peruskäsitteet

• Geeni: DNA:n jakso, joka sisältää yhden ominaisuuden, kuten siemenen värin, ohjeet.
• Alleeli: yksi geenin muoto. Geenillä voi olla dominoiva alleeli ja peittyvä alleeli.
• Dominoiva alleeli: kirjoitetaan isolla kirjaimella (A, B, C). Yksi kopio riittää tuottamaan dominoivan ominaisuuden.
• Peittyvä alleeli: kirjoitetaan pienellä kirjaimella (a, b, c). Peittyvän ominaisuuden ilmenemiseen tarvitaan kaksi kopiota.
• Genotyyppi: alleelipari, jota eliö kantaa kunkin geenin osalta, esimerkiksi AaBbCc.
• Fenotyyppi: tosiasiallisesti ilmenevä ominaisuus, joka määräytyy genotyypin perusteella.
• Homotsygoottinen: geenin molemmat alleelit ovat samanlaiset, esimerkiksi AA tai aa.
• Heterotsygoottinen: geenin kaksi alleelia ovat erilaiset, esimerkiksi Aa.

Genotyypin muotoilu laskuria varten

Jokaisessa genotyypissä on oltava täsmälleen kuusi kirjainta: kolme kahden kirjaimen geeniparia. Jokaisessa parissa on käytettävä samaa kirjainta joko yhtenä isona ja yhtenä pienenä kirjaimena tai kahtena saman kirjainkoon kirjaimena.

Parin sisällä iso kirjain tulee ensin. Laskuri hyväksyy muodon Aa mutta hylkää muodon aA virheellisenä, koska se tarkistaa kirjainkoon järjestyksen ja merkitsee virheelliseksi kaikki parit, joissa peittyvä alleeli on ensin. Jos jommankumman vanhemman genotyyppi ei läpäise tätä tarkistusta, työkalu näyttää virheilmoituksen eikä muodosta Punnettin neliötä.

Kelvollisia esimerkkejä: AaBbCc, AABBCC, aabbcc, AABbcc. Virheellisiä esimerkkejä: aAbBcC (kirjainten järjestys väärä), AaBb (vain kaksi geeniä), AaBbCcDd (neljä geeniä), AbCdef (parin kirjaimet eivät vastaa toisiaan), AaBb1c (numero ei ole alleelisymboli).

Kirjainten valinta on vapaa. A, B ja C ovat oppikirjoissa yleisiä symboleja, mutta myös RrYyGg toimii samalla tavalla, ja tulokset nimetään käytetyillä kirjaimilla. Molempien vanhempien on ilmoitettava samat kolme geeniä samassa järjestyksessä, koska neliö yhdistää ensimmäisen geenin ensimmäiseen, toisen toiseen ja kolmannen kolmanteen. Risteytys AaBbCc × DdEeFf sisältää kuusi eri geeniä, joten työkalu ilmoittaa virheestä neliön piirtämisen sijaan.

Trihybridiristeytyksen laskeminen

1. Määritä kummankin vanhemman sukusolut. Vanhempi, jolla on kolme heterotsygoottista geeniparia (AaBbCc), voi siirtää yhden alleelin kustakin parista. Tämä antaa 2 × 2 × 2 = 8 mahdollista sukusoluyhdistelmää: ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC ja abc.

2. Muodosta Punnettin neliö. Aseta toisen vanhemman 8 sukusolut yläreunaan ja toisen vanhemman 8 sukusolut sivulle. Näin syntyy 8×8 ruudukko, jossa on 64 solua, yksi kullekin mahdolliselle jälkeläisen genotyypille.

3. Määritä fenotyypit. Jos solun genotyypin jonkin geenin alleeliparissa on vähintään yksi iso kirjain, jälkeläisellä ilmenee dominoiva ominaisuus. Muussa tapauksessa ilmenee peittyvä ominaisuus. Fenotyyppi kirjoitetaan käyttäen samoja geenikirjaimia kuin risteytyksessä: AaBbCc-jälkeläisten merkintöjä ovat esimerkiksi ABc, ja DdEeFf-jälkeläisten esimerkiksi DEf.

4. Laske fenotyypit yhteen. Laske, kuinka moni 64 solusta kuuluu kuhunkin 8 mahdolliseen fenotyyppiyhdistelmään (ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc).

Tämä menetelmä perustuu riippumattomaan lajittumiseen: kolmen geenin on sijaittava eri kromosomeissa tai samalla kromosomilla riittävän kaukana toisistaan, jotta ne periytyvät erillään. Samalla kromosomilla lähekkäin sijaitsevat geenit eli kytkeytyneet geenit eivät noudata näitä suhteita.

Trihybridiristeytyksen kaava

Koska kolme geeniä lajittuu toisistaan riippumatta, tietyn ominaisuusyhdistelmän todennäköisyys on kunkin geenin oman todennäköisyyden tulo:

$P(A \cap B \cap C) = P(A) \times P(B) \times P(C)$

missä A, B ja C ovat kolme ominaisuutta, P on ominaisuuden ilmenemisen todennäköisyys ja vasen puoli on kaikkien kolmen ominaisuuden samanaikaisen ilmenemisen todennäköisyys.

Kun risteytetään kaksi kolmoisheterotsygoottia (AaBbCc × AaBbCc), kukin geeni yksinään tuottaa tavanomaisen monohybridisuhteen 3 dominoiva : 1 peittyvä. Kolmen geenin yhdistäminen tarkoittaa tämän suhteen korottamista kolmanteen potenssiin:

(3 : 1)³ = 27 : 9 : 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 1

Nämä kahdeksan lukua summautuvat arvoon 64, joka vastaa Punnettin neliön 64 solua. Tässä 64 solun ryhmässä:

• 27 jälkeläisellä (42,19 %) ilmenevät kaikki kolme dominoivaa ominaisuutta
• 9 jälkeläisellä (14,06 %) ilmenee kukin kolmesta yhdistelmästä, joissa on yksi peittyvä ominaisuus
• 3 jälkeläisellä (4,69 %) ilmenee kukin kolmesta yhdistelmästä, joissa on kaksi peittyvää ominaisuutta
• 1 jälkeläisellä (1,56 %) ilmenevät kaikki kolme peittyvää ominaisuutta

Esimerkki: AaBbCc × AaBbCc

Risteytetään kaksi vanhempaa, jotka ovat heterotsygoottisia kaikkien kolmen geenin suhteen. Molemmat tuottavat samat 8 sukusolutyypit (ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc), joten Punnettin neliössä on 64 solua, jotka muodostuvat näiden sukusolujen kaikista pareittaisista yhdistelmistä.

Kun fenotyypit lasketaan kaikista 64 solusta, saadaan:

Tämä on klassinen 27:9:9:9:3:3:3:1-suhde. Se pätee vain, kun molemmat vanhemmat ovat heterotsygoottisia kaikkien kolmen geenin suhteen ja jokaisessa geenissä esiintyy täydellinen dominanssi.

Milloin suhde ei päde

Muutamat tilanteet rikkovat tavanomaisen 27:9:9:9:3:3:3:1-suhteen:

• Kytkeytyneet geenit: samalla kromosomilla lähekkäin sijaitsevat geenit periytyvät yhdessä useammin kuin sattuman perusteella voisi ennustaa.
• Epätäydellinen dominanssi tai kodominanssi: jotkin geenit eivät noudata yksinkertaista dominoivan ja peittyvän alleelin mallia, joten fenotyyppiluokat muuttuvat.
• Epistasia: yksi geeni voi peittää toisen geenin vaikutuksen tai muuttaa sitä.
• Pienet otoskoot: todellinen poikue tai siemenerä on paljon pienempi kuin 64, joten havaitut lukumäärät voivat sattuman vuoksi poiketa teoreettisesta suhteesta.

Taustaa

Punnettin neliö on nimetty brittiläisen geneetikon Reginald Punnettin mukaan. Hän kehitti ruutumenetelmän noin vuonna 1905 työskennellessään William Batesonin kanssa. Menetelmä havainnollistaa risteytyksiä, jotka Gregor Mendel kuvasi ensin matemaattisesti. Hänen 1866 hernekasveja käsittelevässä artikkelissaan esitettiin periytymisen säännöt, joita tämä laskuri soveltaa.

Usein kysyttyä

Mikä on trihybridiristeytys? Kahden eliön risteytys, jossa seurataan samanaikaisesti kolmea erillistä geeniä ja jossa kullakin geenillä on dominoiva ja peittyvä alleeli.

Kuinka monta sukusolua kolmoisheterotsygootti tuottaa? Kahdeksan. Genotyypiltään AaBbCc oleva vanhempi tuottaa 2³ = 8 sukusolutyyppiä, koska kukin kolmesta geeniparista voi tuottaa kumman tahansa alleelin itsenäisesti.

Mikä on AaBbCc × AaBbCc -risteytyksen fenotyyppisuhde? 27:9:9:9:3:3:3:1 yhteensä 64 jälkeläisestä. Tämä edellyttää riippumatonta lajittumista ja täydellistä dominanssia kaikissa kolmessa geenissä.

Miten genotyyppi kirjoitetaan laskuriin? Käytä täsmälleen kuutta kirjainta ja kirjoita kussakin parissa iso kirjain ennen pientä, esimerkiksi AaBbCc. Laskuri hylkää genotyypin kuten aAbBcC, koska peittyvä alleeli esiintyy parissa ennen dominoivaa alleelia.

Voinko käyttää muita kirjaimia kuin A:ta, B:tä ja C:tä? Kyllä. Mitkä tahansa kirjaimet käyvät, kunhan molemmat vanhemmat käyttävät samoja kolmea kirjainta samassa järjestyksessä. Fenotyyppien merkinnöissä käytetään tällöin samoja kirjaimia, joten RrYyGg-risteytyksen tuloksina ilmoitetaan RYG, RYg, RyG ja niin edelleen.

Toimiiko tämä samalla kromosomilla kytkeytyneille geeneille? Ei. Laskuri olettaa riippumattoman lajittumisen. Kytkeytyneet geenit periytyvät yhdessä useammin kuin tavanomainen suhde ennustaa, ja niiden laskemiseen tarvitaan erilainen menetelmä.

Mikä on testiristeytys? Eliön, jolla ilmenee dominoiva fenotyyppi, risteyttäminen kolmoisresessiivisen yksilön (aabbcc) kanssa sen selvittämiseksi, onko tuntematon vanhempi kunkin geenin osalta homotsygoottinen vai heterotsygoottinen. Heterotsygoottinen vanhempi tuottaa jälkeläisiä, joilla on useita erilaisia fenotyyppejä; homotsygoottinen dominoiva vanhempi tuottaa jälkeläisiä, joilla kaikilla ilmenevät dominoivat fenotyypit.