삼인자 교차 계산기 - 무료 퍼넷 사각형 생성기

삼잡종 교배 계산기란?

삼잡종 교배 계산기는 두 부모가 서로 다른 세 개의 유전자를 가질 때 자손의 유전자형과 표현형을 예측합니다. 이 계산기는 교배에 대한 전체 8×8 퍼넷 사각형을 만들고 그 결과로 나온 표현형 비율을 합산합니다. 이 작업은 손으로 하면 오래 걸립니다.

삼잡종 교배는 단일잡종 교배(유전자 하나)나 이잡종 교배(유전자 두 개)와 달리 세 쌍의 유전자를 동시에 추적합니다. 각 유전자는 독립적으로 유전되므로, 유전자 세 개는 유전자 하나나 두 개보다 훨씬 많은 자손 조합을 만들 수 있습니다.

기초 유전학 용어

• 유전자: 종자 색과 같은 하나의 형질에 대한 지시를 담은 DNA의 한 구간입니다.
• 대립유전자: 유전자의 한 형태입니다. 하나의 유전자에는 우성 대립유전자와 열성 대립유전자가 있을 수 있습니다.
• 우성 대립유전자: 대문자(A, B, C)로 씁니다. 한 개만 있어도 우성 형질이 나타납니다.
• 열성 대립유전자: 소문자(a, b, c)로 씁니다. 열성 형질이 나타나려면 두 개가 필요합니다.
• 유전자형: 생물이 각 유전자에 대해 지니는 대립유전자 쌍으로, AaBbCc와 같이 나타냅니다.
• 표현형: 유전자형에 따라 실제로 나타나는 형질입니다.
• 동형접합: 유전자의 두 대립유전자가 서로 같다는 뜻으로, AA 또는 aa와 같이 나타냅니다.
• 이형접합: 두 대립유전자가 서로 다르다는 뜻으로, Aa와 같이 나타냅니다.

계산기에 유전자형을 입력하는 방법

각 유전자형은 정확히 여섯 글자여야 합니다. 두 글자씩 이루어진 세 쌍의 유전자입니다. 각 쌍은 같은 글자를 사용해야 하며, 대문자와 소문자 하나씩이거나 같은 대소문자 두 개여야 합니다.

한 쌍에서는 대문자가 먼저 와야 합니다. 계산기는 Aa는 허용하지만 잘못된 형식인 aA는 거부합니다. 대소문자 순서를 확인하고 열성 글자가 먼저 오는 쌍을 잘못된 형식으로 표시하기 때문입니다. 어느 한 부모의 유전자형이라도 이 검사를 통과하지 못하면 도구는 오류를 표시하고 퍼넷 사각형을 생성하지 않습니다.

유효한 예: AaBbCc, AABBCC, aabbcc, AABbcc. 유효하지 않은 예: aAbBcC(글자 순서가 잘못됨), AaBb(유전자가 두 개뿐임), AaBbCcDd(유전자가 네 개임), AbCdef(한 쌍 안의 글자가 서로 맞지 않음), AaBb1c(숫자는 대립유전자 기호가 아님).

글자 선택에는 제한이 없습니다. A, B, C가 교과서에서 흔히 사용하는 기호이지만 RrYyGg도 같은 방식으로 작동하며, 결과에는 입력한 글자가 사용됩니다. 두 부모는 동일한 세 유전자를 같은 순서로 표시해야 합니다. 사각형이 첫 번째 유전자와 첫 번째 유전자, 두 번째 유전자와 두 번째 유전자, 세 번째 유전자와 세 번째 유전자를 짝짓기 때문입니다. AaBbCc와 DdEeFf를 교배하면 서로 다른 유전자가 여섯 개가 되므로, 도구는 사각형을 그리는 대신 오류를 보고합니다.

삼잡종 교배 계산 방법

1. 각 부모의 생식세포를 구합니다. 세 쌍의 유전자가 모두 이형접합인 부모(AaBbCc)는 각 쌍에서 대립유전자 하나씩을 물려줄 수 있습니다. 따라서 가능한 생식세포 조합은 2 × 2 × 2 = 8가지입니다: ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc.

2. 퍼넷 사각형을 만듭니다. 한 부모의 8 생식세포를 위쪽에 가로로 배열하고 다른 부모의 8 생식세포를 왼쪽에 세로로 배열합니다. 그러면 가능한 자손 유전자형마다 하나씩 배정된 8×8 크기의 64칸 격자가 만들어집니다.

3. 표현형을 읽습니다. 한 칸의 유전자형에서 각 유전자를 확인할 때, 그 쌍에 대문자 대립유전자가 하나라도 있으면 자손에게 우성 형질이 나타납니다. 그렇지 않으면 열성 형질이 나타납니다. 표현형은 교배에 사용한 것과 같은 유전자 글자로 표시합니다. AaBbCc 자손은 ABc와 같은 표기를, DdEeFf 자손은 DEf와 같은 표기를 갖습니다.

4. 표현형을 합산합니다. 64개의 칸이 가능한 8가지 표현형 조합(ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc) 각각에 몇 개씩 해당하는지 셉니다.

이 방법은 독립적 분리에 기반합니다. 세 유전자는 서로 다른 염색체에 있거나 같은 염색체에 있더라도 충분히 멀리 떨어져 있어 서로 독립적으로 유전되어야 합니다. 같은 염색체에 가까이 있는 유전자(연관 유전자)는 이러한 비율을 따르지 않습니다.

삼잡종 교배 공식

세 유전자가 독립적으로 분리되므로 특정 형질 조합이 나타날 확률은 각 유전자가 개별적으로 나타날 확률의 곱입니다:

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

여기서 A, B, C는 세 형질이고, P는 형질이 나타날 확률이며, 왼쪽 항은 세 형질이 모두 함께 나타날 확률입니다.

세 유전자에 대해 모두 이형접합인 두 부모(AaBbCc × AaBbCc)의 교배에서는 각 유전자가 단독으로 표준 단일잡종 비율인 3 우성 : 1 열성을 만듭니다. 세 유전자를 결합하면 이 비율을 세제곱합니다:

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

이 여덟 수를 더하면 64가 되며, 이는 퍼넷 사각형의 64칸과 일치합니다. 이 64개 중:

• 27개의 자손(42.19%)은 세 우성 형질을 모두 나타냅니다.
• 9개의 자손(14.06%)은 열성 형질이 하나씩 포함된 세 조합 각각을 나타냅니다.
• 3개의 자손(4.69%)은 열성 형질이 두 개씩 포함된 세 조합 각각을 나타냅니다.
• 1개의 자손(1.56%)은 세 열성 형질을 모두 나타냅니다.

예: AaBbCc × AaBbCc

세 유전자 모두에 대해 이형접합인 두 부모를 교배합니다. 두 부모는 같은 8가지 생식세포 유형(ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc)을 만들므로, 퍼넷 사각형에는 이러한 생식세포를 하나씩 짝지어 만든 64개의 칸이 있습니다.

전체 64개 칸의 표현형을 세면 다음과 같습니다:

이것이 고전적인 27:9:9:9:3:3:3:1 비율입니다. 이 비율은 두 부모가 세 유전자 모두에 대해 이형접합이고 각 유전자에서 완전 우성이 나타날 때만 성립합니다.

이 비율이 적용되지 않는 경우

다음과 같은 몇 가지 상황에서는 표준 27:9:9:9:3:3:3:1 비율이 깨집니다:

• 연관 유전자: 같은 염색체에 가까이 있는 유전자는 우연히 예상되는 것보다 더 자주 함께 유전됩니다.
• 불완전 우성 또는 공동 우성: 일부 유전자는 단순한 우성-열성 양상을 따르지 않으므로 표현형 범주가 달라집니다.
• 상위성: 한 유전자가 다른 유전자의 효과를 가리거나 바꿀 수 있습니다.
• 작은 표본 크기: 실제 한 배의 새끼나 종자 묶음은 64보다 훨씬 작으므로, 관찰된 수는 우연히 이론적 비율과 달라질 수 있습니다.

배경

퍼넷 사각형은 영국의 유전학자 레지널드 퍼넷의 이름을 딴 것으로, 그는 윌리엄 베이트슨과 함께 연구하던 1905년경 이 격자 방법을 개발했습니다. 이 방법은 그레고어 멘델이 처음 수학적으로 설명한 교배를 시각화합니다. 멘델의 완두 식물에 관한 1866년 논문은 이 계산기가 적용하는 유전 규칙을 정리했습니다.

자주 묻는 질문

삼잡종 교배란 무엇인가? 우성 대립유전자와 열성 대립유전자를 각각 가진 세 개의 서로 다른 유전자를 동시에 추적하는 두 생물 사이의 교배입니다.

세 쌍이 모두 이형접합인 개체는 몇 종류의 생식세포를 만드나요? 여덟 종류입니다. 유전자형이 AaBbCc인 부모는 2³ = 8가지 생식세포 유형을 만듭니다. 세 유전자 쌍 각각에서 어느 대립유전자든 독립적으로 기여할 수 있기 때문입니다.

AaBbCc × AaBbCc의 표현형 비율은 얼마인가요? 27:9:9:9:3:3:3:1이며, 전체 자손 64마리를 기준으로 합니다. 이는 독립적 분리와 세 유전자 모두에서의 완전 우성을 가정합니다.

계산기에 유전자형을 어떻게 입력해야 하나요? 정확히 여섯 글자를 사용하고 각 쌍에서 대문자를 소문자보다 앞에 씁니다. 예를 들면 AaBbCc입니다. 계산기는 aAbBcC와 같은 유전자형을 거부합니다. 해당 쌍에서 열성 글자가 우성 글자보다 앞에 있기 때문입니다.

A, B, C 이외의 글자를 사용해도 되나요? 네. 두 부모가 같은 세 글자를 같은 순서로 사용하기만 하면 어떤 글자든 됩니다. 표현형 표기에도 그 글자가 사용되므로, RrYyGg 교배에서는 RYG, RYg, RyG 등의 결과가 표시됩니다.

같은 염색체에 연관된 유전자에도 이 방법이 적용되나요? 아니요. 계산기는 독립적 분리를 가정합니다. 연관 유전자는 표준 비율이 예측하는 것보다 더 자주 함께 유전되므로 다른 계산 방법이 필요합니다.

검정교배란 무엇인가요? 우성 표현형을 나타내는 개체를 세 쌍 모두 열성인 개체(aabbcc)와 교배하여, 미지의 부모가 각 유전자에서 동형접합인지 이형접합인지 알아내는 방법입니다. 이형접합인 부모는 여러 가지 표현형의 자손을 만들고, 우성 동형접합인 부모는 자손 모두에게 우성 표현형이 나타나게 합니다.