Hesabu mifumo ya urithi wa kijenetiki kwa sifa mbili kwa kutumia kihesabu chetu cha msalaba wa dihybrid wa Punnett. Ingiza genotipi za wazazi ili kuona mchanganyiko wa watoto na uwiano wa phenotipi.
Ingiza genotypes za wazazi wawili kwa muundo AaBb.
Herufi kubwa zinaonyesha alleles zinazotawala, herufi ndogo zinaonyesha alleles za kurudi.
Mhesabu utaunda mraba wa Punnett na uwiano wa phenotypes.
Kihesabu cha dihybrid ni hesabu muhimu ya kijenetiki inayofuatilia urithi wa jeni mbili tofauti kwa wakati mmoja. Kihesabu hiki chenye nguvu cha Kihesabu cha Dihybrid kinarahisisha mchakato mgumu wa kuhesabu matokeo ya kijenetiki wakati wa kulea viumbe vyenye tabia mbili tofauti za kijenetiki. Kwa kuzalisha Punnett square kamili, kihesabu hiki kinawakilisha kwa njia ya picha mchanganyiko wote wa kijenetiki wa watoto, na kuifanya kuwa chombo chenye thamani kwa wanafunzi, walimu, watafiti, na wale wanaolea.
Katika kijenetiki, kuelewa jinsi tabia zinavyopitishwa kutoka kwa wazazi hadi watoto ni muhimu. Wakati Gregor Mendel alifanya majaribio yake ya msingi na mimea ya mbaazi katika miaka ya 1860, aligundua kuwa tabia zinafuata mifumo ya urithi inayoweza kutabiriwa. Kihesabu cha dihybrid kinapanua kanuni za Mendel kufuatilia jeni mbili tofauti kwa wakati mmoja, na kufichua uwiano wa kihesabu wa phenotypes (tabia zinazoweza kuonekana) zinazojitokeza kwa watoto.
Kihesabu hiki cha Punnett cha kijenetiki kinondoa hesabu za mikono zinazohitajika kwa kawaida kwa mivutano ya dihybrid. Kwa kuingiza tu genotypes za viumbe viwili vya wazazi, unaweza kuona mara moja safu kamili ya genotypes zinazowezekana za watoto na uwiano wao wa phenotypic. Iwe unajifunza kwa mtihani wa biolojia, unafundisha dhana za kijenetiki, au kupanga mipango ya kulea, chombo hiki kinatoa matokeo sahihi kwa juhudi ndogo.
Kabla ya kutumia kihesabu cha dihybrid, ni muhimu kuelewa baadhi ya dhana za kijenetiki za msingi:
Alleles: Fomu mbadala za jeni. Katika alama zetu, herufi kubwa (A, B) zinawakilisha alleles za kutawala, wakati herufi ndogo (a, b) zinawakilisha alleles za kurithi.
Genotype: Muundo wa kijenetiki wa kiumbe, unaowakilishwa na mchanganyiko wa herufi kama AaBb.
Phenotype: Tabia zinazoweza kuonekana zinazotokana na genotype. Wakati allele ya kutawala inapatikana (A au B), tabia ya kutawala inajitokeza katika phenotype.
Homozygous: Kuwa na alleles sawa kwa jeni fulani (AA, aa, BB, au bb).
Heterozygous: Kuwa na alleles tofauti kwa jeni fulani (Aa au Bb).
Kihesabu cha dihybrid kinafuata kanuni ya kihesabu ya ugawaji huru, ambayo inasema kwamba alleles za jeni tofauti zinagawanyika kwa uhuru wakati wa kuunda gametes. Kanuni hii inatuwezesha kuhesabu uwezekano wa mchanganyiko maalum wa genotypes katika watoto.
Msingi wa kuamua genotypes zinazowezekana za watoto katika kihesabu cha dihybrid unajumuisha:
Kutambua genotypes za wazazi: Kila mzazi ana genotype yenye alleles mbili kwa kila moja ya jeni mbili (mfano, AaBb).
Kuhesabu gametes zinazowezekana: Kila mzazi huzalisha gametes zinazo zawisha allele moja kutoka kila jeni. Kwa mzazi mwenye heterozygous (AaBb), gametes nne tofauti zinapatikana: AB, Ab, aB, na ab.
Kuunda Punnett square: Gridi inayoonyesha mchanganyiko wote wa gametes kutoka kwa wazazi wote wawili.
Kuhesabu uwiano wa phenotypic: Kulingana na uhusiano wa kutawala kati ya alleles.
Kwa mivutano ya kawaida ya dihybrid kati ya wazazi wawili wenye heterozygous (AaBb × AaBb), uwiano wa phenotypic unafuata muundo wa 9:3:3:1:
Ambapo alama ya underscore (_) inaonyesha kwamba allele inaweza kuwa ya kutawala au ya kurithi bila kuathiri phenotype.
Wakati wa meiosis (mchakato wa kugawanyika wa seli unaozalisha gametes), kromosomu zinagawanyika na kusambaza alleles kwa gametes tofauti. Kwa genotype ya dihybrid (AaBb), gametes zinazowezekana ni:
Kila moja ya gametes hizi ina uwezekano sawa wa 25% wa kuunda ikiwa jeni ziko kwenye kromosomu tofauti (hazihusiani).
Kihesabu chetu cha Kihesabu cha Dihybrid kinafanya hesabu za kijenetiki kuwa rahisi na za kueleweka. Fuata hatua hizi ili kuunda Punnett squares sahihi na uwiano wa phenotypes:
Kihesabu kinathibitisha moja kwa moja ingizo lako ili kuhakikisha kinafuata muundo sahihi. Genotypes zinazofaa lazima:
Ikiwa utaingiza genotype isiyo sahihi, ujumbe wa makosa utaonekana. Rekebisha ingizo lako kulingana na miongozo iliyotolewa.
Mara tu umeingiza genotypes zinazofaa, kihesabu kinazalisha moja kwa moja:
Punnett Square: Gridi inayoonyesha mchanganyiko wote wa genotypes za watoto kulingana na gametes kutoka kwa wazazi wote wawili.
Uwiano wa Phenotype: Kichwa cha tabia tofauti na sehemu zao katika idadi ya watoto.
Kwa mfano, na wazazi wawili wenye heterozygous (AaBb × AaBb), utaona:
Tumia kitufe cha "Nakili Matokeo" ili kunakili Punnett square kamili na uwiano wa phenotypes kwenye clipboard yako. Kisha unaweza kupaste habari hii kwenye maelezo yako, ripoti, au kazi.
Hebu tuchunguze baadhi ya hali za kawaida za kihesabu cha dihybrid ili kuonyesha jinsi kihesabu kinavyofanya kazi:
Hii ni mivutano ya kawaida ya dihybrid inayozalisha uwiano wa phenotypic wa 9:3:3:1.
Gametes za Mzazi 1: AB, Ab, aB, ab
Gametes za Mzazi 2: AB, Ab, aB, ab
Punnett square inayotokana ni gridi ya 4×4 yenye genotypes 16 zinazowezekana za watoto:
| AB | Ab | aB | ab | |
|---|---|---|---|---|
| AB | AABB | AABb | AaBB | AaBb |
| Ab | AABb | AAbb | AaBb | Aabb |
| aB | AaBB | AaBb | aaBB | aaBb |
| ab | AaBb | Aabb | aaBb | aabb |
Uwiano wa Phenotype:
Mivutano hii inawakilisha kulea kati ya kiumbe chenye kutawala safi na kiumbe chenye kurithi safi.
Gametes za Mzazi 1: AB (gamete moja tu inayowezekana)
Gametes za Mzazi 2: ab (gamete moja tu inayowezekana)
Punnett square inayotokana ni gridi ya 1×1 yenye genotype moja tu inayowezekana ya watoto:
| ab | |
|---|---|
| AB | AaBb |
Uwiano wa Phenotype:
Watoto wote watakuwa na heterozygous kwa jeni zote mbili (AaBb) na wataonyesha tabia zote za kutawala.
Mivutano hii inawakilisha kulea kati ya kiumbe mwenye heterozygous na kiumbe chenye kutawala safi.
Gametes za Mzazi 1: AB, Ab, aB, ab
Gametes za Mzazi 2: AB (gamete moja tu inayowezekana)
Punnett square inayotokana ni gridi ya 4×1 yenye genotypes 4 zinazowezekana za watoto:
| AB | |
|---|---|
| AB | AABB |
| Ab | AABb |
| aB | AaBB |
| ab | AaBb |
Uwiano wa Phenotype:
Watoto wote wataonyesha tabia zote za kutawala, ingawa genotypes zao zinatofautiana.
Kihesabu cha Dihybrid kina matumizi mengi ya vitendo katika nyanja mbalimbali:
Kufundisha Kijenetiki: Walimu hutumia mivutano ya dihybrid kuonyesha kanuni za urithi wa Mendelian na dhana za uwezekano.
Kujifunza kwa Wanafunzi: Wanafunzi wanaweza kuthibitisha hesabu zao za mikono na kuona matokeo ya kijenetiki kwa ufanisi zaidi.
Kujiandaa kwa Mitihani: Kihesabu kinawasaidia wanafunzi kufanya mazoezi ya kutatua matatizo ya kijenetiki kwa mitihani ya biolojia.
Kubuni Majaribio: Watafiti wanaweza kutabiri uwiano unaotarajiwa kabla ya kufanya majaribio ya kulea.
Analizi ya Data: Kihesabu kinasaidia kulinganisha matarajio ya nadharia na matokeo ya majaribio.
Uundaji wa Kijenetiki: Sayansi inaweza kuunda mifano ya mifumo ya urithi wa tabia nyingi kwa wakati mmoja.
Kuboresha Mazao: Wale wanaolea mimea hutumia hesabu za dihybrid kuboresha aina zenye mchanganyiko wa tabia zinazotakiwa.
Kulea Mifugo: Wale wanaolea wanyama wanatabiri tabia za watoto wanapochagua kwa tabia nyingi.
Kijenetiki ya Uhifadhi: Wasimamizi wa wanyamapori wanaweza kuunda mifano ya utofauti wa kijenetiki na usambazaji wa tabia katika idadi inayosimamiwa.
Ushauri wa Kijenetiki: Kuelewa mifumo ya urithi husaidia katika kutoa ushauri kwa familia kuhusu matatizo ya kijenetiki.
Utafiti wa Magonjwa: Watafiti wanafuatilia urithi wa jeni zinazohusiana na magonjwa na mwingiliano wao.
Ingawa njia ya Punnett ni bora kwa kuonyesha mivutano ya dihybrid, kuna njia mbadala za kufanya hesabu za kijenetiki:
Njia ya Uwezekano: Badala ya kuunda Punnett square, unaweza kuzidisha uwezekano wa matokeo ya jeni binafsi. Kwa mfano, katika mivutano kati ya AaBb × AaBb:
Njia ya Mchoro wa Matawi: Hii inatumia muundo kama mti kuonyesha mchanganyiko wote, ambayo inaweza kusaidia wanafunzi wa kuona.
Njia ya Mstari wa Matawi: Kifupi kama chati ya mtiririko, njia hii inafuatilia njia za alleles kupitia vizazi.
Simulizi za Kompyuta: Kwa hali ngumu zaidi za kijenetiki zinazohusisha jeni nyingi au urithi usio wa Mendelian, programu maalum zinaweza kufanya uchambuzi wa hali ngumu zaidi.
Dhana ya kihesabu cha dihybrid ina historia tajiri katika maendeleo ya sayansi ya kijenetiki:
Gregor Mendel, mtawa wa Augustinian na mwanasayansi, alifanya majaribio ya kwanza ya kihesabu cha dihybrid yaliyorekodiwa katika miaka ya 1860 kwa kutumia mimea ya mbaazi. Baada ya kuanzisha kanuni za urithi kupitia mivutano ya monohybrid (kufuatilia tabia moja), Mendel alipanua utafiti wake kufuatilia tabia mbili kwa wakati mmoja.
Katika karatasi yake ya kihistoria "Majaribio ya Mchanganyiko wa Mimea" (1866), Mendel alielezea kuvuka mimea ya mbaazi ambayo ilitofautiana katika sifa mbili: umbo la mbegu (duara au wrinkle) na rangi ya mbegu (njano au kijani). Rekodi zake za makini zilionyesha kuwa tabia zilikuwa zinagawanyika kwa uhuru, zikileta uwiano wa phenotypic wa 9:3:3:1 katika kizazi cha F2.
Kazi hii ilipelekea kuundwa kwa kanuni ya Mendel inayoitwa Sheria ya Ugawaji Huru, ambayo inasema kwamba alleles za tabia tofauti zinagawanyika kwa uhuru wakati wa kuunda gametes.
Kazi ya Mendel ilipuuziliwa mbali kwa kiasi kikubwa hadi mwaka wa 1900, wakati wanabiolojia watatu—Hugo de Vries, Carl Correns, na Erich von Tschermak—waligundua tena kanuni zake kwa kujitegemea. Kugunduliwa tena huku kulichochea enzi ya kisasa ya kijenetiki.
Katika karne ya 20, kazi ya Thomas Hunt Morgan na nzi wa matunda ilitoa ushahidi wa kimaabara unaounga mkono kanuni za Mendelian na kupanua uelewa wetu wa jeni zilizounganishwa na kuunganisha kijenetiki.
Maendeleo ya kijenetiki ya molekuli katika karne ya 20 ya kati yalifunua msingi wa kimwili wa urithi wa Mendelian katika muundo wa DNA na tabia za kromosomu wakati wa meiosis. Uelewa huu wa kina umewawezesha wanasayansi kuelezea tofauti za mifumo ya Mendelian, kama vile uhusiano, epistasis, na urithi wa polygenic.
Leo, zana za kompyuta kama Kihesabu cha Dihybrid zinasababisha hesabu hizi ngumu za kijenetiki kuwa rahisi kwa kila mtu, zikiendelea na maendeleo ya uchambuzi wa kijenetiki ambayo yalianza na uangalizi wa makini wa Mendel.
Kihesabu cha dihybrid ni mivutano ya kijenetiki kati ya viumbe viwili ambao wana heterozygous kwa jeni mbili tofauti (tabia). Inaruhusu wanakijenetiki kujifunza jinsi jeni mbili tofauti zinavyorithishwa kwa wakati mmoja na kwa uhuru. Kihesabu cha dihybrid cha kawaida kati ya wazazi wawili wa AaBb kinatoa watoto katika uwiano wa phenotypic wa 9:3:3:1 wakati jeni zote zinaonyesha kutawala kamili.
Matokeo ya kihesabu cha dihybrid kwa kawaida yanaweza kuwasilishwa katika Punnett square, ambayo inaonyesha mchanganyiko wote wa genotypes katika watoto. Ili kutafsiri matokeo:
Genotype inahusu muundo wa kijenetiki wa kiumbe—alleles maalum zinazomiliki kwa kila jeni (mfano, AaBb). Phenotype inahusu tabia zinazoweza kuonekana zinazotokana na genotype, zinazoathiriwa na ni alleles zipi zinazotawala au za kurithi. Kwa mfano, kiumbe chenye genotype AaBb kitaonyesha tabia za kutawala zote mbili ikiwa A na B ni alleles za kutawala.
Uwiano wa 9:3:3:1 unapatikana katika kizazi cha F2 cha kihesabu cha dihybrid kati ya wazazi wawili wenye heterozygous (AaBb × AaBb) kwa sababu:
Uwiano huu ni matokeo ya kihesabu ya ugawaji huru na uwiano wa 3:1 kwa kila jeni binafsi.
Ndio, mivutano ya dihybrid inaweza kujumuisha jeni zenye kutokuwa na kutawala au kutawala kwa pamoja, lakini uwiano wa phenotypic utatofautiana na ule wa kawaida wa 9:3:3:1. Kwa kutokuwa na kutawala, heterozygotes huonyesha phenotype ya kati. Kwa kutawala kwa pamoja, heterozygotes huonyesha alleles zote kwa wakati mmoja. Kihesabu chetu kinazingatia hali za kutawala kamili, ambapo allele moja inatawala juu ya nyingine.
Jeni zilizounganishwa ziko karibu pamoja kwenye kromosomu moja na huwa zinapitishwa pamoja, ambayo inakiuka Sheria ya Ugawaji Huru ya Mendel. Uhusiano huu unapunguza aina ya gametes zinazozalishwa na kubadilisha uwiano wa phenotypic unaotarajiwa. Kiwango cha tofauti kinategemea kiwango cha kuunganishwa kati ya jeni zilizounganishwa. Kihesabu chetu kinadhani jeni hazihusiani na zinagawanyika kwa uhuru.
Hapana, kihesabu hiki kimeundwa mahsusi kwa ajili ya mivutano ya dihybrid inayohusisha jeni mbili tu. Kwa uchambuzi wa mivutano yenye jeni tatu au zaidi (trihybrid au polyhybrid), zana ngumu zaidi au programu zitahitajika.
Kihesabu cha Dihybrid kinatoa matokeo sahihi kwa msingi wa kanuni za kijenetiki za Mendelian. Hata hivyo, ni muhimu kutambua kuwa urithi wa kijenetiki wa kweli unaweza kuathiriwa na mambo ambayo hayajazingatiwa katika mifano ya kijenetiki ya msingi, kama vile uhusiano wa jeni, epistasis, pleiotropy, na athari za mazingira kwenye uonyeshaji wa jeni.
Ndio, kanuni za mivutano ya dihybrid zinatumika kwa kijenetiki ya binadamu, na unaweza kutumia kihesabu hiki kutabiri mifumo ya urithi kwa tabia mbili tofauti kwa binadamu. Hata hivyo, tabia nyingi za binadamu zinaathiriwa na jeni nyingi au mambo ya mazingira, na kufanya kuwa ngumu zaidi kuliko urithi wa Mendelian rahisi unaotolewa na kihesabu hiki.
Alama ya underscore () ni alama ya wild card ambayo inaonyesha kwamba allele inaweza kuwa ya kutawala au ya kurithi bila kuathiri phenotype. Kwa mfano, A_B inawakilisha genotypes zote zenye angalau allele moja ya kutawala A na angalau allele moja ya kutawala B, ambayo inajumuisha: AABB, AABb, AaBB, na AaBb. Genotypes hizi zote zinatoa phenotype sawa (zinaonyesha tabia zote za kutawala).
Klug, W. S., Cummings, M. R., Spencer, C. A., & Palladino, M. A. (2019). Misingi ya Kijenetiki (toleo la 12). Pearson.
Pierce, B. A. (2017). Kijenetiki: Njia ya Kimaadili (toleo la 6). W.H. Freeman.
Griffiths, A. J. F., Wessler, S. R., Carroll, S. B., & Doebley, J. (2015). Utangulizi wa Uchambuzi wa Kijenetiki (toleo la 11). W.H. Freeman.
Hartl, D. L., & Ruvolo, M. (2012). Kijenetiki: Uchambuzi wa Jeni na Genomes (toleo la 8). Jones & Bartlett Learning.
Snustad, D. P., & Simmons, M. J. (2015). Misingi ya Kijenetiki (toleo la 7). Wiley.
Brooker, R. J. (2018). Kijenetiki: Uchambuzi na Misingi (toleo la 6). McGraw-Hill Education.
Russell, P. J. (2009). iGenetics: Njia ya Masi (toleo la 3). Pearson.
Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM). https://www.omim.org/
Taasisi ya Kitaifa ya Utafiti wa Genomu ya Binadamu. "Kihesabu cha Dihybrid." https://www.genome.gov/genetics-glossary/Dihybrid-Cross
Mendel, G. (1866). "Majaribio ya Mchanganyiko wa Mimea." Mchakato wa Jumuiya ya Historia ya Asili ya Brünn.
Kihesabu chetu cha Kihesabu cha Dihybrid kinarahisisha hesabu ngumu za kijenetiki, na kufanya iwe rahisi kuelewa na kutabiri mifumo ya urithi wa tabia mbili tofauti. Iwe wewe ni mwanafunzi, mwalimu, mtafiti, au mtaalamu wa kulea, chombo hiki kinatoa matokeo sahihi mara moja.
Ingiza genotypes za wazazi wako sasa ili kuunda Punnett square kamili na uchambuzi wa phenotype. Hakuna tena hesabu za mikono au makosa yanayoweza kutokea—pata utabiri sahihi wa kijenetiki kwa kubonyeza chache tu!
Gundua zana zaidi ambazo zinaweza kuwa na manufaa kwa mtiririko wako wa kazi