เครื่องคำนวณการผสมข้ามสามยีน - เครื่องสร้างตารางพันเน็ตฟรี

เครื่องคำนวณการผสมแบบไตรไฮบริดคืออะไร?

เครื่องคำนวณการผสมพันธุ์แบบไตรไฮบริดทำนายจีโนไทป์และฟีโนไทป์ของลูกหลานเมื่อพ่อแม่มีความแตกต่างกันที่ยีนสามตำแหน่ง การผสมนี้สร้างตารางพันเนตต์ขนาดเต็ม 8×8 และรวมอัตราส่วนฟีโนไทป์ที่ได้ ซึ่งหากคำนวณด้วยมือจะใช้เวลานาน

การผสมพันธุ์แบบไตรไฮบริดติดตามคู่ยีนสามคู่พร้อมกัน ต่างจากการผสมแบบโมโนไฮบริด (ยีนหนึ่งคู่) หรือไดไฮบริด (ยีนสองคู่) เนื่องจากยีนแต่ละคู่ถ่ายทอดอย่างอิสระ ยีนสามคู่จึงสร้างชุดผสมของลูกหลานที่เป็นไปได้มากกว่ายีนหนึ่งหรือสองคู่มาก

คำศัพท์พื้นฐานทางพันธุศาสตร์

• ยีน: ส่วนหนึ่งของดีเอ็นเอที่มีคำสั่งกำหนดลักษณะหนึ่งอย่าง เช่น สีเมล็ด
• แอลลีล: รูปแบบหนึ่งของยีน ยีนหนึ่งอาจมีแอลลีลเด่นและแอลลีลด้อย
• แอลลีลเด่น: เขียนด้วยอักษรตัวพิมพ์ใหญ่ (A, B, C) มีเพียงหนึ่งสำเนาก็เพียงพอที่จะแสดงลักษณะเด่น
• แอลลีลด้อย: เขียนด้วยอักษรตัวพิมพ์เล็ก (a, b, c) ต้องมีสองสำเนาจึงจะแสดงลักษณะด้อย
• จีโนไทป์: คู่แอลลีลที่สิ่งมีชีวิตมียีนแต่ละคู่ เช่น AaBbCc
• ฟีโนไทป์: ลักษณะที่แสดงออกจริง โดยพิจารณาจากจีโนไทป์
• โฮโมไซกัส: แอลลีลทั้งสองของยีนหนึ่งคู่เหมือนกัน เช่น AA หรือ aa
• เฮเทอโรไซกัส: แอลลีลทั้งสองแตกต่างกัน เช่น Aa

วิธีจัดรูปแบบจีโนไทป์สำหรับเครื่องคำนวณ

จีโนไทป์แต่ละรายการต้องมีอักษรหกตัวพอดี แบ่งเป็นยีนสามคู่ คู่ละสองตัว แต่ละคู่ต้องใช้อักษรเดียวกัน โดยเป็นตัวพิมพ์ใหญ่หนึ่งตัวกับตัวพิมพ์เล็กหนึ่งตัว หรือเป็นตัวพิมพ์แบบเดียวกันทั้งสองตัว

ภายในแต่ละคู่ อักษรตัวพิมพ์ใหญ่ต้องอยู่ก่อน เครื่องคำนวณยอมรับ Aa แต่ปฏิเสธ aA ว่าเป็นรูปแบบไม่ถูกต้อง เพราะจะตรวจลำดับตัวพิมพ์และถือว่าคู่ใดก็ตามที่มีอักษรด้อยอยู่ก่อนเป็นรูปแบบไม่ถูกต้อง หากจีโนไทป์ของพ่อหรือแม่ฝ่ายใดไม่ผ่านการตรวจนี้ เครื่องมือจะแสดงข้อผิดพลาดและไม่สร้างตารางพันเนตต์

ตัวอย่างที่ถูกต้อง: AaBbCc, AABBCC, aabbcc, AABbcc ตัวอย่างที่ไม่ถูกต้อง: aAbBcC (ลำดับอักษรผิด), AaBb (มีเพียงยีนสองคู่), AaBbCcDd (มียีนสี่คู่), AbCdef (อักษรภายในคู่ไม่ตรงกัน), AaBb1c (ตัวเลขไม่ใช่สัญลักษณ์แอลลีล)

การเลือกใช้อักษรเป็นอิสระ A, B และ C เป็นสัญลักษณ์ที่ใช้กันทั่วไปในตำรา แต่ RrYyGg ก็ใช้ได้เช่นเดียวกัน และผลลัพธ์จะแสดงด้วยอักษรที่ป้อนเข้าไป พ่อแม่ทั้งสองฝ่ายต้องระบุยีนสามคู่เดียวกันและเรียงลำดับเดียวกัน เพราะตารางจะจับคู่ยีนแรกกับยีนแรก ยีนที่สองกับยีนที่สอง และยีนที่สามกับยีนที่สาม การผสม AaBbCc กับ DdEeFf ระบุยีนต่างกันหกคู่ ดังนั้นเครื่องมือจึงรายงานข้อผิดพลาดแทนที่จะสร้างตาราง

วิธีคำนวณการผสมแบบไตรไฮบริด

1 ค้นหาเซลล์สืบพันธุ์ของพ่อแม่แต่ละฝ่าย พ่อแม่ที่มีคู่ยีนเฮเทอโรไซกัสสามคู่ (AaBbCc) สามารถถ่ายทอดแอลลีลจากแต่ละคู่ได้หนึ่งตัว จึงมีชุดผสมของเซลล์สืบพันธุ์ที่เป็นไปได้ 2 × 2 × 2 = 8 ชุด ได้แก่ ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC และ abc

2 สร้างตารางพันเนตต์ เรียงเซลล์สืบพันธุ์ของพ่อแม่ฝ่ายหนึ่ง 8 ไว้ด้านบน และของอีกฝ่าย 8 ไว้ตามแนวด้านข้าง ตารางนี้จะเป็นกริดขนาด 8×8 จำนวน 64 ช่อง แต่ละช่องแทนจีโนไทป์ของลูกหลานที่เป็นไปได้หนึ่งแบบ

3 อ่านฟีโนไทป์ สำหรับยีนแต่ละคู่ในจีโนไทป์ของช่องนั้น ลูกหลานจะแสดงลักษณะเด่นหากมีแอลลีลตัวพิมพ์ใหญ่อย่างน้อยหนึ่งตัวในคู่นั้น มิฉะนั้นจะแสดงลักษณะด้อย ฟีโนไทป์จะเขียนด้วยอักษรยีนชุดเดียวกับที่ใช้ในการผสม: ลูกหลาน AaBbCc ให้ป้ายกำกับเช่น ABc และลูกหลาน DdEeFf ให้ป้ายกำกับเช่น DEf

4 รวมจำนวนฟีโนไทป์ นับว่า 64 ช่องใดบ้างอยู่ในชุดฟีโนไทป์ที่เป็นไปได้แต่ละแบบจากทั้งหมด 8 แบบ (ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc)

วิธีนี้อาศัย การแยกตัวอย่างอิสระ: ยีนทั้งสามต้องอยู่บนโครโมโซมคนละแท่ง หรืออยู่ห่างกันมากพอบนโครโมโซมเดียวกันจนถ่ายทอดแยกจากกัน ยีนที่อยู่ใกล้กันบนโครโมโซมเดียวกัน (ยีนที่เชื่อมโยงกัน) จะไม่เป็นไปตามอัตราส่วนเหล่านี้

สูตรการผสมแบบไตรไฮบริด

เนื่องจากยีนทั้งสามแยกตัวอย่างอิสระ ความน่าจะเป็นของชุดลักษณะใดชุดหนึ่งจึงเท่ากับผลคูณของความน่าจะเป็นของยีนแต่ละคู่:

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

โดยที่ A, B และ C เป็นลักษณะทั้งสาม, P คือความน่าจะเป็นที่ลักษณะหนึ่งจะปรากฏ และด้านซ้ายคือความน่าจะเป็นที่ลักษณะทั้งสามจะปรากฏพร้อมกัน

สำหรับการผสมระหว่างเฮเทอโรไซกัสสามคู่สองฝ่าย (AaBbCc × AaBbCc) ยีนแต่ละคู่เมื่อพิจารณาแยกกันจะให้อัตราส่วนมาตรฐานของการผสมแบบโมโนไฮบริดเป็น 3 ลักษณะเด่น : 1 ลักษณะด้อย การรวมยีนสามคู่จึงเท่ากับการยกกำลังสามของอัตราส่วนนี้:

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

ตัวเลขทั้งแปดนี้รวมกันได้ 64 ซึ่งตรงกับจำนวน 64 ช่องในตารางพันเนตต์ ในกลุ่ม 64 นี้:

• ลูกหลาน 27 ราย (42.19%) แสดงลักษณะเด่นทั้งสามประการ
• ลูกหลาน 9 ราย (14.06%) แสดงแต่ละชุดผสมสามแบบที่มีลักษณะด้อยหนึ่งประการ
• ลูกหลาน 3 ราย (4.69%) แสดงแต่ละชุดผสมสามแบบที่มีลักษณะด้อยสองประการ
• ลูกหลาน 1 ราย (1.56%) แสดงลักษณะด้อยทั้งสามประการ

ตัวอย่าง: AaBbCc × AaBbCc

ผสมพ่อแม่สองฝ่ายที่เป็นเฮเทอโรไซกัสสำหรับยีนทั้งสามคู่ ทั้งสองฝ่ายสร้างเซลล์สืบพันธุ์ชนิดเดียวกัน 8 ชนิด (ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc) ดังนั้นตารางพันเนตต์จึงมี 64 ช่อง ซึ่งสร้างจากการจับคู่เซลล์สืบพันธุ์เหล่านั้นทุกแบบ

เมื่อนับฟีโนไทป์ในช่องทั้งหมด 64 ช่อง จะได้:

นี่คืออัตราส่วนคลาสสิก 27:9:9:9:3:3:3:1 ซึ่งจะใช้ได้ก็ต่อเมื่อพ่อแม่ทั้งสองฝ่ายเป็นเฮเทอโรไซกัสสำหรับยีนทั้งสามคู่ และยีนแต่ละคู่มีการข่มอย่างสมบูรณ์

เมื่อไม่สามารถใช้อัตราส่วนนี้ได้

สถานการณ์บางอย่างทำให้อัตราส่วนมาตรฐาน 27:9:9:9:3:3:3:1 ใช้ไม่ได้:

• ยีนที่เชื่อมโยงกัน: ยีนที่อยู่ใกล้กันบนโครโมโซมเดียวกันจะถ่ายทอดไปด้วยกันบ่อยกว่าที่ความน่าจะเป็นคาดการณ์ไว้
• การข่มไม่สมบูรณ์หรือการข่มร่วม: ยีนบางคู่ไม่เป็นไปตามรูปแบบเด่น-ด้อยอย่างง่าย จึงทำให้กลุ่มฟีโนไทป์เปลี่ยนไป
• อีพิสตาซิส: ยีนหนึ่งสามารถบดบังหรือเปลี่ยนแปลงผลของยีนอีกคู่ได้
• ขนาดตัวอย่างเล็ก: ครอกจริงหรือชุดเมล็ดจริงมีขนาดเล็กกว่า 64 มาก ดังนั้นจำนวนที่สังเกตได้อาจแตกต่างจากอัตราส่วนตามทฤษฎีโดยบังเอิญ

ภูมิหลัง

ตารางพันเนตต์ตั้งชื่อตาม Reginald Punnett นักพันธุศาสตร์ชาวอังกฤษผู้พัฒนาวิธีใช้กริดขึ้นราว 1905 ขณะทำงานร่วมกับ William Bateson ตารางนี้แสดงภาพการผสมที่ Gregor Mendel อธิบายไว้ในเชิงคณิตศาสตร์เป็นครั้งแรก โดยบทความของเขาเกี่ยวกับต้นถั่วลันเตาในปี 1866 ได้วางหลักเกณฑ์การถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่เครื่องคำนวณนี้นำมาใช้

คำถามที่พบบ่อย

การผสมแบบไตรไฮบริดคืออะไร การผสมระหว่างสิ่งมีชีวิตสองชนิดหรือสองตัวที่ติดตามยีนสามคู่แยกกันในเวลาเดียวกัน โดยแต่ละคู่มีแอลลีลเด่นและแอลลีลด้อย

เฮเทอโรไซโกตสามคู่สร้างเซลล์สืบพันธุ์ได้กี่ชนิด แปดชนิด สิ่งมีชีวิตที่มีจีโนไทป์ AaBbCc สร้างเซลล์สืบพันธุ์ได้ 2³ = 8 ชนิด เพราะยีนแต่ละคู่จากทั้งสามคู่สามารถให้อัลลีลใดอัลลีลหนึ่งได้อย่างอิสระต่อกัน

อัตราส่วนฟีโนไทป์ของ AaBbCc × AaBbCc คือเท่าใด 27:9:9:9:3:3:3:1 จากลูกหลานทั้งหมด 64 ราย โดยสมมติว่ามีการแยกตัวอย่างอิสระและการข่มอย่างสมบูรณ์ในยีนทั้งสามคู่

ควรเขียนจีโนไทป์ในเครื่องคำนวณอย่างไร ใช้อักษรหกตัวพอดี โดยให้ตัวพิมพ์ใหญ่อยู่หน้าตัวพิมพ์เล็กภายในแต่ละคู่ เช่น AaBbCc เครื่องคำนวณจะปฏิเสธจีโนไทป์อย่าง aAbBcC เพราะอักษรด้อยอยู่หน้าอักษรเด่นในคู่นั้น

ใช้อักษรอื่นนอกเหนือจาก A, B และ C ได้หรือไม่ ได้ อักษรใดก็ใช้ได้ ตราบใดที่พ่อแม่ทั้งสองฝ่ายใช้อักษรสามตัวเดียวกันและเรียงลำดับเดียวกัน ป้ายกำกับฟีโนไทป์จะใช้อักษรเหล่านั้นด้วย ดังนั้นการผสม RrYyGg จะแสดงผลเป็น RYG, RYg, RyG และแบบอื่น ๆ

วิธีนี้ใช้กับยีนที่เชื่อมโยงกันบนโครโมโซมเดียวกันได้หรือไม่ ไม่ได้ เครื่องคำนวณนี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานว่ามีการแยกตัวอย่างอิสระ ยีนที่เชื่อมโยงกันจะถ่ายทอดไปด้วยกันบ่อยกว่าที่อัตราส่วนมาตรฐานคาดการณ์ไว้ และต้องใช้วิธีคำนวณที่แตกต่างกัน

การผสมทดสอบคืออะไร การผสมสิ่งมีชีวิตที่แสดงฟีโนไทป์เด่นกับสิ่งมีชีวิตที่มียีนด้อยทั้งสามคู่ (aabbcc) เพื่อดูว่าพ่อแม่ที่ไม่ทราบจีโนไทป์เป็นโฮโมไซกัสหรือเฮเทอโรไซกัสในยีนแต่ละคู่ พ่อแม่ที่เป็นเฮเทอโรไซกัสจะให้ลูกหลานที่มีฟีโนไทป์แตกต่างกันหลายแบบ ส่วนพ่อแม่ที่เป็นโฮโมไซกัสเด่นจะให้ลูกหลานทั้งหมดแสดงฟีโนไทป์เด่น