Калькулятор тригібридного схрещування - Безкоштовний генератор квадратів Пеннета

Що таке калькулятор тригібридного схрещування?

Калькулятор тригібридного схрещування прогнозує генотипи та фенотипи нащадків, коли два батьківські організми відрізняються за трьома окремими генами. Він будує повну решітку Пеннета 8×8 для цього схрещування та підсумовує отримані співвідношення фенотипів — роботу, яка вручну займає багато часу.

Тригібридне схрещування одночасно враховує три пари генів, на відміну від моногібридного схрещування (один ген) або дигібридного схрещування (два гени). Оскільки кожен ген успадковується незалежно, три гени створюють набагато більше можливих комбінацій нащадків, ніж один або два гени.

Основні генетичні терміни

• Ген: ділянка ДНК, що містить інструкції для однієї ознаки, наприклад кольору насіння.
• Алель: один із варіантів гена. Ген може мати домінантний і рецесивний алелі.
• Домінантний алель: позначається великою літерою (A, B, C). Однієї копії достатньо для прояву домінантної ознаки.
• Рецесивний алель: позначається малою літерою (a, b, c). Для прояву рецесивної ознаки потрібні дві копії.
• Генотип: пара алелів, яку організм має для кожного гена, наприклад AaBbCc.
• Фенотип: ознака, яка фактично проявляється на основі генотипу.
• Гомозиготний: обидва алелі гена однакові, наприклад AA або aa.
• Гетерозиготний: два алелі відрізняються, наприклад Aa.

Як правильно вводити генотип у калькулятор

Кожен генотип має містити рівно шість літер: три пари генів по дві літери в кожній. У кожній парі має використовуватися одна й та сама літера — одна велика й одна мала або дві літери одного регістру.

У парі велика літера має стояти першою. Калькулятор приймає Aa, але відхиляє aA як неправильний формат, оскільки перевіряє порядок регістру й позначає недійсною будь-яку пару, у якій першою стоїть рецесивна літера. Якщо генотип будь-якого з батьків не проходить цю перевірку, інструмент показує помилку й не створює решітку Пеннета.

Правильні приклади: AaBbCc, AABBCC, aabbcc, AABbcc. Неправильні приклади: aAbBcC (неправильний порядок літер), AaBb (лише два гени), AaBbCcDd (чотири гени), AbCdef (невідповідні літери в парі), AaBb1c (цифра не є символом алеля).

Вибір літер довільний. A, B і C — поширені позначення в підручниках, але RrYyGg працює так само, а результати позначаються тими літерами, які було введено. Обидва батьківські організми мають указувати ті самі три гени в тому самому порядку, оскільки решітка поєднує перший ген із першим, другий із другим, а третій із третім. Схрещування AaBbCc із DdEeFf містить шість різних генів, тому інструмент повідомляє про помилку замість побудови решітки.

Як обчислити результат тригібридного схрещування

1. Визначте гамети кожного з батьків. Батьківський організм із трьома гетерозиготними парами генів (AaBbCc) може передати по одному алелю з кожної пари. Це дає 2 × 2 × 2 = 8 можливих комбінацій гамет: ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC та abc.

2. Побудуйте решітку Пеннета. Розташуйте гамети одного з батьків 8 уздовж верхнього краю, а гамети іншого 8 — уздовж бічного краю. У результаті утворюється сітка 8×8 із 64 клітинками, по одній для кожного можливого генотипу нащадка.

3. Визначте фенотипи. Для кожного гена в генотипі клітинки нащадок проявляє домінантну ознаку, якщо в цій парі є принаймні один алель із великою літерою. Інакше він проявляє рецесивну ознаку. Фенотип записують тими самими літерами генів, що й у схрещуванні: нащадки AaBbCc отримують позначення на кшталт ABc, а нащадки DdEeFf — на кшталт DEf.

4. Підсумуйте фенотипи. Порахуйте, скільки з 64 клітинок належать до кожної з 8 можливих комбінацій фенотипів (ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc).

Цей метод ґрунтується на незалежному комбінуванні: три гени мають розташовуватися на різних хромосомах або достатньо далеко один від одного на одній хромосомі, щоб успадковуватися незалежно. Гени, розташовані близько один до одного на тій самій хромосомі (зчеплені гени), не дають таких співвідношень.

Формула тригібридного схрещування

Оскільки три гени комбінуються незалежно, імовірність будь-якої конкретної комбінації ознак дорівнює добутку ймовірностей для кожного гена окремо:

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

де A, B і C — три ознаки, P — імовірність прояву ознаки, а ліва частина — імовірність одночасного прояву всіх трьох ознак.

У схрещуванні двох потрійних гетерозигот (AaBbCc × AaBbCc) кожен ген окремо дає стандартне моногібридне співвідношення 3 домінантних : 1 рецесивних. Поєднання трьох генів означає піднесення цього співвідношення до третього степеня:

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

Ці вісім чисел у сумі дають 64, що відповідає 64 клітинкам решітки Пеннета. У цій групі з 64:

• 27 нащадків (42,19%) проявляють усі три домінантні ознаки
• 9 нащадків (14,06%) проявляють кожну з трьох комбінацій з однією рецесивною ознакою
• 3 нащадків (4,69%) проявляють кожну з трьох комбінацій із двома рецесивними ознаками
• 1 нащадок (1,56%) проявляє всі три рецесивні ознаки

Приклад: AaBbCc × AaBbCc

Схрестімо двох батьківських організмів, гетерозиготних за всіма трьома генами. Обидва утворюють однакові 8 типи гамет (ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc), тому решітка Пеннета має 64 клітинки, утворені всіма попарними поєднаннями цих гамет.

Підрахунок фенотипів у всіх 64 клітинках дає:

Це класичне співвідношення 27:9:9:9:3:3:3:1. Воно справджується лише тоді, коли обидва батьківські організми гетерозиготні за всіма трьома генами, а кожен ген виявляє повне домінування.

Коли співвідношення не застосовується

Стандартне співвідношення 27:9:9:9:3:3:3:1 порушується в кількох ситуаціях:

• Зчеплені гени: гени, розташовані близько один до одного на тій самій хромосомі, успадковуються разом частіше, ніж передбачає випадковість.
• Неповне домінування або кодомінування: деякі гени не дотримуються простої схеми домінування та рецесивності, тому категорії фенотипів змінюються.
• Епістаз: один ген може маскувати або змінювати дію іншого гена.
• Малі розміри вибірки: реальний виводок або партія насіння набагато менші за 64, тому спостережувані кількості можуть випадково відрізнятися від теоретичного співвідношення.

Передумови

Решітку Пеннета названо на честь британського генетика Реджинальда Пеннета, який розробив цей метод сітки приблизно 1905 року під час роботи з Вільямом Бетсоном. Вона наочно відображає схрещування, уперше математично описані Грегором Менделем, чия праця 1866 року про горох сформулювала правила успадкування, які застосовує цей калькулятор.

Поширені запитання

Що таке тригібридне схрещування? Схрещування двох організмів, під час якого одночасно відстежуються три окремі гени, кожен із домінантним і рецесивним алелем.

Скільки гамет утворює потрійна гетерозигота? Вісім. Батьківський організм із генотипом AaBbCc утворює 2³ = 8 типів гамет, оскільки кожна з трьох пар генів може незалежно передати будь-який із двох алелів.

Яке фенотипове співвідношення для AaBbCc × AaBbCc? 27:9:9:9:3:3:3:1 із загальної кількості 64 нащадків. Це припускає незалежне комбінування та повне домінування для всіх трьох генів.

Як записати генотип у калькуляторі? Використовуйте рівно шість літер, ставлячи велику літеру перед малою в кожній парі, наприклад AaBbCc. Калькулятор відхиляє генотип на кшталт aAbBcC, оскільки в цій парі рецесивна літера стоїть перед домінантною.

Чи можна використовувати літери, відмінні від A, B і C? Так. Підходять будь-які літери, якщо обидва батьківські організми використовують ті самі три літери в тому самому порядку. Фенотипові позначення тоді використовують ці літери, тому для схрещування RrYyGg будуть указуватися RYG, RYg, RyG тощо.

Чи працює це для генів, зчеплених на одній хромосомі? Ні. Калькулятор припускає незалежне комбінування. Зчеплені гени успадковуються разом частіше, ніж передбачає стандартне співвідношення, і потребують іншого методу обчислення.

Що таке аналізуюче схрещування? Схрещування організму з домінантним фенотипом із потрійною рецесивною формою (aabbcc), щоб визначити, чи є невідомий батьківський організм гомозиготним або гетерозиготним за кожним геном. Гетерозиготний батьківський організм утворює нащадків із кількома різними фенотипами; гомозиготний домінантний батьківський організм утворює нащадків, які всі проявляють домінантні фенотипи.