콘텐츠
- TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
- 멘델 리안 특성
- 순수한 선종
- 3 : 1의 일관된 비율
- 열성 대립 유전자에 숨어있는 특성
- 푸넷 광장의 작동 방식
- 비 멘델 레 특성
- 불완전한 지배
- 지배적 대립 유전자
- 푸넷 광장이 유용하지 않을 때
푸넷 광장은 20 세기 전반에 레지날드 푸넷이라는 영어 유전학자가 두 부모의 자손의 각 가능한 유전자형의 통계적 가능성을 결정하기 위해 고안 한 다이어그램입니다. 그는 1800 년대 중반 그레고르 멘델이 개척 한 확률 법칙을 적용하고있었습니다. 멘델의 연구는 완두콩 식물에 중점을 두었지만 모든 복잡한 생명체에 일반화 할 수 있습니다. 푸넷 광장은 유전 적 특성을 조사 할 때 연구와 교육에서 흔히 볼 수 있습니다. 단일 하이브리드 십자로 알려진 단일 특성을 예측하기 위해 창유리처럼 이등분하는 두 개의 수직선이있는 사각형이 있으며 그 안에 네 개의 작은 사각형이 만들어집니다. 디 하이브리드 크로스라고하는 두 가지 특성을 함께 예측할 때는 일반적으로 큰 사각형 내에 각각 하나가 아닌 두 개의 수직선과 두 개의 수평선이있어 4 개 대신 16 개의 작은 사각형이 만들어집니다. 트라이 하이브리드 크로스에서 Punnett square는 8 squares x 8 squares입니다. (예제 참고 자료)
TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
푸넷 제곱은 주어진 특성에 대한 두 부모의 자손의 각 가능한 유전자형의 통계적 가능성을 결정하는 데 사용되는 다이어그램입니다. 레지날드 푸넷은 1800 년대 중반 그레고르 멘델이 개척 한 확률 법칙을 적용하고있었습니다.
멘델 리안 특성
푸넷 광장은 식물의 자손이 흰색 또는 붉은 꽃을 가질 가능성을 예측하는 것에서부터 인간 부부의 아기가 갈색 또는 파란 눈을 가질 가능성을 결정하는 것까지 광범위하게 적용 할 수 있습니다. 즉, Punnett 사각형은 특정 조건 하에서 만 유용한 도구입니다. 문제의 유전자가 멘델의 특성으로 알려진 것을 제어하는 것이 특히 중요합니다. 멘델은 1850 년대와 1860 년대에 완두콩 식물을 연구했을 때 유전자의 존재에 대해 알지 못했지만, 그의 혁신적인 연구로 인해 그의 존재를 유추 할 수있었습니다. 그는 이형 특성으로 알려진 두 가지 변형 만 가진 완두 식물의 특성 또는 표현형에 초점을 맞추기로 결정했습니다. 즉, 완두콩 식물은 황색 또는 녹색 종자 만 생산했습니다. 그들이 오렌지 씨앗이나 노란색과 녹색 사이의 색깔을 가진 씨앗을 가진 예외는 결코 없었습니다. 그는 이와 같이 행동하는 7 가지 특성을 연구했는데, 각 특성에는 식물의 자손이 중간에있는 변이 또는 세 번째의 대체 변이를 나타내지 않고 두 가지 변이가있었습니다.
이것은 멘델의 특성의 전형입니다. 알비 니즘 (Albinism), 헌팅턴병 (Huntington 's disease) 및 혈액형과 같은 많은 것이 있지만 인간에게는 대부분의 유전 된 특성이 멘델 (Mendelian)이 아닙니다. 멘델은 DNA에 대한 지식이나 과학자들이 오늘날 가지고있는 현미경에 대한 접근없이 각 모체 식물에는 두 가지“인자”가 있으며 각각 하나는 모아서 자손에게 옮겨 졌다는 것을 발견했습니다. "인자"에 의해 Mendel은 현재 염색체로 알려진 것을 언급하고있었습니다.그가 완두 식물에서 연구 한 특성은 각 염색체의 해당 대립 유전자에 속합니다.
순수한 선종
멘델은 각 특성에 대해 완두콩 식물의“순수한 선”을 개발했습니다. 이는 각 순수 식물이 변이체에 대해 동형 접합되었음을 의미합니다. 이형 접합성 유기체와는 달리, 동형 접합성 유기체는 두 염색체 모두에서 동일한 대립 유전자 (특징이 관찰되는 경우)를 가지지 만, 멘델은 아버지가 가지고있는 유전학의 분야를 알지 못했기 때문에 이런 식으로 생각하지 않았다. . 예를 들어, 여러 세대에 걸쳐 그는 두 개의 노란 씨앗 대립 유전자가있는 완두콩 식물 : YY와 두 개의 녹색 씨앗 대립 유전자가있는 완두 식물 : yy를 사육했습니다. 멘델의 관점에서 볼 때, 이것은 단순히 동일한 정확한 형질 변형을 가진 자손이 반복적으로 자라는 식물을 자랐으며, 그들이 순수하다고 확신 할만큼 충분한 시간을 자랐다는 것을 의미했습니다. 그리고 동형 접합, yy 순수 라인 완두콩 식물은 지속적으로 녹색 종자 자손만을 가졌다. 이 순수한 선 식물로 그는 유전과 지배력을 실험 할 수있었습니다.
3 : 1의 일관된 비율
멘델은 녹색 씨앗을 가진 완두콩 식물과 함께 노란 씨앗을 가진 완두콩 식물을 사육하면 그들의 자손은 모두 노란 씨앗을 가졌다는 것을 관찰했습니다. 그러나 그가 자손을 잡았을 때, 다음 세대의 25 %가 녹색 씨앗을 가지고있었습니다. 그는 녹색 종자를 생산하기위한 정보가 최초의 모든 노란색 세대를 통해 식물 어딘가에 포함되어 있어야한다는 것을 깨달았습니다. 어쨌든 1 세대 자손은 부모 세대만큼 순수하지 않았습니다. 그는 자신이 연구 한 일곱 가지 특성 중 종자 색, 꽃 여부에 관계없이 두 번째 자손의 특성 변형 실험에서 다른 특성 비교 실험에서 3 대 1의 비율이 왜 일정한지에 특히 관심이있었습니다. 색깔, 줄기 길이 또는 다른 사람.
열성 대립 유전자에 숨어있는 특성
멘델은 반복 실험을 통해 자신의 분리 원칙을 개발했습니다. 이 규칙은 각 부모의 두“인자”가 성적 재생 과정에서 분리된다고 주장했다. 그는 또한 독립적 인 구색의 원칙을 발전 시켰는데, 이는 임의의 확률로 각 부모 쌍의 어떤 단일 요소가 자손으로 복사되어 자손에게 전달되는지를 결정하여 각 자손이 4 개가 아닌 2 개의 요소만으로 끝났다고 결론을 내렸다. 유전 학자들은 이제 감수 분열의 1 단계 동안 독립적 인 구색이 일어난다는 것을 이해합니다. 이 두 법칙은 유전학 분야의 설립 원칙이되었으며, 따라서 Punnett squares를 사용하기위한 기본 지침입니다.
멘델의 통계적 확률에 대한 이해로 인해 완두 식물의 특정 형질 변이체가 우세한 반면, 그 특성은 열성이었다. 그가 연구 한 종자 색과 같은 7 가지 이형 특성에서 두 가지 변형 중 하나가 항상 지배적이었습니다. 지배는 해당 형질의 변형을 가진 자손의 확률이 더 높았다. 이 통계적 상속 패턴은 인간 멘델의 특성에서도 마찬가지입니다. YY와 yy의 두 동형 접종 완두 식물이 함께 자랐을 때, 1 세대의 모든 자손은 멘델의 분리 원칙과 독립적 인 구색과 일치하는 유전자형 Yy와 Yy를 가졌다. 노란색 대립 유전자가 지배적이기 때문에 모든 씨앗이 노란색이었습니다. 그러나 녹색 종자 대립 유전자는 열성이므로 녹색 표현형에 대한 정보는 식물의 형태에 나타나지 않더라도 여전히 유전자 파란색에 저장되어 있습니다.
다음 세대에 Mendel이 모든 Yy 식물을 교배했을 때, 가능한 유전자형이 몇 가지 있었는데, 그 결과가 무엇인지를 결정하고 각각의 가능성을 계산하기 위해 내부에 4 개의 작은 사각형이있는 간단한 Punnett 사각형은 가장 유용한 도구입니다.
푸넷 광장의 작동 방식
Punnett square의 바깥 쪽 가로 및 세로 축을 따라 부모의 유전자형을 쓰는 것으로 시작하십시오. 부모 유전자형 중 하나가 Yy이므로 왼쪽 상단 사각형의 맨 위에 "Y"를, 오른쪽 상단에서 "y"를 쓰십시오. 두 번째 부모 유전자형도 Yy이기 때문에 왼쪽 위 사각형의 바깥 쪽 줄 왼쪽에 "Y"를, 아래쪽 사각형의 바깥 쪽 줄 왼쪽에 "y"를 쓰십시오.
각 정사각형에서 각각의 상단과 측면에서 만나는 대립 유전자를 결합하십시오. 왼쪽 위의 경우 사각형 안에 YY를, 오른쪽 위의 쓰기 Yy, 왼쪽 아래의 쓰기 Yy, 오른쪽 아래의 사각형 쓰기 yy를 작성하십시오. 각 사각형은 해당 유전자형이 부모의 자손에 의해 유전 될 확률을 나타냅니다. 유전자형은 다음과 같습니다.
따라서 2 세대 완두콩 식물 자손은 황색 씨앗을 낳을 확률이 3 분의 1이고, 자손은 녹색 씨앗을 낳을 확률은 4 분의 1입니다. 확률 법칙은 대립 유전자에 대한 그의 추론뿐만 아니라 두 번째 자손 세대의 형질 변이체의 일관된 3 대 1의 비율에 대한 Mendel의 관찰을 뒷받침합니다.
비 멘델 레 특성
운 좋게도 멘델과 과학 발전을 위해 그는 완두 식물에 대한 연구를 수행하기로 결정했습니다. 특징은 분명히 이형적이고 쉽게 구별 할 수 있으며 각 특성의 변종 중 하나가 다른 특성보다 우세합니다. 이것은 표준이 아닙니다. 그는 쉽게 멘델의 특성으로 알려져 있지 않은 특성을 가진 다른 정원 식물을 쉽게 선택할 수있었습니다. 예를 들어, 많은 대립 유전자 쌍은 완두콩 식물에서 만나는 단순한 우성 및 열성 유형과는 다른 유형의 우세를 보인다. 멘델의 특성으로, 이형 접합 쌍으로서 우성 및 열성 대립 유전자가 모두 존재할 때, 우성 대립 유전자는 표현형을 완전히 제어 할 수있다. 예를 들어, 완두콩 식물의 경우, Yy 유전자형은“y”가 녹색 씨앗의 대립 유전자 임에도 불구하고 식물이 녹색이 아닌 노란색 씨앗을 가지게됨을 의미했습니다.
불완전한 지배
하나의 대안은 불완전한 우세이며, 이종 접합 쌍에서 우세한 대립 유전자와 조합 된 경우에도 열성 대립 유전자가 표현형으로 여전히 부분적으로 발현된다. 인간을 포함한 많은 종에서 불완전한 지배력이 존재합니다. 불완전한 지배의 잘 알려진 예는 금어초라고 불리는 꽃 피는 식물에 존재합니다. Punnett Square를 사용하면 동형 접합 빨간색 (C아르 자형씨아르 자형)와 동형 접합 흰색 (C여씨여) 서로 교차하면 이형 접합 유전자형 C로 자손의 확률이 100 %가됩니다아르 자형씨여. 이 유전자형은 금어초에 핑크색 꽃이 있습니다.아르 자형 C보다 불완전한 지배력여. 흥미롭게도, 멘델의 발견은 부모가 자손으로 특성을 혼합했다는 오랜 신념을 반박 한 것으로 획기적인 것이었다. 멘델은 많은 형태의 지배가 실제로 어떤 혼합을 포함한다는 사실을 놓쳤다.
지배적 대립 유전자
또 다른 대안은 두 대립 유전자가 동시에 지배적이며 자손의 표현형에서 동일하게 표현되는 공동성입니다. 가장 잘 알려진 예는 MN이라는 인간 혈액형입니다. MN 혈액형은 ABO 혈액형과 다릅니다. 대신 적혈구 표면에있는 M 또는 N 마커를 반영합니다. 혈액형 (각각 MN 형)에 대해 각각 이종 접합 인 두 부모의 푸넷 광장은 다음과 같은 자손을 낳습니다.
멘델의 특성으로, M이 우세한 경우 자손이 M 형의 표현형을 가질 확률이 75 %임을 암시합니다. 그러나 이것이 멘델의 특성이 아니고 M과 N이 지배적이므로 표현형 확률은 다르게 보입니다. MN 혈액형의 경우 M 혈액형의 25 % 확률, MN 혈액형의 50 % 확률 및 NN 혈액형의 25 % 확률이 있습니다.
푸넷 광장이 유용하지 않을 때
푸넷 제곱은 여러 특성이나 복잡한 지배 관계를 가진 특성을 비교할 때도 많은 시간을 도움이됩니다. 그러나 때로는 표현형 결과를 예측하는 것이 어려울 수 있습니다. 예를 들어, 복잡한 생활 형태 중 대부분의 특성에는 두 개 이상의 대립 유전자가 포함됩니다. 인간은 다른 대부분의 동물과 마찬가지로 이배체이므로 각 세트에 두 개의 염색체가 있습니다. 개인이 성 염색체와 관련된 경우가 2 개 또는 1 개만 있다는 사실에도 불구하고 일반적으로 종 전체에 다수의 대립 유전자가 존재한다. 표현형 결과의 광대 한 가능성으로 인해 특정 특성에 대한 확률을 계산하기가 특히 어려우며 인간의 눈 색깔과 같은 다른 특성의 경우 옵션이 제한되어 있으므로 푸넷 광장에 쉽게 들어갈 수 있습니다.