Zajmiemy się krzyżówkami genetycznymi obejmującymi dwie cechy u królików.
Na początek, przypomnijmy sobie kilka podstawowych pojęć.
Podstawowe Pojęcia
Gen to fragment DNA, który koduje określoną cechę.
Allele to różne wersje tego samego genu.
Homozygota to sytuacja, gdy osobnik ma dwa identyczne allele danego genu (np. AA lub aa).
Heterozygota to sytuacja, gdy osobnik ma dwa różne allele danego genu (np. Aa).
Genotyp to zestaw alleli, jakie posiada dany osobnik.
Fenotyp to wygląd zewnętrzny lub cecha, która jest wynikiem genotypu.
Krzyżówka jednogenowa bada dziedziczenie jednej cechy.
Krzyżówka dwugenowa bada dziedziczenie dwóch cech jednocześnie.
Krzyżówka Dwugenowa - Krok po Kroku
Rozważmy przykład królików. Załóżmy, że badamy dwie cechy:
- Kolor sierści: B - czarny (dominujący), b - brązowy (recesywny)
- Długość uszu: L - długie (dominujące), l - krótkie (recesywny)
Zatem, króliki mogą mieć następujące genotypy:
- BBLL - czarny, długie uszy (homozygota dominująca dla obu cech)
- BBLl - czarny, długie uszy (homozygota dominująca dla koloru, heterozygota dla długości uszu)
- BbLL - czarny, długie uszy (heterozygota dla koloru, homozygota dominująca dla długości uszu)
- BbLl - czarny, długie uszy (heterozygota dla obu cech)
- BBll - czarny, krótkie uszy
- Bbll - czarny, krótkie uszy
- bbLL - brązowy, długie uszy
- bbLl - brązowy, długie uszy
- bbll - brązowy, krótkie uszy (homozygota recesywna dla obu cech)
Załóżmy, że krzyżujemy dwa króliki o genotypach BbLl (czarny, długie uszy) i BbLl (czarny, długie uszy).
Określanie Gamet
Pierwszy krok to określenie, jakie gamety (komórki rozrodcze) mogą wytworzyć te króliki. Ponieważ każdy królik jest heterozygotą dla obu cech (BbLl), może wytworzyć cztery rodzaje gamet:
- BL
- Bl
- bL
- bl
Każda gameta zawiera po jednym allelu z każdej pary genów.
Tabela Punnetta
Następnie, tworzymy tabelę Punnetta. Jest to diagram, który pokazuje wszystkie możliwe kombinacje gamet i ich wynikające z nich genotypy potomstwa.
Tabela 4x4:
| BL | Bl | bL | bl | |
|---|---|---|---|---|
| BL | BBLL | BBLl | BbLL | BbLl |
| Bl | BBLl | BBll | BbLl | Bbll |
| bL | BbLL | BbLl | bbLL | bbLl |
| bl | BbLl | Bbll | bbLl | bbll |
Analiza Wyników
Z tabeli Punnetta możemy odczytać wszystkie możliwe genotypy i fenotypy potomstwa. Ważne jest, aby zliczyć, ile razy występuje dany genotyp i fenotyp.
Fenotypy i ich stosunek (idealny stosunek dla krzyżówki heterozygotycznej dla dwóch cech to 9:3:3:1):
- Czarny, długie uszy: 9 (BBLL, BBLl, BbLL, BbLl)
- Czarny, krótkie uszy: 3 (BBll, Bbll)
- Brązowy, długie uszy: 3 (bbLL, bbLl)
- Brązowy, krótkie uszy: 1 (bbll)
Czyli, z tej krzyżówki możemy oczekiwać, że 9/16 potomstwa będzie miało czarne futro i długie uszy, 3/16 będzie miało czarne futro i krótkie uszy, 3/16 będzie miało brązowe futro i długie uszy, a 1/16 będzie miało brązowe futro i krótkie uszy.
Praktyczne Zastosowanie
Zrozumienie krzyżówek dwugenowych jest ważne w:
- Hodowli zwierząt: Planowanie krzyżówek w celu uzyskania pożądanych cech u potomstwa.
- Rolnictwie: Poprawa plonów roślin poprzez selekcję i krzyżowanie osobników o pożądanych cechach.
- Medycynie: Analiza dziedziczenia chorób genetycznych. Zrozumienie, jak geny są przekazywane z rodziców na dzieci pozwala na ocenę ryzyka wystąpienia choroby u potomstwa.
- Biologii ewolucyjnej: Badanie, jak zmiany w genach prowadzą do zmian w cechach organizmów i jak to wpływa na ewolucję.
Przykład z Dziedziczeniem Chorób
Wyobraźmy sobie, że u królików występuje rzadka choroba genetyczna, której przyczyną jest recesywny allel d. Równocześnie badamy kolor sierści (B - czarny, b - brązowy).
Krzyżujemy królika BbDd (czarny, zdrowy, ale nosiciel allelu choroby) z królikiem BbDd (czarny, zdrowy, ale nosiciel allelu choroby).
W tym przypadku, gamety produkowane przez każdego królika to: BD, Bd, bD, bd.
Zastosowanie tablicy Punnetta pozwoliłoby na określenie prawdopodobieństwa wystąpienia choroby u potomstwa oraz koloru ich sierści. Ważne jest, aby pamiętać, że nosiciel (heterozygota) nie wykazuje objawów choroby, ale może przekazać allel choroby swojemu potomstwu.
Zastosowanie wiedzy o krzyżówkach dwugenowych pozwala przewidzieć prawdopodobieństwo pojawienia się różnych kombinacji cech u potomstwa i planować krzyżówki w celu uzyskania pożądanych wyników.
