퍼넷 스퀘어 이는 자손의 가능한 유전적 조합을 그래픽으로 표현하는 유전학 분야의 핵심 도구입니다. 이는 1905년 Reginald Crundall Punnett에 의해 고안되었으며 오늘날에도 유전학자와 생물학자가 대립유전자 교차의 특정 확률을 계산하는 데 사용하고 있습니다.
이 수학적 다이어그램은 두 부모의 대립 유전자가 자손에서 어떻게 결합될 수 있는지 이해하는 것을 단순화합니다. 테이블은 두 부모의 배우자를 교차하여 자손의 유전자형과 표현형을 모두 제공합니다.
퍼네트 광장의 작동 원리
퍼네트 광장(Punnett square)은 우성 대립유전자와 열성 대립유전자 간의 조합의 가능한 결과를 나타냅니다. 우성 대립 유전자는 대문자로 표시되고, 열성 대립 유전자는 소문자로 표시됩니다.
이 도구는 다음을 적용할 때 특히 유용합니다. 멘델의 법칙 특성이 한 세대에서 다음 세대로 어떻게 유전되는지 관찰합니다. 한 부모의 생식세포에는 각 대립유전자의 복사본이 하나씩 포함되어 있으며 이를 다른 부모의 생식세포와 결합하여 유전자형의 비율을 계산할 수 있으며 경우에 따라 결과 표현형도 계산할 수 있습니다.
퍼네트 광장에 적용된 멘델의 법칙
의 법칙 그레고르 멘델 그들은 Punnett 광장 사용의 중심 위치를 차지합니다. 이는 우성 대립유전자와 열성 대립유전자가 어떻게 결합하는지, 형질이 자손에게 어떻게 분포되는지 이해하는 데 중요합니다. 이러한 법률은 다음과 같습니다.
- 지배의 법칙: 우성 대립유전자가 존재할 때, 이는 열성 대립유전자를 가리고 표현형으로 표현될 것이라고 말합니다.
- 분리의 법칙: 배우자 형성 중에 특성에 대한 대립 유전자가 분리됩니다. 즉, 각 배우자는 각 특성에 대해 단 하나의 대립 유전자만 가지고 있음을 의미합니다.
- 독립 배포의 법칙: 서로 다른 유전자의 대립 유전자는 유전자가 (동일한 염색체에) 연결되어 있지 않는 한 배우자 간에 독립적으로 분포됩니다.
퍼네트 스퀘어(Punnett Square) 만들기
Punnett 정사각형을 만드는 것은 간단하며 기본 단계를 단계별로 따릅니다. 첫째, 이는 다음을 나타냅니다. 정사각형을 4개의 동일한 하위 정사각형으로 나눈 것. 한 부모의 대립 유전자는 위쪽 축을 따라 배치되고 다른 부모의 대립 유전자는 왼쪽 열을 따라 배치됩니다. 여기에서 내부 셀은 행과 열의 해당 대립 유전자를 결합하여 채워집니다.
고전적인 예는 머리 색깔(Ff)과 같은 단순한 특성에 대한 이형접합 유전자형을 가진 두 개체의 교배입니다. 이 경우, Punnett 광장에는 우성 표현형과 열성 표현형에 대한 비율이 3:1인 FF, Ff, Ff 및 ff 조합이 표시됩니다.
퍼네트 광장 너머의 일부 유전 현상
Punnett 광장은 매우 유용하지만 한계가 있다는 점을 고려해야 합니다. 이 도구로는 쉽게 설명할 수 없는 더 복잡한 유전 역학이 있습니다. 지배력 과 다유전자 유전. 공동우성(codominance)의 경우, 두 대립유전자가 동시에 발현되는 반면, 다유전자 유전은 여러 유전자가 단일 특성에 영향을 미친다는 것을 의미합니다.
이중잡종 교배의 예
Punnett 광장은 두 문자가 동시에 상속되는 이중 잡종과 같은 더 복잡한 교배를 연구하기 위해 확장될 수 있습니다. 이 경우 16셀 대신 4셀 Punnett 정사각형이 필요합니다.
완두콩의 모양과 색상을 결합한 멘델의 고전적인 사례를 생각해 보십시오. R 둥근 모양에 대한 지배적인 대립 유전자입니다. r 주름진 형태에 대한 열성 대립유전자입니다. Y 이는 노란색에 대한 지배적 대립유전자이며, y 녹색에 대해 열성입니다.
각 모식물 RrYy 다음과 같은 배우자를 생산할 수 있습니다: RY, Ry, rY, ry. 퍼넷(Punnett) 정사각형에서 이러한 배우자를 교배함으로써 우리는 9:3:3:1의 최종 비율을 얻습니다. 이는 완두콩 9개 중 16개가 둥글고 노란색이 되고, 3개는 둥글고 녹색이 되고, 3개는 주름지고 노란색이 된다는 것을 반영합니다. , 1 거칠고 녹색이 될 것입니다.
이러한 유형의 분석은 더 복잡한 교배와 여러 특성이 동시에 관련될 때 특정 자손을 얻을 확률을 이해하는 데 필수적입니다.
결과 해석
십자가가 만들어지고 퍼네트 광장이 완성되면 결과를 해석할 수 있습니다. 표의 셀은 자손의 가능한 모든 유전자형 조합을 나타냅니다. 여기에서 확률을 계산할 수 있습니다.
- 상자에 25개의 셀이 있는 경우 각 셀은 XNUMX%의 확률을 나타냅니다.
- 상자에 6,25개의 셀이 있는 경우 각 셀은 XNUMX%를 나타냅니다.
퍼네트 광장은 또한 열성 유전형이 위험을 나타낼 수 있는 유전병의 발생을 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다. 열성 유전자형이 질병과 연관되어 있는 경우, 표를 통해 해당 질병을 옮기거나 증상을 보일 가능성이 있는 자손의 수를 결정할 수 있습니다.
Punnett 광장의 응용
이 간단한 도구는 다양한 분야에서 매우 유용합니다.
- 유전적 기초를 설명하기 위해 학교와 대학 수준에서 생물학을 가르칩니다.
- 유전 질환의 유전적 위험을 평가하기 위한 의학 연구에서.
- 농업 과학에서는 유리한 유전자 조합을 선택하여 작물을 개선합니다.
겉보기 단순성에도 불구하고, 퍼네트 광장은 생물학자와 유전학자가 유전적 확률에 대해 정확한 계산을 할 수 있게 해주는 강력한 도구입니다. 이 기본 방법은 여전히 유효하며 멘델부터 현재까지 유전자 분석을 위한 견고한 기반을 제공합니다.