Pravdepodobnosť vzniku dihybridných krížov v genetike

Môže byť prekvapením, že naše gény a pravdepodobnosti majú spoločné veci. Vzhľadom na náhodný charakter bunkovej meiózy sú niektoré aspekty štúdia genetiky skutočne aplikovanou pravdepodobnosťou. Uvidíme, ako vypočítať pravdepodobnosti spojené s dihybridnými krížmi.

Predtým, ako vypočítame akékoľvek pravdepodobnosti, definujeme pojmy, ktoré používame, a stanovíme predpoklady, s ktorými budeme pracovať.

• alely sú gény, ktoré prichádzajú v pároch, jeden od každého rodiča. Kombinácia tohto páru alel určuje vlastnosť, ktorú vykazuje potomstvo.
• Dvojica alleles je genotyp potomstva. Vystavenou črtou je potomstvo fenotyp.
• Alely sa budú považovať za dominantné alebo recesívne. Budeme predpokladať, že ak má potomok vykazovať recesívnu vlastnosť, musia existovať dve kópie recesívnej alely. Dominantná črta sa môže vyskytnúť pre jednu alebo dve dominantné alely. Recesívne alely sa označia malými písmenami a dominantné veľkými písmenami.
• Uvádza sa, že je jednotlivec s dvoma alelami rovnakého typu (dominantný alebo recesívny) homozygotná. DD aj dd sú teda homozygotní.
instagram viewer
• Uvádza sa, že je jedinec s jednou dominantnou a jednou recesívnou alelou heterozygotná. Takže Dd je heterozygotný.
• Na našich dihybridných krížoch budeme predpokladať, že alely, ktoré zvažujeme, sa zdedia nezávisle od seba.
• Vo všetkých príkladoch sú obaja rodičia heterozygotní pre všetky uvažované gény.

Pred určením pravdepodobnosti pre dihybridný kríž musíme poznať pravdepodobnosti pre monohybridný kríž. Predpokladajme, že dvaja rodičia, ktorí sú pre svoju črtu heterozygotní, vychovávajú potomka. Otec má pravdepodobnosť 50% odovzdania jednej z jeho dvoch alel. Rovnakým spôsobom má matka pravdepodobnosť 50% odovzdania jednej z jej dvoch alel.

Môžeme použiť tabuľku s názvom a Punnettovo námestie na výpočet pravdepodobnosti, alebo môžeme jednoducho premyslieť možnosti. Každý rodič má genotyp Dd, v ktorom je rovnako pravdepodobné, že každá alela bude odovzdaná potomstvu. Existuje teda pravdepodobnosť 50%, že rodič prispieva k dominantnej alele D a 50% pravdepodobnosť, že sa prispieva do recesívnej alely d. Sú zhrnuté možnosti:

• Existuje pravdepodobnosť 50% x 50% = 25%, že obe alely potomstva sú dominantné.
• Pravdepodobnosť, že obe alely potomstva sú recesívne, je 50% x 50% = 25%.
• Pravdepodobnosť, že potomstvo je heterozygotná, je 50% x 50% + 50% x 50% = 25% + 25% = 50%.

Takže pre rodičov, ktorí majú oba genotyp Dd, existuje 25% pravdepodobnosť, že ich potomstvo je DD, 25% pravdepodobnosť, že potomstvo je dd a 50% pravdepodobnosť, že potomstvo je Dd. Tieto pravdepodobnosti budú v čom dôležité nasledujúcim spôsobom.

Teraz považujeme dihybridný kríž. Tentoraz existujú dve sady alel, ktoré rodičia môžu preniesť na svojich potomkov. Budeme ich označovať ako A a a pre dominantnú a recesívnu alelu pre prvý súbor a B a b pre dominantnú a recesívnu alelu druhého súboru.

Obaja rodičia sú heterozygotní, a preto majú genotyp AaBb. Pretože oba majú dominantné gény, budú mať fenotypy pozostávajúce z dominantných znakov. Ako sme už uviedli, uvažujeme iba o dvojiciach alel, ktoré nie sú navzájom prepojené a ktoré sa zdedia nezávisle.

Táto nezávislosť nám umožňuje pravdepodobnosť použiť pravidlo množenia. Každú dvojicu alel môžeme posudzovať oddelene od seba. Použitím pravdepodobností z monohybridného kríža vidíme:

• Existuje 50% pravdepodobnosť, že potomstvo má vo svojom genotype Aa.
• Existuje 25% pravdepodobnosť, že potomstvo má AA vo svojom genotype.
• Existuje 25% pravdepodobnosť, že potomstvo má vo svojom genotype aa.
• Existuje 50% pravdepodobnosť, že potomstvo má Bb vo svojom genotype.
• Existuje 25% pravdepodobnosť, že potomstvo má BB vo svojom genotype.
• Existuje 25% pravdepodobnosť, že potomstvo má vo svojom genotype bb.

Prvé tri genotypy sú nezávislé od posledných troch vo vyššie uvedenom zozname. Takže vynásobíme 3 x 3 = 9 a vidíme, že existuje mnoho možných spôsobov, ako skombinovať prvé tri s poslednými tromi. Ide o rovnaké myšlienky ako pri použití a stromový diagram na výpočet možných spôsobov kombinovania týchto položiek.

Napríklad, pretože Aa má pravdepodobnosť 50% a Bb má pravdepodobnosť 50%, existuje pravdepodobnosť 50% x 50% = 25%, že potomstvo má genotyp AaBb. Zoznam uvedený nižšie predstavuje úplný opis genotypov, ktoré sú možné, spolu s ich genotypmi pravdepodobnosti.

• Genotyp AaBb má pravdepodobnosť 50% x 50% = 25% výskytu.
• Genotyp AaBB má pravdepodobnosť výskytu 50% x 25% = 12,5%.
• Genotyp Aabb má pravdepodobnosť 50% x 25% = 12,5%.
• Genotyp AABb má pravdepodobnosť výskytu 25% x 50% = 12,5%.
• Genotyp AABB má pravdepodobnosť výskytu 25% x 25% = 6,25%.
• Genotyp AAbb má pravdepodobnosť výskytu 25% x 25% = 6,25%.
• Genotyp aaBb má pravdepodobnosť výskytu 25% x 50% = 12,5%.
• Genotyp aaBB má pravdepodobnosť výskytu 25% x 25% = 6,25%.
• Genotyp aabb má pravdepodobnosť výskytu 25% x 25% = 6,25%.

Niektoré z týchto genotypov budú produkovať rovnaké fenotypy. Napríklad genotypy AaBb, AaBB, AABb a AABB sa od seba navzájom líšia, napriek tomu budú všetky produkovať rovnaký fenotyp. Každý jednotlivec s ktorýmkoľvek z týchto genotypov bude vykazovať dominantné znaky oboch uvažovaných znakov.

Potom môžeme sčítať pravdepodobnosti každého z týchto výsledkov spolu: 25% + 12,5% + 12,5% + 6,25% = 56,25%. Toto je pravdepodobnosť, že obidve vlastnosti sú dominantné.

Podobným spôsobom by sme sa mohli pozrieť na pravdepodobnosť, že obidve vlastnosti sú recesívne. Jediným spôsobom, ako sa to môže stať, je mať genotyp aabb. To má pravdepodobnosť výskytu 6,25%.

Teraz zvažujeme pravdepodobnosť, že potomstvo bude mať dominantnú črtu pre A a recesívnu črtu pre B. K tomu môže dôjsť pri genotypoch Aabb a AAbb. Sčítame pravdepodobnosť výskytu týchto genotypov spolu a máme 18,75%.

Ďalej sa pozrieme na pravdepodobnosť, že potomstvo má recesívny znak pre A a dominantný znak pre B. Genotypy sú aaBB a aaBb. Sčítame pravdepodobnosť výskytu týchto genotypov spolu a máme pravdepodobnosť 18,75%. Alternatívne by sme mohli tvrdiť, že tento scenár je symetrický k prvému scenáru s dominantnou vlastnosťou A a recesívnou vlastnosťou B. Pravdepodobnosť týchto výsledkov by preto mala byť rovnaká.

Ďalším spôsobom, ako sa pozerať na tieto výsledky, je vypočítať pomery, ktoré sa vyskytujú pri každom fenotype. Videli sme nasledujúce pravdepodobnosti:

• 56,25% oboch dominantných znakov
• 18,75% presne jednej dominantnej vlastnosti
• 6,25% oboch recesívnych znakov.

Namiesto toho, aby sme skúmali tieto pravdepodobnosti, môžeme zvážiť ich príslušné pomery. Vydeľte každé 6,25% a máme pomery 9: 3: 1. Ak vezmeme do úvahy, že existujú dva rôzne znaky, skutočné pomery sú 9: 3: 3: 1.

To znamená, že ak vieme, že máme dvoch heterozygotných rodičov, potomstvo sa vyskytuje u fenotypov, ktoré majú pomeroch, ktoré sa odchyľujú od 9: 3: 3: 1, potom dve vlastnosti, ktoré zvažujeme, nefungujú podľa klasického Mendeliana dedičnosť. Namiesto toho by sme mali zvážiť iný model dedičnosti.