الاحتمالات ومربعات بونيت في علم الوراثة

الإحصائيات والاحتمالات لها تطبيقات عديدة في العلوم. واحدة من هذه الروابط بين تخصص آخر في مجال علم الوراثة. العديد من جوانب علم الوراثة هي في الواقع مجرد تطبيق احتمالي. سنرى كيف يمكن استخدام جدول يُعرف باسم ميدان بونت لحساب احتمالية وجود نسل لصفات وراثية معينة.

نبدأ بتحديد ومناقشة بعض المصطلحات من علم الوراثة التي سنستخدمها في ما يلي. مجموعة متنوعة من السمات التي يمتلكها الأفراد هي نتيجة لمزج المواد الوراثية. يشار إلى هذه المادة الجينية باسم الأليلات. كما سنرى ، يحدد تكوين هذه الأليلات الصفة التي يظهرها الفرد.

بعض الأليلات هي السائدة والبعض المتنحي. الشخص الذي لديه أليل أو اثنين مهيمنين سيظهر السمة السائدة. فقط الأفراد الذين لديهم نسختين من الأليل المتنحي مع الصفة المتنحية. على سبيل المثال ، لنفترض أنه بالنسبة إلى لون العين ، هناك أليل B سائد يتوافق مع العيون البنية وأليل ب متنحي يتوافق مع العيون الزرقاء. الأفراد الذين لديهم أزواج أليل من BB أو Bb سيكون لديهم عيون بنية. فقط الأفراد الذين لديهم إقران بب سيكون لديهم عيون زرقاء.

يوضح المثال أعلاه تمييزًا مهمًا. سيظهر الشخص الذي لديه أزواج من BB أو Bb السمة السائدة للعيون البنية ، على الرغم من اختلاف أزواج الأليلات. هنا يعرف الزوج المحدد من الأليلات باسم

تتعلق المصطلحات المتبقية للمناقشة بتراكيب الأنماط الجينية. النمط الجيني مثل أليل BB أو BB متطابقان. يسمى الفرد الذي لديه هذا النوع من النمط الجيني متماثل الزيجوت. بالنسبة للنمط الجيني مثل Bb ، تختلف الأليلات عن بعضها البعض. يتم استدعاء فرد بهذا النوع من الاقتران غير متماثل الزيجوت.

لكل من الوالدين زوج من الأليلات. يساهم كل من الوالدين بأحد هذه الأليلات. هذه هي الطريقة التي يحصل بها النسل على زوج من الأليلات. من خلال معرفة الأنماط الجينية للوالدين ، يمكننا التنبؤ باحتمال ما سيكون عليه النمط الجيني والنمط الظاهري للنسل. بشكل أساسي الملاحظة الرئيسية هي أن كل من الأليلات للأب لديه احتمال 50 ٪ من أن ينتقل إلى نسل.

دعنا نعود إلى مثال لون العين. إذا كان كل من الأم والأب بني العينين بنمط وراثي متغاير الزيجوت B ، فإن لكل منهما احتمالية 50٪ لتمرير الأليل B السائد واحتمال 50٪ لتمرير الأليل B أليل متنحي ب. فيما يلي السيناريوهات المحتملة لكل منها احتمال 0.5 × 0.5 = 0.25:

• الأب يساهم ب والأم تساهم ب. لدى النسل النمط الجيني BB والنمط الظاهري للعيون البنية.
• الأب يساهم ب والأم تساهم ب. لدى النسل النمط الجيني Bb والنمط الظاهري للعيون البنية.
• الأب يساهم ب والأم تساهم ب. لدى النسل النمط الجيني Bb والنمط الظاهري للعيون البنية.
• الأب يساهم ب والأم تساهم ب. النسل لديه النمط الجيني ب ب والنمط الظاهري للعيون الزرقاء.

يمكن إظهار القائمة أعلاه بشكل مضغوط أكثر باستخدام مربع Punnett. تم تسمية هذا النوع من الرسم التخطيطي باسم Reginald C. بونيت. على الرغم من أنه يمكن استخدامه لحالات أكثر تعقيدًا من تلك التي سنأخذها بعين الاعتبار ، إلا أن الطرق الأخرى أسهل في الاستخدام.

يتكون مربع Punnett من جدول يسرد جميع الأنماط الجينية المحتملة للنسل. هذا يعتمد على الأنماط الجينية للآباء الذين تتم دراستهم. عادةً ما يُشار إلى الأنماط الجينية لهؤلاء الآباء على خارج ساحة Punnett. نحدد الإدخال في كل خلية في ساحة Punnett من خلال النظر إلى الأليلات في صف وعمود ذلك الإدخال.

في ما يلي سنقوم ببناء مربعات بونيت لجميع المواقف الممكنة من سمة واحدة.

إذا كان كلا الوالدين متماثلي الزيجوت ، فسيكون لجميع الأبناء نمط وراثي متطابق. نرى هذا مع مربع Punnett أدناه للتقاطع بين BB و BB. في كل ما يلي الوالدين يشار إليها بالخط العريض.

جميع النسل الآن متغايرة الزيجوت ، مع النمط الجيني لـ Bb.

إذا كان لدينا أحد الوالدين متماثل الزيجوت ، فإن الآخر هو متغاير الزيجوت. ساحة Punnett الناتجة هي واحدة مما يلي.

أعلاه إذا كان الوالد متماثل الزيجيا له الأليلين السائدين ، فإن جميع النسل سيكون لديهم نفس النمط الظاهري للسمة السائدة. وبعبارة أخرى ، هناك احتمال 100٪ أن ذرية مثل هذا الاقتران ستظهر النمط الظاهري السائد.

يمكننا أيضًا أن نأخذ في الاعتبار إمكانية امتلاك الوالد المثلي لأليلين متنحيين. هنا إذا كان الوالد متماثل الزيجيا لديه أللين متنحيين ، فإن نصف النسل سيظهر السمة المتنحية مع النمط الجيني bb. سيظهر النصف الآخر السمة السائدة ولكن مع النمط الجيني غير المتماثل الزيجيني Bb. لذا على المدى الطويل ، 50٪ من جميع الأبناء من هذه الأنواع من الآباء

الوضع الأخير للنظر هو الأكثر إثارة للاهتمام. هذا لأن الاحتمالات التي تنتج. إذا كان كلا الوالدين متغاير الزيجوت بالنسبة للسمة المعنية ، فإن كلاهما لهما نفس النمط الجيني الذي يتكون من أليل مهيمن واحد متنحي.

ساحة Punnett من هذا التكوين أدناه. هنا نرى أن هناك ثلاث طرق لإظهار النسل سمة مهيمنة وطريقة واحدة للتنحي. وهذا يعني أن هناك احتمالية بنسبة 75٪ أن يكون للنسل صفة مهيمنة واحتمال 25٪ أن يكون للذرية صفة متنحية.