¿Cuál es la función principal de la plaza Punnett?

un cuadro de punnett es un diagrama que fue diseñado por un genetista inglés llamado reginald punnett en la primera mitad del siglo XX para determinar la probabilidad estadística de cada genotipo posible de la descendencia de dos padres. estaba aplicando las leyes de la probabilidad de trabajar pionero por gregor mendel a mediados del siglo XIX. La investigación de Mendel se centró en las plantas de guisantes, pero es generalizable a todas las formas de vida complejas. las casillas de punnett son una vista común en la investigación y la educación cuando se examinan rasgos hereditarios. para predecir un rasgo único, que se conoce como una cruz monohíbrida, habrá un cuadrado con dos líneas perpendiculares que lo dividen como un cristal de una ventana, creando cuatro cuadrados más pequeños dentro de él. al predecir dos rasgos juntos, conocido como un cruce dihíbrido, por lo general, habrá dos líneas verticales y dos horizontales dentro del cuadrado más grande en lugar de una de cada una, creando 16 cuadrados más pequeños en lugar de cuatro. en una cruz trihíbrida, el cuadrado de punnett será de ocho cuadrados por ocho cuadrados. (ver recursos para ejemplos)

las casillas de punnett son ampliamente aplicables, desde la predicción de la probabilidad de que los descendientes de una planta tengan flores blancas o rojas, hasta determinar la probabilidad de que el bebé de una pareja humana tenga ojos marrones o azules. Dicho esto, las casillas de punnett son solo herramientas útiles bajo ciertas condiciones. es especialmente importante que los genes en cuestión controlen lo que se conoce como rasgos mendelianos. Cuando Mendel estudió sus plantas de guisante en las décadas de 1850 y 1860, no sabía sobre la existencia de los genes, aunque su investigación innovadora le permitió inferir su existencia. eligió centrarse en los rasgos de las plantas de guisantes, o fenotipos, que tenían solo dos variantes, que se conoce como un rasgo dimórfico. en otras palabras, las plantas de arvejas solo producen semillas amarillas o verdes. nunca hubo excepciones en las que tuvieran semillas de naranja, o semillas que eran de un color entre amarillo y verde. estudió siete rasgos que se comportaban así, en los que cada rasgo tenía dos variantes, sin ningún ejemplo de descendencia de una planta que mostrara una variante intermedia o una tercera variante alternativa.

Esto es típico de un rasgo mendeliano. en los seres humanos, la mayoría de los rasgos heredados no son mendelianos, aunque hay muchos que lo son, como el albinismo, la enfermedad de Huntington y el tipo de sangre. mendel descubrió, sin el conocimiento del ADN o el acceso a los microscopios que los científicos tienen hoy en día, que cada planta madre tenía dos "factores", y uno de cada uno fue copiado y transferido a su descendencia. por "factores", mendel se refería a lo que ahora se conoce como cromosomas. los rasgos que estudió en las plantas de guisantes pertenecían a los alelos correspondientes en cada cromosoma.

mendel desarrolló "líneas puras" de plantas de guisantes para cada rasgo, lo que significaba que cada planta pura era homocigótica para su variante. a diferencia de un organismo heterocigoto, un organismo homocigoto tiene el mismo alelo (para cualquier rasgo que se esté observando) en ambos cromosomas, aunque, por supuesto, el mendel no lo pensó de esta manera, ya que no sabía sobre el campo de la genética que estaba engendrando. . por ejemplo, durante varias generaciones, crió plantas de guisantes que tenían dos alelos de semillas amarillas: yy, así como plantas de guisantes que tenían dos alelos de semillas verdes: yy. desde la perspectiva de mendel, esto simplemente significaba que criaba plantas que siempre tenían descendencia con la misma variante de rasgo repetida, las suficientes veces que confiaba en que eran "puras". Las homocigotas, yy puras lineas de arvejas, solo tenían semillas amarillas. y el homocigoto, Las plantas de arveja de línea pura yy consistentemente tuvieron solo descendientes de semillas verdes. Con estas plantas de línea pura, pudo experimentar con la herencia y el dominio.

mendel observó que si criaba una planta de arveja con semillas amarillas con una planta de arvejas con semillas verdes juntas, todas sus crías tenían semillas amarillas. cuando cruzó la descendencia, sin embargo, el 25 por ciento de la siguiente generación tenía semillas verdes. se dio cuenta de que la información para producir semillas verdes debe haber estado contenida en algún lugar de las plantas a través de la primera generación, completamente amarilla. de alguna manera, la primera generación de descendientes no había sido tan pura como la generación parental. estaba especialmente interesado en saber por qué había una proporción consistente de tres a uno en sus experimentos de una variante de rasgo a otro en la segunda generación de descendientes, independientemente de cuál de los siete rasgos estudiaba, si era color de semilla, flor Color, longitud del tallo u otros.

A través de la experimentación repetida, Mendel desarrolló su principio de segregación. esta regla afirmaba que los dos "factores" en cada padre se separan durante el proceso de reproducción sexual. también desarrolló su principio de distribución independiente, que planteaba que la probabilidad aleatoria determinaba qué factor individual de cada par parental se copiaba y se transfería a la descendencia, de modo que cada descendiente terminaba con solo dos factores, en lugar de cuatro. Los genetistas ahora entienden que el surtido independiente ocurre durante la anafase i de la meiosis. Estas dos leyes se convirtieron en principios fundadores del campo de la genética, y como tales, son pautas fundamentales para el uso de los cuadrados de punnett.

la comprensión de mendel de la probabilidad estadística lo llevó a determinar que ciertas variantes de rasgos en las plantas de arveja eran dominantes, mientras que sus contrapartes eran recesivas. en los siete rasgos dimórficos que estudiaba, como el color de la semilla, una de las dos variantes siempre fue dominante. el dominio dio como resultado una mayor probabilidad de descendencia con esa variante del rasgo en cuestión. este patrón estadístico de herencia es también el caso de los rasgos mendelianos humanos. cuando las dos plantas de guisantes homocigotas, yy y yy, se criaron juntas, todas las crías de la primera generación tenían el genotipo yy y yy, en alineación con los principios de segregación y distribución independiente de mendel. Debido a que el alelo amarillo era dominante, todas las semillas eran amarillas. porque el alelo de la semilla verde era recesivo, sin embargo,

en la siguiente generación, cuando mendel cruzó todas las plantas yy, hubo algunos genotipos posibles que podrían resultar, para determinar cuáles son y calcular la probabilidad de cada una, un simple cuadrado de cuadritos con cuatro cuadrados más pequeños en su interior es La herramienta más útil.

Comience escribiendo los genotipos de los padres a lo largo de los ejes horizontales y verticales externos de la plaza de Punnett. ya que uno de los genotipos principales es un yy, escriba una “y” sobre la línea superior del cuadro superior izquierdo y una “y” sobre la línea superior del cuadrado a su derecha. ya que el segundo genotipo principal también es un yy, también escriba una “y” a la izquierda de la línea exterior del cuadrado superior izquierdo, y una “y” a la izquierda de la línea externa del cuadrado debajo de él.

En cada cuadrado, combine los alelos que se encuentran en su parte superior y lateral respectivos. para la parte superior izquierda, escribe yy dentro del cuadrado, para la parte superior derecha escribe yy, para la parte inferior izquierda escribe yy, y para el cuadrado inferior derecho escribe yy. cada cuadrado representa la probabilidad de que ese genotipo sea heredado por la descendencia de los padres. Los genotipos son:

• uno yy (homocigoto amarillo)
  
• dos yy (heterocigoto amarillo)
  
• uno yy (homocigoto verde)

por lo tanto, existe una posibilidad de tres en cuatro de que la segunda generación de descendientes de plantas de arveja tenga semillas amarillas, y una posibilidad entre cuatro de que la descendencia tenga semillas verdes. las leyes de probabilidad apoyan las observaciones de mendel sobre una proporción consistente de tres a uno de las variantes de rasgos en la segunda generación de descendientes, así como sus inferencias sobre los alelos.

afortunadamente para mendel y el progreso científico, eligió realizar su investigación sobre la planta de arveja: un organismo cuyos rasgos son claramente dimorfos y fácilmente distinguibles, y donde una de las variantes de cada rasgo es distinta en su dominio sobre el otro. Esta no es la norma; Él fácilmente pudo haber elegido otra planta de jardín con rasgos que no siguen lo que ahora se conoce como rasgos mendelianos. muchos pares de alelos, por ejemplo, exhiben diferentes tipos de dominación que el tipo dominante y recesivo simple encontrado en la planta de guisante. con rasgos mendelianos, cuando hay un alelo dominante y recesivo presente como un par heterocigoto, el alelo dominante tiene control completo sobre el fenotipo. con las plantas de guisantes, por ejemplo, un genotipo yy significaba que la planta tendría semillas amarillas, no verdes,

una alternativa es la dominancia incompleta, en la que el alelo recesivo aún se expresa parcialmente en el fenotipo, incluso cuando se combina con el alelo dominante en un par heterocigoto. El dominio incompleto existe en muchas especies, incluyendo a los humanos. un ejemplo bien conocido de dominancia incompleta existe en una planta floreciente llamada snapdragon. utilizando una casilla de punnett, podría determinar que el rojo homocigoto (c ^r c ^r ) y el blanco homocigoto (c ^w c ^w ) se cruzarían entre sí produciría un 100 por ciento de probabilidad de descendencia con el genotipo heterocigótico c ^r c ^w . este genotipo tiene flores rosadas para el dragón, porque el alelo c ^rsólo tiene un dominio incompleto sobre c ^w . Curiosamente, los descubrimientos de Mendel fueron innovadores debido a su desacreditación de las creencias de larga data de que los padres combinaron los rasgos en la descendencia. Mientras tanto, a Mendel le faltó el hecho de que muchas formas de dominación implican, de hecho, alguna combinación.

otra alternativa es la codominancia, en la que ambos alelos son simultáneamente dominantes y se expresan igualmente en el fenotipo de la descendencia. El ejemplo más conocido es una forma de tipo de sangre humana llamada mn. el tipo de sangre mn es diferente del tipo de sangre abo; en cambio, refleja un m o un marcador n que se encuentra en la superficie de los glóbulos rojos. una casilla de punnett para dos padres que son heterocigotos para su tipo de sangre (cada uno con un tipo mn) daría lugar a la siguiente descendencia:

• 25 por ciento de probabilidad de un tipo homocigoto mm
  
• 50 por ciento de probabilidad de un tipo heterocigoto mn
  
• 25 por ciento de probabilidad de un tipo homocigoto nn

con rasgos mendelianos, esto sugeriría que hay un 75 por ciento de probabilidades de que sus descendientes tengan un fenotipo de un tipo de sangre m, si m fuera dominante. pero debido a que este no es un rasgo mendeliano y m y n son codominantes, las probabilidades del fenotipo son diferentes. con el tipo de sangre mn, hay un 25 por ciento de probabilidad de un tipo de sangre m, una probabilidad del 50 por ciento de un tipo de sangre mn y una probabilidad del 25 por ciento de un tipo de sangre nn.

Las casillas de punnett son útiles la mayor parte del tiempo, incluso cuando se comparan rasgos múltiples o con relaciones de dominancia complejas. pero a veces predecir resultados fenotípicos puede ser una práctica difícil. por ejemplo, la mayoría de los rasgos entre formas de vida complejas involucran más de dos alelos. Los humanos, como la mayoría de los otros animales, son diploides, lo que significa que tienen dos cromosomas en cada conjunto. Por lo general, hay una gran cantidad de alelos en toda la población de la especie, a pesar del hecho de que cualquier individuo solo tiene dos, o solo uno en algunos casos involucra cromosomas sexuales. La gran posibilidad de resultados fenotípicos hace que sea especialmente difícil calcular las probabilidades para ciertos rasgos, mientras que para otros, como el color de los ojos en los humanos, las opciones son limitadas y, por lo tanto, más fáciles de ingresar en una casilla de punnett.