Zábava s Punnettovým čtvercem Dihybridní křížení, nezávislý rozchod alel, neúplná dominance, kodominance a mnohočetné alely aneb začínáme s genetikou.

V minulém videu jsem kreslil tuto mřížku, abychom lépe porozuměli různým kombinacím alel, které mohu získat od své matky a otce. A této mřížce, kterou jsem nakreslil, se říká Punnettův čtverec. Vyhledal jsem si, co znamená Punnettův, a ukázalo se, a to může být největší přínos, který si z tohoto videa odnesete, že když půjdete na farmářské trhy nebo rovnou na farmu tak uvidíte takové malé košíčky, ve kterých se často prodávají jahody nebo borůvky, Jsou takhle nějak spletené. Také se v nich prodává hroznové víno. Vevnitř jsou naskládané jahody. Takovému košíčku se anglicky také říká punnett. Tohle je punnett. V některých zemích mu říkají punnett, myslím, že i v Anglii. Jestli žijete v Anglii, tak mě opravte, pokud se mýlím. Ale myslím, že název punnettových čtverců, pochází od malých košíčků, do kterých si můžete dát různé kombinace genotypů. Punnnettovi čtverce nejsou dobré jen k tomu, když křížíme dva heterozygoty, a zabýváme se pouze monohybridy, což znamená, že se zajímáme pouze o jednu vlastnost. Punnettův čtverec lze použít na všechna možná křížení mezi dvěma reprodukujícími se organismy. Nemusíme mít vždy dominantní alelu. Pojďme vyřešit pár čtverců, jenom abyste porozuměli, o co jde. Řekněme, že máte matku. Budeme mít dva hybridy, tady je matka. Zůstaneme u modrých a hnědých očí, když už jsme se o nich bavili. Matka bude homozygotně dominantní. A otec bude heterozygot. Bude mít alely pro hnědé i modré oči. Nás zajímají jednotlivé genotypy, které jejich děti mohou mít. Nakreslíme si tedy znovu Punnettův čtverec. Takže nakreslím mřížku. A sem nahoru napíšu jednotlivé formy genu, které matka může předat svým dětem, a sem které může předat otec. Formy genu se nazývají alely. Nechtěl jsem napsat "gen", ale "otec". Matka vždy poskytne alelu B pro hnědé oči, oba homologní chromozomy nesou stejnou alelu, kterou předá svým potomkům. Otec jim může předat alelu B pro hnědé oči, velkým písmenem značíme alelu pro hnědé oči, nebo alelu b pro modré oči. Jednu z nich. Jaké kombinace tedy mohou nastat: Potomek může získat obě hnědé alely, každou od jednoho rodiče. To se také může stát, když získá hnědou alelu od otce a tu druhou hnědou alelu od matky. Nebo může dostat od matky hnědou alelu a od otce alelu pro modré oči. Nebo může od matky získat tu druhou alelu pro hnědé oči. Matka má tyto dva homologní chromozomy, které nesou oba stejnou alelu, stejnou alelu pro hnědé oči. Mohu tedy získat od matky tu druhou alelu a od otce opět modrou alelu. Jaká bude pravděpodobnost narození modrookého dítěte? Předpokládáme, že alela pro modré oči je recesivní. Nezapomínejme, že toto je fenotyp. A tyto kombinace jsou genotyp. Modrooké dítě musí být homozygotně recesivní. Musí mít dvě "b". S jakou pravděpodobností je bude mít? Taková kombinace alel nemůže nastat. V tomto případě je nulová šance mít modrooké potomky. Jaká je pravděpodobnost homozygotně dominantních potomků? Napíšu to... Homozygotně dominantní. Nyní mluvíme o genotypu. Zajímáme se o konkrétní alely, které dítě získá od svých rodičů. Kteří jsou homozygotně dominantní? Je to tento a tento. Dva potomci ze čtyř jsou homozygotně dominantní. Šance je tedy 50 %. Takovýto Punnettův čtverec lze použít i tehdy, když není žádný znak dominantní. Například můžeme mít situaci, které říkáme neúplná dominance. Neúplná dominance. Máme rostlinu, která má dvě různé vlohy pro barvu květů. Je to gen pro červené nebo bílé květy. Budeme křížit rostlinu s genotypem RW. To může být otec nebo matka. U rostlin oba rodiče těžko rozeznáme, ale i ony mají samčí i samičí pohlaví, někdy na jedné rostlině. Druhá rostlina také nese červené i bílé geny. Má alely pro červenou i pro bílou barvu. Jaké jsou tedy možnosti zkřížení? Nakreslíme si znovu Punnettův čtverec, začneme s malou mřížkou. Potomek může získat obě tyto červené alely. Může také získat tuto bílou alelu a tuto červenou. Tuto červenou a tuto bílou. Bílá je tato a ta červená je odsud. Nebo může získat tuto červenou od... řekněme, že je to matka. Pak získá bílou alelu od otce. To je přesně tato. Nebo může získat obě bílé alely. Na začátku jsem řekl a také napsal tady nahoře že se zabýváme případem neúplné dominance. Co to vlastně znamená? Znamená to, že tyto znaky se mohou promíchat, smísit. Kdyby to byla úplná dominance a červená byla dominantní, pak by tito jedinci byli červení. A jenom tento jedinec by byl bílý. Byla by šance 25% mít bílého potomka. Představte si ale heterozygotní genotyp, který tvoří alela R a alela W. Výsledná barva nebude červená. Jedinec bude růžový. To je to promíchání znaků, obě barvy se spolu smíchají. Pokud bychom tedy křížili tyto dvě rostliny a znaky pro červené a bílé květy by byly v neúplné dominanci, takže by se mísily, jaká by byla šance získat růžové potomky? Růžový by samozřejmě byl fenotyp. Pravděpodobnost růžové je tedy... koukněme se na jednotlivé kombinace. Kolik z nich je růžových? Tato a tato je růžová. Dva ze čtyř potomků jsou růžoví, šance je tedy 50%. Můžeme křížení opakovat po několik generací a sledovat fenotypy druhé a tředí generace. Můžeme dokonce sledovat více různých alel. Ukážu vám jeden praktický příklad. Použiji k tomu krevní skupiny. Máme tři možné alely pro krevní skupiny. Můžete mít krevní skupinu A nebo B nebo krevní skupinu 0. Dochází zde ke kodominanci a recesivitě genů. Vysvětlím vám to opět na Punnetově čtverci. Nechám si jen jednu barvu, vy už se budete orientovat. Budeme mít rodiče s krevní skupinu AB. To znamená, že má na jednom chromozomu alelu A a na druhém alelu B. Takže má AB. Fenotyp je stejný jako genotyp. Alely jsou kodominantní, projeví se obě. Nepromísí se, projeví se obě. To je skupina AB. Napíšu to, to je krevní skupina AB. A druhý rodič je, řekněme, že má alelu pouze pro skupinu A. Má krevní skupinu A. Jeho fenotyp je krevní skupina A. Doufám, že jsem vás nezmátl, ale jeho genotyp je jedna alela A, a druhá alela je 0. Tyto kombinace jsou na krevních skupinách zajímavé. 0 je recesivní. 0 je recesivní, zatímco tyto jsou kodominantní. Takže pokud máte jednu z těchto s 0, projeví se dominantně, ale pokud jsou spolu, krevní skupina je AB. Jaké jsou tedy možnosti krevních skupin u potomků tohoto páru? Můžeme získat toto A a toto A. Získáme A od matky i A od otce. Je jasné, že v tomto případě, budeme mít fenotyp krevní skupinu A. Také můžeme získat A od otce a B od matky, čímž získáme krevní skupinu AB. Dále můžeme získat A od matky a 0 od otce, pak budeme mít krevní skupinu A. Nebo získáme B od... tuto barvu jsem nechtěl. Můžeme získat B od matky, to je toto, nebo 0 do otce. Ještě jednou, zase jsem vzal špatnou barvu. A toto je krevní skupina B. Jaká je šance získat krevní skupinu A? A znovu, mluvíme nyní o fenotypu. Které možnosti jsou skupina A? Tato určitě, vzhledem k tomu, že je AA. Když máte dvě alely A, určitě máte krevní skupinu A. A fenotypově jste krevní skupina A, i když máte alelu A a alelu 0. 0 je recesivní. Čili toto bude také krevní skupina A. Obě jsou skupiny A, šance je tedy 50 %, protože 2 ze 4 možností jsou krevní skupiny A. Můžeme zkusit i další kombinace. Jak lze získat krevní skupinu 0? Oba rodiče musí mít alespoň jednu alelu 0. Například máme... není možné, aby měl rodič AB. Kdyby toto byla 0, pak by tato kombinace byla 00. Tak to byly příklady využití Punnettova čtverce. A nemusí se to týkat pouze jednoho znaku. Pojďme zpět k předešlému příkladu. Řekl jsem, že alela b znamená mít modré oči. A předpokládáme, že je to recesivní alela. B pak znamená hnědé oči. A tato alela je dominantní. A teď si přidáme další znak. Mluvil jsem už dříve o zubech. Takže alela t přináší malé zuby. Opravdu netuším, o jakém bizarním organismu mluvím, i když já sám patřím k těm s nemalými zuby. Řekněme, že T je alela pro velké zuby. Jedinec tedy může mít, například... já bych mohl být heterozygot s hnědýma očima, takže můj genotyp může být heterozygot pro hnědé oči a homozygotně dominantní, co se zubů týče. Takový by mohl být můj genotyp. Ve fenotypu tento člověk bude mít velké zuby a hnědé oči. Objasněme si to. Toto jsou fenotypově velké zuby. A tento fenotyp, to co vidíme, jsou hnědé oči. Hnědooký člověk s velkými zuby. Pokud budeme předpokládat, že geny, které kódují velikost zubů nebo barvu očí, jsou na jiných chromozomech, a toto je klíčový předpoklad, můžeme říci, že se rozdělují nezávisle. Napíši to sem: Nezávislé rozdělení. Takto to vypadá na konkrétních chromosomech. Tohle bude jeden homologní pár, můžeme mu říká homologní pár 1, a máme ještě další homologní pár. Obvykle máme 23 takových párů. Ale řekněme, že toto je homologní pár 2. Pokud je gen pro barvu očí tady a tady... vzpomeňte že geny na obou homologních chromozomech kódují stejný znak, ale mohou být v odlišných verzích, to jsou alely. A pokud zuby jsou zde, rozdělí se nezávisle. Takže když po meióze vznikají gamety, potomstvo může získat tento chromozom pro barvu očí. Ale pro velikost zubů získá tento chromosom. Nebo to může být jinak. Možná potomek získá tento chromosom pro barvu očí a tento pro velikost zubů. A získá jinou alelickou formu. Protože jsou na jiných chromosomech, neexistuje žádná spojitost mezi získáním jedné či druhé vlastnosti. S hnědýma očima můžete zdědit jak velké, tak i malé zuby. Kdyby byly na stejném chromosomu... ukážeme s příklad, kdy jsou na stejném chromosomu. Vyberu pro to další znak: barvu vlasů. Gen pro barvu vlasů bude třeba na chromosomu 1, takže ten je tady a tady. Jsou to odlišné barvy vlasů, odlišné alely, ale nese je stejný chromosom. Pokud v takové situaci někdo získá... třeba tady jsou modré oči a tady blond vlasy, a ty se budou vždy přenášet společně. Nebudou se rozdělovat. Tomu říkáme, že jsou v genové vazbě. Zvýrazním to. Takže tyto vlohy jsou ve vazbě. Později si o genové vazbě řekneme víc, zejména o genech vázaných na pohlaví, asi v příštím nebo v některém dalším videu. Teď ale mluvíme o znacích, které se přenášejí nezávisle na sobě. Když křížíme dva hybridy, říkáme tomu dihybridní křížení, fajnový výraz, ale aspoň uvidíme, jak je Punnettův čtverec šikovný. Řekněme, že oba rodiče jsou hybridové, což znamená, že oba nesou dominantní alelu pro hnědé oči a zároveň i recesivní alelu pro modré oči. Oba také mají dominantní alelu pro velké zuby a recesivní alelu pro malé zuby. Takže takhle vypadá genotyp obou rodičů, oba jsou dihybridi. Oba rodiče jsou hybridní v obou genech. Jaké jsou možné kombinace genů u jejich potomků? Šlo by to udělat i bez dihybridů, mohl bych jednoho rodiče udělat homozygota pro jeden znak a hybrida pro ten druhý, mohl bych to kombinovat, ale nechám je dihybridní, budou mít rozmanitější potomky a často takový příklad uvidíte v hodinách. Začněme u matky. Jaké jsou různé kobinace genů, kterými matka může přispět? Matka může přispět hnědou... pro každý z těchto znaků může přispět pouze jednou alelou Může přispět hnědou alelou B a velkým žlutým T, takže to máme jednu kombinaci, nebo může přispět velkým B a malým t, nebo přispěje alelou pro modré oči b a velkým T. Těmihle kombinacemi může matka přispět, včetně téhle poslední, to jsou modré oči a malé zuby. To jsou příspěvky od matky. A otec samozřejmě přispívá stejnými kombinacemi, protože otec má stejný genotyp. Napíšu to tady dolů. Napíšu to takhle, takže nebudu muset měnit barvy. Napíšu je vlastně trochu blíž k sobě, protože mi jinak dojde místo. Ne. Udělám to ještě jinak. Hnědé oči, otec přispěje buď velkými zuby, nebo malými zuby spolu s genem pro hnědé oči, nebo může přispět genem pro modré oči, alelou pro modré oči v kombinaci s velkými zuby a žlutými zuby. Ne žlutými, ale malými zuby. Pro žluté zuby by byl úplně jiný gen nebo by mělo vliv prostředí. Takže tady máme všechny možné kombinace, které mohou jejich potomci zdědit. Nakresleme si velký Punnettův čtverec, místo 4 kombinací teď budeme řešit 16 kombinací. Vypadá to, jako by mi tu došel inkoust. To je divné... 16 kombinací. Ještě to dokreslím. Něco je v nepořádku s mým tabletem. Možná se děje něco... Tak, tady máme 16 různých kombinací, všechny si je vypíšeme. Budu psát jen jednou barvy, abych je nemusel přepínat. Můžu získat tyto kombinace: hnědé oči od matky, hnědé oči od otce, takže hnědé-hnědé, potom velké zuby od obou. V této kombinaci máme velké B a velké B a velké T a malé t. A takhle postupujeme pořád dál, tedy velké B a malé b spolu s velkým T a velkým T Velké B, malé b, velké T, malé t. Projdu to teď velmi rychle, aby to netrvalo věčnost. Velké B odsud, velké B tady, velké T, malé t. Velké B od každého a malé t od každého, velké B a malé b, velké T od matky a malé t od otce. Doufám, že vás to moc nenudí. Tady máte velké B od otce a malé b od matky. Dvě malá t... Víte co, já to zastavím a vyplním zbytek, abych neplýtval časem. Tak, teď jsem nám ušetřil čas, vyplnil jsem všechny kombinace, jako to dělají v programech o vaření. Když jsem vyplnil všechny možné kombinace, můžeme se podívat na jednotlivé fenotypy, které se budou projevovat. Například, kolik potomků bude mít hnědé oči a velké zuby? Děti s velkými zuby a hnědýma očima. Napíšu to tady vedle. Takže chci velké zuby a hnědé oči... najednou mi nepíše pero... hnědé oči Kolik jich tu je? Velké zuby a hnědé oči Oba znaky jsou dominantní, takže stačí mít velké B a veké T a potomek má velké zuby a hnědé oči. Tady jsou velké zuby a hnědé oči, velké zuby přímo tady, hnědé oči tu. Možná bych měl říkat hnědé oči a velké zuby, protože v tom pořadí jsem to psal. Hnědé oči a velké zuby. I když se tu vyskytuje recesivní znak, hnědé oči dominují. Tady jsou malé zuby, ale velké zuby dominují. Tady máme hnědé oči a velké zuby, tady také. Hnědé oči a velké zuby. Je to vše? Ne, tohle jsou hnědé oči a malé zuby, ale tady ještě hnědé oči a velké zuby a tady také. Jsou pro každý znak heterozygotní, ale hnědé oči i velké zuby jsou dominantní. Takže to jsou všechny fenotypy s hnědýma očima a velkými zuby. Kolik jich je? 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, je jich 9. Máme jich 9. 9 kombinací s hnědýma očima a velkými zuby. A kolik máme kombinací s velkými zuby? Napíšu to jinou barvou. Takže hnědé oči a malé zuby. Nějak mi na tabletu nefunguje pero. Hnědé oči a malé zuby. Kolik je tu kombinací s hnědýma očima a malými zuby. Tady jsou hnědé oči a malé zuby, tady jsou hnědé oči a malé zuby Celkem tu jsou tři kombinace hnědých očí a malých zubů. Pokud budeme hledat modré oči a velké zuby, kolik kombinací najdeme? Tady jsou modré oči a velké zuby, další modré oči a velké zuby, a poslední, takže máme celkem tři kombinace. A pokud hledáme jedince recesivní v obou znacích... rychle to napíšu. Hledám kombinaci modrých očí a malých zubů. Je tu jenom jeden. Ze 16 možných je tu jen jedna situace, ve které jedinec zdědí recesivní alely od obou rodičů v obou znacích. Když se podíváme na výsledky, můžeme se zeptat, jaká je pravděpodobnost, že se narodí dítě s velkými zuby a hnědýma očima? Fenotypy máme tady, v genotypu je 16 různých možností. Je tu 16 čtverců. V 9 z nich je popsaný fenotyp s velkými zuby a hnědýma očima. Pravděpodobnost je tedy 9/16. Šance, že se narodí dítě s velkými zuby a hnědýma očima, je 9 z 16. Jaká je pravděpodobnost narození dítěte s modrýma očima a malými zuby? 1 ze 16. Snad díky tomuto videu uznáte, že Punnettův čtverec skvěle pomáhá vysvětlit kombinace genů, a nemusí se jednat pouze o jeden znak. Zde jsme viděli čtverec se dvěma dominantními znaky, které se potomkům předávají nezávisle, protože leží na různých chromozomech. Můžete ho použít, v... kde jsem to měl? Také může vysvětlili neúplnou dominanci, kdy červené a bílé geny vytvoří růžovou, nebo jde dokonce použít v případě kodominance, kdy máme násobné alely, tedy v případě, že je víc než jen dvě varianty genu. Tady máme například tři. Tak snad se vám to líbilo.