Pravděpodobnosti Dihybridních křížů v genetice

Může být překvapením, že naše geny a pravděpodobnosti mají některé věci společné. Vzhledem k náhodné povaze buněčné meiózy jsou některé aspekty studia genetiky skutečně aplikovány pravděpodobností. Uvidíme, jak vypočítat pravděpodobnosti spojené s dihybridními kříži.

Než vypočítáme jakékoli pravděpodobnosti, definujeme pojmy, které používáme, a uvedeme předpoklady, se kterými budeme pracovat.

• Alely jsou geny, které přicházejí v párech, jeden od každého z rodičů. Kombinace tohoto páru alel určuje vlastnost, která je vystavena potomkem.
• Pár alel je genotyp potomstva. Vystavenou vlastností je potomstvo fenotyp.
• Alely budou považovány za dominantní nebo recesivní. Budeme předpokládat, že aby potomci mohli zobrazit recesivní vlastnost, musí existovat dvě kopie recesivní alely. Dominantní vlastnost může nastat pro jednu nebo dvě dominantní alely. Recesivní alely budou označeny malým písmenem a dominantní velkým písmenem.
• O jedince se dvěma alely stejného druhu (dominantní nebo recesivní) se říká, že je homozygotní. DD i dd jsou tedy homozygotní.
instagram viewer
• Říká se, že je jedinec s jednou dominantní a jednou recesivní alelou heterozygotní. Takže Dd je heterozygotní.
• Na našich dihybridních křížích budeme předpokládat, že alely, které zvažujeme, jsou zděděny nezávisle na sobě.
• Ve všech příkladech jsou oba rodiče heterozygotní pro všechny uvažované geny.

Před určením pravděpodobnosti pro dihybridní kříž musíme znát pravděpodobnosti pro monohybridní kříž. Předpokládejme, že dva rodiče, kteří jsou pro určitou vlastnost heterozygotní, produkují potomstvo. Otec má pravděpodobnost 50% předání jedné ze svých dvou alel. Stejně tak má matka pravděpodobnost 50% předání jedné z jejích dvou alel.

Můžeme použít tabulku nazvanou a Punnettovo náměstí vypočítat pravděpodobnosti, nebo můžeme jednoduše promyslet možnosti. Každý rodič má genotyp Dd, ve kterém je stejně pravděpodobné, že každá alela bude předána potomstvu. Existuje tedy pravděpodobnost 50%, že rodič přispěje dominantní alelou D a 50% pravděpodobnost, že se přispěje recesivní alela d. Možnosti jsou shrnuty:

• Pravděpodobnost, že obě alely potomků jsou dominantní, je 50% x 50% = 25%.
• Existuje pravděpodobnost 50% x 50% = 25%, že obě alely potomstva jsou recesivní.
• Existuje pravděpodobnost 50% x 50% + 50% x 50% = 25% + 25% = 50%, že potomstvo je heterozygotní.

Takže pro rodiče, kteří mají oba genotyp Dd, existuje 25% pravděpodobnost, že jejich potomstvo je DD, 25% pravděpodobnost, že potomstvo je dd a 50% pravděpodobnost, že potomstvo je Dd. Tyto pravděpodobnosti budou v čem důležité následuje.

Nyní uvažujeme o dihybridním kříži. Tentokrát existují dvě sady alel, které mohou rodiče přenést na své potomky. Budeme je označovat A a a pro dominantní a recesivní alelu pro první sadu a B a b pro dominantní a recesivní alelu druhé sady.

Oba rodiče jsou heterozygotní, a proto mají genotyp AaBb. Protože oba mají dominantní geny, budou mít fenotypy sestávající z dominantních vlastností. Jak jsme již dříve řekli, uvažujeme pouze o dvojicích alel, které nejsou vzájemně propojeny a jsou zděděny nezávisle.

Tato nezávislost nám umožňuje použít pravidlo multiplikace pravděpodobností. Každou dvojici alel můžeme posuzovat odděleně. Pomocí pravděpodobností z monohybridního kříže vidíme:

• Existuje 50% pravděpodobnost, že potomstvo má ve svém genotypu Aa.
• Existuje 25% pravděpodobnost, že potomstvo má AA ve svém genotypu.
• Existuje pravděpodobnost 25%, že potomstvo má ve svém genotypu aa.
• Existuje 50% pravděpodobnost, že potomstvo má Bb ve svém genotypu.
• Pravděpodobnost, že potomstvo má BB ve svém genotypu, je 25%.
• Existuje pravděpodobnost 25%, že potomstvo má ve svém genotypu bb.

První tři genotypy jsou nezávislé na posledních třech ve výše uvedeném seznamu. Takže vynásobíme 3 x 3 = 9 a vidíme, že existuje mnoho možných způsobů, jak zkombinovat první tři s posledními třemi. Toto jsou stejné myšlenky jako při používání a stromový diagram vypočítat možné způsoby kombinování těchto položek.

Například, protože Aa má pravděpodobnost 50% a Bb má pravděpodobnost 50%, existuje pravděpodobnost 50% x 50% = 25%, že potomstvo má genotyp AaBb. Níže uvedený seznam je úplný popis genotypů, které jsou možné, spolu s jejich pravděpodobnosti.

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

Některé z těchto genotypů budou produkovat stejné fenotypy. Například genotypy AaBb, AaBB, AABb a AABB se od sebe navzájem liší, ale všechny budou produkovat stejný fenotyp. Každý jedinec s kterýmkoli z těchto genotypů bude vykazovat dominantní vlastnosti obou uvažovaných znaků.

Potom můžeme sčítat pravděpodobnosti každého z těchto výsledků společně: 25% + 12,5% + 12,5% + 6,25% = 56,25%. To je pravděpodobnost, že obě vlastnosti jsou dominantní.

Podobným způsobem bychom se mohli podívat na pravděpodobnost, že obě vlastnosti jsou recesivní. Jediným způsobem, jak k tomu dojít, je mít genotyp aabb. To má pravděpodobnost 6,25% výskytu.

Nyní zvažujeme pravděpodobnost, že potomstvo bude mít dominantní rys pro A a recesivní rys pro B. K tomu může dojít u genotypů Aabb a AAbb. Sčítáme pravděpodobnosti těchto genotypů dohromady a máme 18,75%.

Dále se podíváme na pravděpodobnost, že potomstvo má recesivní vlastnost pro A a dominantní vlastnost pro B. Genotypy jsou aaBB a aaBb. Sčítáme pravděpodobnosti těchto genotypů dohromady a máme pravděpodobnost 18,75%. Alternativně bychom mohli tvrdit, že tento scénář je symetrický k dřívějšímu scénáři s dominantním rysem A a recesivním znakem B. Pravděpodobnost těchto výsledků by proto měla být stejná.

Dalším způsobem, jak se podívat na tyto výsledky, je vypočítat poměry, ke kterým dochází u každého fenotypu. Viděli jsme následující pravděpodobnosti:

• 56,25% obou dominantních rysů
• 18,75% přesně jedné dominantní vlastnosti
• 6,25% obou recesivních vlastností.

Místo toho, abychom se podívali na tyto pravděpodobnosti, můžeme zvážit jejich příslušné poměry. Vydělte každý o 6,25% a máme poměry 9: 3: 1. Když vezmeme v úvahu, že existují dva různé znaky, skutečné poměry jsou 9: 3: 3: 1.

To znamená, že pokud víme, že máme dva heterozygotní rodiče, pokud se potomci vyskytují u fenotypů, které mají poměry odchylující se od 9: 3: 3: 1, pak dvě vlastnosti, které zvažujeme, nefungují podle klasického Mendeliana dědictví. Místo toho bychom museli zvážit jiný model dědičnosti.