El cuadrilátero de Punnett es un dispositivo visual utilizado en la ciencia de la genética para determinar qué combinaciones de genes pueden ocurrir en la concepción. Un cuadrado de Punnett está hecho de una cuadrícula cuadrada simple dividida en una cuadrícula de 2x2 (o más grande). Con esta cuadrícula y el conocimiento de los genotipos de ambos padres, los científicos pueden descubrir posibles combinaciones de genes para la descendencia y posiblemente incluso conocer algunos rasgos heredados.
Paso
Antes de comenzar: algunas definiciones importantes
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Paso 1. Comprender el concepto de genes
Antes de aprender a crear y utilizar un cuadrilátero de Punnett, debe conocer algunos conceptos básicos importantes. La primera es la idea de que todos los seres vivos (desde microbios diminutos hasta ballenas azules gigantes) tienen "genes". Los genes son secuencias microscópicas extremadamente complejas de instrucciones que están codificadas en casi todas las células del cuerpo de todos los organismos. Los genes son responsables de todos los aspectos de la vida de un organismo, incluida la apariencia, el comportamiento y más.
Uno de los conceptos importantes que hay que entender cuando se trabaja con cuadriláteros de Punnett es que "todos los seres vivos obtienen sus genes de sus padres". De manera subconsciente, es posible que ya lo sepa usted mismo. Piénselo: ¿la mayoría de las personas que conoce no se parecen a sus padres en apariencia y comportamiento?
Paso 2. Comprender el concepto de reproducción sexual
La mayoría de los organismos (no todos) que conoces en este mundo producen descendencia a través de la "reproducción sexual". Afección en la que los padres masculinos y femeninos donan sus genes respectivos para producir descendencia. En este caso, la mitad de los genes del niño provienen de ambos padres. El cuadrilátero de Punnett es básicamente una forma de mostrar las diversas posibilidades de este intercambio genético de mitad a mitad en forma gráfica.
La reproducción sexual no es la única forma de reproducción que existe. Algunos organismos (como las bacterias) se reproducen por "reproducción asexual", una condición en la que los padres engendran a sus propios hijos, sin la ayuda de una pareja. En la reproducción asexual, todos los genes de un niño provienen de un solo padre, lo que los convierte en copias más o menos exactas del padre
Paso 3. Comprender el concepto de alelos en genética
Como se mencionó anteriormente, los genes de un organismo son básicamente una serie de instrucciones que gobiernan cada célula del cuerpo sobre cómo sobrevivir. De hecho, a diferencia de un manual, los genes también se dividen en capítulos, secciones y subsecciones, con diferentes secciones del gen que regulan funciones separadas individualmente. Si alguna de estas "subsecciones" difiere entre dos organismos, los dos se verán y se comportarán de manera diferente; por ejemplo, las diferencias genéticas hacen que una persona sea negra y la otra rubia. Estas diferentes formas en el mismo gen (gen humano) se denominan "alelos".
Dado que cada niño tiene dos conjuntos de genes, cada padre y madre, el niño obtendrá dos copias para cada alelo
Paso 4. Comprender el concepto de alelos dominantes y recesivos
El alelo de un niño no siempre "comparte" el poder del gen. Algunos alelos, denominados alelos dominantes, se manifestarán en la apariencia física y el comportamiento del niño (los llamamos "expresados") de forma predeterminada. Otros alelos, llamados alelos "recesivos", solo pueden expresarse si no están emparejados con un alelo dominante, que es capaz de "invadirlos". El cuadro de Punnett se utiliza a menudo para ayudar a determinar la probabilidad de que un niño reciba un alelo dominante o recesivo.
Debido a que estos genes pueden ser "invadidos" por ales dominantes, los alelos recesivos tienden a expresarse con menos frecuencia. En general, un niño debe heredar el alelo recesivo de ambos padres para que se exprese el alelo. Las enfermedades de la sangre son un ejemplo de rasgo recesivo que se utiliza con frecuencia, pero tenga en cuenta que un alelo recesivo no significa "malo"
Método 1 de 2: Mostrar cruces monohíbridos (de un solo gen)
Paso 1. Cree una cuadrícula de 2x2
Los cuadrados de Punnett más básicos son bastante fáciles de hacer. Comience dibujando un rectángulo equilátero, luego divida el interior en cuatro cuadrículas iguales. Cuando haya terminado, debe haber dos cuadrículas en cada columna y dos cuadrículas en cada fila.
Paso 2. Use letras para representar el alelo principal o fuente en cada fila y columna
En un cuadrilátero de Punnett, las columnas se asignan a las madres y las filas a los padres, o viceversa. Escriba las letras al lado de cada fila y columna que representan cada uno de los alelos paterno y materno. Utilice letras mayúsculas para los alelos dominantes y minúsculas para los alelos recesivos.
Será mucho más fácil de entender con un ejemplo. Por ejemplo, digamos que desea determinar la probabilidad de que los hijos de una pareja en particular puedan mover la lengua. Representamos esto con las letras "R" y "r" - una letra mayúscula para el gen dominante y una letra minúscula para el recesivo. Si ambos padres fueran heterocigotos (con una copia de cada alelo), escribiríamos una "R" y una "r" en la parte superior de la cuadrícula y una "R" y una "r" en el lado izquierdo de la cuadrícula.
Paso 3. Escribe las letras de cada cuadrícula en las filas y columnas
Después de completar los alelos dados por cada padre, completar el cuadro de Punnett se vuelve fácil. En cada cuadrícula, escriba las combinaciones de genes de dos letras de los alelos materno y paterno. En otras palabras, tome las letras de la cuadrícula en la columna y la fila, y luego escríbalas en el cuadro en blanco de conexión.
- En este ejemplo, complete nuestra cuadrícula de cuadriláteros de Punnett de la siguiente manera:
- El cuadro en la parte superior izquierda: "RR"
- El cuadro en la parte superior derecha: "Rr"
- Cuadro en la parte inferior izquierda: "Rr"
- El cuadro de la parte inferior derecha: "rr"
- Tenga en cuenta que, por lo general, el alelo dominante (letra mayúscula) se escribe primero.
Paso 4. Determine el genotipo de cada posible descendencia
Cada casilla completada en el cuadro de Punnett representa la descendencia que pueden tener los padres. Cada cuadrado (y por lo tanto cada descendencia) es igualmente probable; en otras palabras, en una cuadrícula de 2x2, hay 1/4 de probabilidad por cada cuatro posibilidades. Las diferentes combinaciones de alelos representados en el cuadrilátero de Punnett se denominan "genotipos". Si bien los genotipos representan diferencias genéticas, la descendencia no necesariamente difiere para cada red (consulte los pasos a continuación).
- En nuestro ejemplo del cuadrilátero de Punnett, los posibles genotipos de la descendencia de estos dos padres son:
- "Dos alelos dominantes" (dos R)
- "Un alelo dominante y uno recesivo" (R y r)
- "Un alelo dominante y uno recesivo" (R y r): tenga en cuenta que hay dos cuadrículas con este genotipo.
- "Dos alelos recesivos" (dos r)
Paso 5. Determine el fenotipo de cada posible descendencia
El fenotipo en un organismo es el rasgo físico real que se muestra en función de su genotipo. Algunos ejemplos de fenotipos, como el color de los ojos, el color del cabello y la presencia de células sanguíneas patológicas, son rasgos físicos "determinados" por genes, pero no combinaciones reales de genes en sí mismos. El fenotipo que tendrá una posible descendencia está determinado por las características del gen. Los diferentes genes tendrán diferentes reglas en términos de su manifestación como fenotipo.
- En nuestro ejemplo, digamos que el gen que permite que una persona mueva la lengua es el gen dominante. Esto significa que cada descendiente podrá hacer rodar la lengua, incluso si solo un alelo es dominante. En este caso, los fenotipos de la posible descendencia son:
- Arriba a la izquierda: "Capaz de enrollar la lengua (dos R)"
- Arriba a la derecha: "Capaz de enrollar la lengua (una R)"
- Abajo a la izquierda: "Capaz de enrollar la lengua (una R)"
- Abajo a la derecha: "No se puede enrollar la lengua (sin R)"
Paso 6. Utilice la cuadrícula para determinar la probabilidad de que aparezcan los diferentes fenotipos
Uno de los usos más comunes del cuadrilátero de Punnett es determinar la probabilidad de que una descendencia tenga un fenotipo específico. Dado que cada cuadrícula representa un posible genotipo equivalente, puede encontrar los posibles fenotipos "dividiendo el número de cuadrículas que contienen ese fenotipo por el número total de celosías presentes".
- El cuadrilátero de Punnett en nuestro ejemplo establece que hay cuatro posibles combinaciones de genes para cualquier descendencia, de estos dos padres. Tres de estas combinaciones crean una descendencia capaz de hacer rodar la lengua. Por tanto, las probabilidades de nuestro fenotipo son:
- Descendencia capaz de enrollar la lengua: 3/4 = "0,75 = 75%"
- La descendencia no puede enrollar la lengua: 1/4 = "0.25 = 25%"
Método 2 de 2: Mostrar un cruce dihíbrido (dos genes)
Paso 1. Duplique cada lado de la cuadrícula básica de 2x2 para cada gen adicional
No todas las combinaciones de genes son tan fáciles como los cruces monohíbridos básicos (un solo gen) de la sección anterior. Algunos fenotipos están determinados por más de un gen. En este caso, debe tener en cuenta todas las combinaciones posibles, lo que significa dibujar una cuadrícula más grande.
- La regla básica del cuadrilátero de Punnett cuando hay más de un gen es: "multiplica cada lado de la cuadrícula por cada gen que no sea el primero". En otras palabras, dado que la cuadrícula de un gen es 2x2, la cuadrícula de dos genes es 4x4, la cuadrícula de tres genes es 8x8, y así sucesivamente.
- Para que este concepto sea más fácil de entender, sigamos el problema de ejemplo de dos genes. Esto significa que tenemos que dibujar una cuadrícula de “4x4”. Los conceptos de esta sección también se aplican a tres o más genes; este problema simplemente requiere una cuadrícula más grande y trabajo adicional.
Paso 2. Asignar genes parentales contribuyentes
A continuación, busque los genes que comparten ambos padres para la característica que se está estudiando. Debido a la gran cantidad de genes involucrados, el genotipo de cada padre obtendrá dos letras adicionales para cada gen además del primero: con la palabra tela, cuatro letras para dos genes, seis letras para tres genes, y así sucesivamente. Puede resultar útil escribir el genotipo de la madre en la parte superior de la cuadrícula y el genotipo del padre en la izquierda (o viceversa) como recordatorio visual.
Usemos un ejemplo clásico para ilustrar este conflicto. Una planta de guisantes puede tener frijoles lisos o arrugados, de color amarillo o verde. Suave y amarillo son rasgos dominantes. En este caso, use M ym para representar dominante y recesivo para suavidad y K yk para amarilleo. Digamos que la madre tiene un genotipo de "MmKk" y el gen del padre tiene un genotipo de "MmKK"
Paso 3. Escribe las distintas combinaciones de genes en los lados superior e izquierdo
Ahora, arriba de la fila superior de la cuadrícula y a la izquierda de la columna de la izquierda, escriba los diferentes alelos que cada padre podría contribuir. Al igual que cuando se trata de un solo gen, es igualmente probable que cada alelo se herede. Sin embargo, debido a que hay tantos genes, cada columna y fila obtendrá más de una letra: dos letras para dos genes, tres letras para tres genes, y así sucesivamente.
- En este ejemplo, debemos enumerar las diferentes combinaciones de genes que los padres pueden heredar de su genotipo MmKk. Si tenemos el gen MmKk de la madre a lo largo del retículo superior y el gen MmKk del padre en el retículo izquierdo, entonces los alelos para cada gen son:
- En la cuadrícula superior: "MK, Mk, mK, mk"
- Abajo en el lado izquierdo: "MK, MK, mK, mK"
Paso 4. Complete cada cuadrícula con cada combinación de alelos
Complete la cuadrícula como cuando se trata de un solo gen. Esta vez, sin embargo, cada cuadrícula tendrá dos letras adicionales para cada gen además de la primera: cuatro letras para dos genes, seis letras para tres genes. En general, el número de letras en cada cuadrícula debe ser igual al número de letras en el genotipo de cada padre.
- En este ejemplo, completaremos la cuadrícula existente de la siguiente manera:
- Fila superior: "MMKK, MMKk, MmKK, MmKk"
- Segunda línea: "MMKK, MMKk, MmKK, MmKk"
- Tercera línea: "MmKK, MmKk, mmKK, mmKk"
- Fila inferior: "MmKK, MmKk, mmKK, mmKk"
Paso 5. Encuentre el fenotipo de cada posible descendencia
Cuando se enfrenta a múltiples genes, cada red en el cuadrilátero de Punnett todavía representa el genotipo de cada posible descendencia; hay más opciones que un solo gen. El fenotipo de cada red, nuevamente, depende del gen exacto que se esté manejando. Sin embargo, en general, los rasgos dominantes solo necesitan un alelo para expresarse, mientras que los rasgos recesivos requieren "todos" los alelos recesivos.
- En este ejemplo, debido a que la suavidad (M) y la amarillez (K) son los rasgos dominantes o los rasgos de la planta de guisantes en el ejemplo, cada cuadrícula que contiene al menos una M mayúscula representa una planta con el fenotipo suave, y cada cuadrícula contiene al menos una K grande representa un fenotipo de cultivo amarillo. Las plantas arrugadas necesitan dos alelos s minúsculas y las plantas verdes necesitan dos alelos k minúsculas. De esta condición, obtenemos:
- Fila superior: "Sin costura / amarillo, Sin costura / amarillo, Suave / amarillo, Sin costura / amarillo"
- Segunda fila: "Sin costura / amarillo, Suave / amarillo, Suave / amarillo, Suave / amarillo"
- Tercera fila: "Liso / amarillo, liso / amarillo, arrugado / amarillo, arrugado / amarillo"
- Fila inferior: "Liso / amarillo, Liso / amarillo, arrugado / amarillo, arrugado / amarillo"
Paso 6. Utilice la cuadrícula para determinar la probabilidad de cada fenotipo
Utilice la misma técnica que cuando se trata de un solo gen para encontrar la probabilidad de que cada descendiente de ambos padres pueda tener un fenotipo diferente. En otras palabras, el número de cuadrículas que contienen el fenotipo dividido por el número total de cuadrículas es igual a la probabilidad de cada fenotipo.
- En este ejemplo, las probabilidades para cada fenotipo son:
- La descendencia es suave y amarilla: 12/16 = "3/4 = 0,75 = 75%"
- Las crías están arrugadas y amarillas: 4/16 = "1/4 = 0,25 = 25%"
- La descendencia es suave y verde: 0/16 = "0%"
- Descendencia caracterizada por arrugas y verde: 0/16 = "0%"
- Tenga en cuenta que, dado que es imposible que todos los descendientes tengan dos alelos k recesivos, ninguno de los descendientes es verde (0%).
Consejos
- ¿Apurado? Intente usar la calculadora en línea del cuadrilátero de Punnett (por ejemplo, en esta), que puede crear y completar una cuadrícula de Punnett basada en los genes parentales que haya especificado.
- En general, los rasgos recesivos no son tan comunes como los rasgos dominantes. Sin embargo, hay situaciones en las que este rasgo raro puede aumentar la aptitud de un organismo y, por lo tanto, volverse más frecuente a través de la selección natural. Por ejemplo, el rasgo recesivo que causa enfermedades hereditarias de la sangre también confiere inmunidad a la malaria, lo que la hace necesaria en climas tropicales.
- No todos los genes tienen solo dos fenotipos. Por ejemplo, existen varios genes que tienen fenotipos separados para combinaciones heterocigotas (uno dominante, uno recesivo).
