Os quadrados de Punnett são ferramentas visuais usadas na ciência da genética para determinar as possíveis combinações de genes que ocorrerão na fertilização. Um quadrado de Punnett é feito de uma grade quadrada simples dividida em espaços 2x2 (ou mais). Com essa grade e o conhecimento dos genótipos de ambos os pais, os cientistas podem descobrir as combinações de genes potenciais para a prole e até mesmo as chances de exibir certas características herdadas.
Passos
Antes de começar: definições importantes
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Etapa 1. Compreender o conceito de genes
Antes de aprender a fazer e usar quadrados de Punnett, é necessário tirar alguns fundamentos importantes do caminho. O primeiro é a ideia de que todas as coisas vivas (de minúsculos micróbios a gigantescas baleias azuis) têm genes. Os genes são conjuntos microscópicos de instruções incrivelmente complexos, codificados em quase todas as células do corpo de um organismo. Os genes são responsáveis, de alguma forma, por virtualmente todos os aspectos da vida de um organismo, incluindo sua aparência, seu comportamento e muito, muito mais.
Um conceito que é importante entender ao trabalhar com quadrados de Punnett é que os seres vivos obtêm seus genes de seus pais. Você provavelmente já está ciente disso subconscientemente. Pense - as pessoas que você conhece não parecem ser semelhantes aos pais na maneira como se parecem e agem, em geral?
Etapa 2. Compreender o conceito de reprodução sexual
A maioria (mas não todos) dos organismos que você conhece no mundo ao seu redor criam filhos por meio da reprodução sexual. Ou seja, uma mãe e um homem contribuem com seus genes para fazer um filho com cerca de metade dos genes de cada pai. Um quadrado de Punnett é basicamente uma forma de mostrar as diferentes possibilidades que podem ocorrer a partir dessa troca meio a meio de genes na forma de um gráfico.
A reprodução sexual não é a única forma de reprodução que existe. Alguns organismos (como muitas cepas de bactérias) se reproduzem por meio da reprodução assexuada, que é quando um dos pais cria um filho sozinho. Na reprodução assexuada, todos os genes da criança vêm de um dos pais, então a criança é mais ou menos uma cópia de seu pai
Etapa 3. Compreender o conceito de alelos
Como mencionado acima, os genes de um organismo são basicamente um conjunto de instruções que dizem a cada célula do corpo do organismo como viver. Na verdade, assim como um manual de instruções é dividido em diferentes capítulos, seções e subseções, diferentes partes dos genes de um organismo lhe dizem como fazer coisas diferentes. Se uma dessas "subseções" for diferente entre dois organismos, os dois organismos podem ter aparência ou comportamento diferentes - por exemplo, diferenças genéticas podem levar uma pessoa a ter cabelo preto e outra a ter cabelo loiro. Essas diferentes formas do mesmo gene são chamadas de alelos.
Como uma criança recebe dois conjuntos de genes - um de cada pai -, ela terá duas cópias de cada alelo
Etapa 4. Compreender o conceito de alelos dominantes e recessivos
Os alelos de uma criança nem sempre "compartilham" seu poder genético. Alguns alelos, chamados de alelos dominantes, se manifestam na aparência e no comportamento da criança (chamamos isso de "ser expresso") por padrão. Outros, chamados de alelos recessivos, só serão expressos se não forem emparelhados com um alelo dominante que pode "substituí-los". Os quadrados de Punnett são freqüentemente usados para ajudar a determinar a probabilidade de uma criança receber um alelo dominante ou recessivo.
Como eles podem ser "substituídos" por alelos dominantes, os alelos recessivos tendem a ser expressos mais raramente. Em geral, a criança terá que obter um alelo recessivo de ambos os pais para que o alelo seja expresso. Uma condição sanguínea chamada anemia falciforme é um exemplo freqüentemente usado de traço recessivo - observe, entretanto, que os alelos recessivos não são "ruins" por definição
Método 1 de 2: Mostrando uma Cruz Mono-híbrida (Um Gene)
Etapa 1. Faça uma grade quadrada 2x2
Os quadrados de Punnett mais básicos são bastante simples de configurar. Comece desenhando um quadrado de bom tamanho e, em seguida, divida esse quadrado em quatro caixas pares. Quando terminar, deve haver dois quadrados em cada coluna e dois quadrados em cada linha.
Etapa 2. Use letras para representar os alelos pais para cada linha e coluna
Em um quadrado de Punnett, as colunas são atribuídas à mãe e as linhas ao pai, ou vice-versa. Escreva uma letra ao lado de cada linha e coluna que represente cada um dos alelos da mãe e do pai. Use letras maiúsculas para alelos dominantes e minúsculas para alelos recessivos.
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Isso é muito mais fácil de entender com um exemplo. Por exemplo, digamos que você queira determinar as chances de que o filho de um casal seja capaz de rolar a língua. Podemos representar isso com as letras R e r - maiúsculas para o gene dominante e minúsculas para o recessivo. Se ambos os pais forem heterozigotos (têm uma cópia de cada alelo), escreveríamos um "R" e um "r" ao longo do topo da grade e um "R" e um "r" ao longo do lado esquerdo da grade.
Trabalho com Quadrados de Punnett, Etapa 7 Etapa 3. Escreva as letras para cada linha e coluna de espaço
Depois de descobrir os alelos com os quais cada pai está contribuindo, é fácil preencher o quadrado de Punnett. Em cada quadrado, escreva a combinação de genes de duas letras fornecida pelos alelos da mãe e do pai. Em outras palavras, pegue a letra da coluna do espaço e a letra da linha e escreva-as juntas dentro do espaço.
- Em nosso exemplo, preencheríamos nossos quadrados assim:
- Quadrado superior esquerdo: RR
- Quadrado superior direito: Rr
- Quadrado inferior esquerdo: Rr
- Quadrado inferior direito: rr
- Observe que, tradicionalmente, os alelos dominantes (letras maiúsculas) são escritos primeiro.
Trabalho com Quadrados de Punnett, Etapa 8 Etapa 4. Determine o genótipo de cada descendente em potencial
Cada quadrado de um quadrado Punnett preenchido representa uma prole que os dois pais podem ter. Cada quadrado (e, portanto, cada filho) é igualmente provável - em outras palavras, em uma grade 2x2, há uma possibilidade de 1/4 para qualquer uma das quatro possibilidades. As diferentes combinações de alelos representados em um quadrado de Punnett são chamadas de genótipos. Embora os genótipos representem diferenças genéticas, os descendentes não serão necessariamente diferentes para cada quadrado (consulte a etapa abaixo).
- Em nosso exemplo de quadrado de Punnett, os genótipos que são possíveis para uma prole desses dois pais são:
- Dois alelos dominantes (dos dois Rs)
- Um alelo dominante e um recessivo (de R e r)
- Um alelo dominante e um recessivo (de R e r) - observe que há dois quadrados com este genótipo
- Alelo dois recessivo (dos dois rs)
Trabalho com Quadrados de Punnett, Etapa 9 Etapa 5. Determine o fenótipo de cada filho em potencial
O fenótipo de um organismo é a característica física real que ele exibe com base em seu genótipo. Apenas alguns exemplos de fenótipos incluem cor dos olhos, cor do cabelo e presença de anemia falciforme - todos esses são traços físicos determinados por genes, mas nenhum são as próprias combinações de genes reais. O fenótipo que uma prole potencial terá é determinado pelas características do gene. Genes diferentes terão regras diferentes sobre como se manifestam como fenótipos.
- Em nosso exemplo, digamos que o gene que permite a alguém rolar a língua seja dominante. Isso significa que qualquer filho será capaz de rolar a língua, mesmo que apenas um de seus alelos seja dominante. Neste caso, os fenótipos da prole potencial são:
- Superior esquerdo: Pode rolar a língua (dois Rs)
- Canto superior direito: Pode rolar a língua (um R)
- Inferior esquerdo: Pode rolar a língua (um R)
- Canto inferior direito: Não é possível rolar a língua (zero Rs)
Trabalho com Quadrados de Punnett, Etapa 10 Etapa 6. Use os quadrados para determinar a probabilidade de diferentes fenótipos
Um dos usos mais comuns dos quadrados de Punnett é determinar a probabilidade de a prole ter fenótipos específicos. Uma vez que cada quadrado representa um resultado genótipo igualmente provável, você pode encontrar a probabilidade de um fenótipo por dividindo o número de quadrados com aquele fenótipo pelo número total de quadrados.
- Nosso exemplo de quadrado de Punnett nos diz que existem quatro combinações possíveis de genes para qualquer filho desses pais. Três dessas combinações fazem uma prole que pode rolar a língua, enquanto uma não. Assim, as probabilidades para nossos dois fenótipos são:
- A prole pode rolar a língua: 3/4 = 0.75 = 75%
- A prole não pode rolar a língua: 1/4 = 0.25 = 25%
Método 2 de 2: Mostrando uma Cruz Diíbrida (Dois Genes)
Trabalho com Quadrados de Punnett, Etapa 11 Etapa 1. Dobre cada lado da grade 2x2 básica para cada gene adicional
Nem todas as combinações de genes são tão simples quanto o cruzamento mono-híbrido básico (um gene) da seção acima. Alguns fenótipos são determinados por mais de um gene. Nesses casos, você deve levar em conta todas as combinações possíveis, o que significa desenhar uma grade maior.
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A regra básica para quadrados de Punnett quando se trata de mais de um gene é esta: dobre cada lado da grade para cada gene além do primeiro.
Em outras palavras, como uma grade de um gene é 2x2, uma grade de dois genes é 4x4, uma grade de três genes é 8x8 e assim por diante.
- Para tornar esses conceitos mais fáceis de entender, vamos seguir com um exemplo de problema de dois genes. Isso significa que devemos desenhar um 4x4 grade. Os conceitos nesta seção também são válidos para três ou mais genes - esses problemas apenas requerem grades maiores e mais trabalho.
Trabalho com Quadrados de Punnett, Etapa 12 Etapa 2. Determine os genes dos pais sendo contribuídos
Em seguida, encontre os genes que ambos os pais têm para a característica que você está examinando. Como você está lidando com vários genes, o genótipo de cada pai terá duas letras adicionais para cada gene além do primeiro - em outras palavras, quatro letras para dois genes, seis letras para três genes e assim por diante. Pode ser útil escrever o genótipo da mãe acima do topo da grade e o do pai à esquerda (ou vice-versa) como um lembrete visual.
Vamos usar um exemplo de problema clássico para ilustrar esses conflitos. Uma planta de ervilha pode ter ervilhas lisas ou enrugadas e amarelas ou verdes. Liso e amarelo são os traços dominantes. Nesse caso, use S e s para representar genes dominantes e recessivos para suavidade e Y e y para amarelo. Digamos que a mãe, neste caso, tenha um SsYy genótipo e o pai tem um SsYY genótipo.
Trabalho com Quadrados de Punnett - Etapa 13 Etapa 3. Escreva as diferentes combinações de genes nos lados superior e esquerdo
Agora, acima da linha superior dos quadrados na grade e à esquerda da coluna mais à esquerda, escreva os diferentes alelos que podem potencialmente ser contribuídos por cada pai. Como ao lidar com um gene, cada alelo tem a mesma probabilidade de ser transmitido. No entanto, como você está olhando para vários genes, cada linha e coluna receberá várias letras: duas letras para dois genes, três letras para três genes e assim por diante.
- Em nosso exemplo, precisamos anotar as diferentes combinações de genes com as quais cada pai pode contribuir com seus genótipos SsYy. Se tivermos os genes SsYy da mãe na parte superior e os genes SsYY do pai à esquerda, os alelos para cada gene são:
- Através do topo: SY, Sy, sY, sy
- Abaixo do lado esquerdo: SY, SY, sY, sY
Trabalho com Quadrados de Punnett, Etapa 14 Etapa 4. Preencha os espaços com cada combinação de alelos
Preencha os espaços na grade da mesma forma que faria ao lidar com um único gene. No entanto, desta vez, cada espaço terá duas letras adicionais extras para cada gene além do primeiro: quatro letras para dois genes, seis letras para três genes. Como regra geral, o número de letras em cada espaço deve corresponder ao número de letras no genótipo de cada pai.
- Em nosso exemplo, preencheríamos nossos espaços assim:
- Linha superior: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Segunda linha: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Terceira fila: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
- Linha inferior: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
Trabalho com Quadrados de Punnett - Etapa 15 Etapa 5. Encontre os fenótipos para cada filho em potencial
Ao lidar com vários genes, cada espaço no quadrado de Punnett ainda representa o genótipo de cada prole potencial - há apenas um número maior de opções do que com um gene. Os fenótipos para cada quadrado são, mais uma vez, dependentes dos genes exatos que estão sendo tratados. No entanto, como regra geral, os traços dominantes precisam de apenas um alelo dominante para serem expressos, enquanto os traços recessivos precisam de todos os alelos recessivos.
- Em nosso exemplo, uma vez que a suavidade e o amarelo são características dominantes para nossas ervilhas, qualquer quadrado com pelo menos um S maiúsculo representa uma planta com um fenótipo suave e qualquer quadrado com pelo menos um Y maiúsculo representa uma planta com um fenótipo amarelo. Plantas enrugadas precisam de dois alelos se minúsculos e plantas verdes precisam de dois y minúsculos. A partir dessas condições, obtemos:
- Linha superior: Liso / amarelo, Liso / amarelo, Liso / amarelo, Liso / amarelo
- Segunda linha: Liso / amarelo, Liso / amarelo, Liso / amarelo, Liso / amarelo
- Terceira fila: Liso / amarelo, liso / amarelo, enrugado / amarelo, enrugado / amarelo
- Linha inferior: Liso / amarelo, liso / amarelo, enrugado / amarelo, enrugado / amarelo
Trabalho com Quadrados de Punnett Etapa 16 Etapa 6. Use os quadrados para determinar a probabilidade de cada fenótipo
Use as mesmas técnicas usadas para lidar com um gene para descobrir a probabilidade de que qualquer filho dos dois pais possa ter cada fenótipo diferente. Em outras palavras, o número de quadrados com o fenótipo dividido pelo número total de quadrados é igual à probabilidade de cada fenótipo.
- Em nosso exemplo, as probabilidades para cada fenótipo são:
- A prole é lisa e amarela: 12/16 = 3/4 = 0.75 = 75%
- A prole é enrugada e amarela: 4/16 = 1/4 = 0.25 = 25%
- A prole é lisa e verde: 0/16 = 0%
- A prole é enrugada e verde: 0/16 = 0%
- Observe que, como é impossível para qualquer filho obter dois alelos y recessivos, nenhum dos filhos será verde.
Pontas
- Com pressa? Tente usar uma calculadora quadrada de Punnett online (como esta), que pode criar e preencher quadrados de Punnett com base nos genes pai que você especificar.
- Como regra geral, os traços recessivos são menos comuns do que os dominantes. No entanto, existem situações em que essas características raras podem aumentar a aptidão dos organismos e, assim, se tornar mais comuns por meio da seleção natural. Por exemplo, o traço recessivo que causa a anemia falciforme do sangue também confere resistência à malária, tornando-a um tanto desejável em climas tropicais.
- Nem todos os genes têm apenas dois fenótipos. Por exemplo, alguns genes têm um fenótipo separado para a combinação heterozigótica (um dominante, um recessivo).
