Kruisingsschema's

Een rooster van 2 bij 2 voorspelt dat twee Yy-erwtenplanten één keer op de vier groene zaden geven.

Genotype en fenotype

Twee woorden komen steeds terug. Het genotype is het paar allelen dat een organisme draagt, geschreven met letters: een hoofdletter voor het dominante allel en een kleine letter voor het recessieve. Het fenotype is wat je daadwerkelijk kunt waarnemen. Een erwtenplant met gele zaden kan YY of Yy zijn, twee genotypes met hetzelfde fenotype, omdat het dominante Y de y verbergt. Een plant met groene zaden moet yy zijn. Als beide allelen gelijk zijn (YY of yy), is het organisme homozygoot voor dat gen; als ze verschillen (Yy), is het heterozygoot.

Het schema tekenen

De Britse geneticus Reginald Punnett bedacht een eenvoudig rooster voor kruisingen. Schrijf de mogelijke gameten van de ene ouder boven en die van de andere ouder opzij. Elke ouder stopt met gelijke kans een van zijn twee allelen in elke gameet. Vul elk vakje met het allel uit zijn rij en het allel uit zijn kolom. Elk vakje is een even waarschijnlijke nakomeling. Bij Yy × Yy zijn de vakjes YY, Yy, yY en yy. Yy en yY zijn hetzelfde genotype op twee manieren bereikt, dus de genotypeverhouding is 1 YY : 2 Yy : 1 yy, en de fenotypeverhouding is 3 geel : 1 groen. Dat is de 3:1 van Mendel.

Een schema geeft kansen, geen garanties. Elk vakje is een kans van één op vier voor elke afzonderlijke nakomeling, net zoals een munt bij elke worp een kans van één op twee heeft op kop. Twee kansregels doen het meeste werk. De productregel: voor onafhankelijke gebeurtenissen die allebei moeten gebeuren, vermenigvuldig je. De kans dat drie nakomelingen van Yy × Yy alle drie gele zaden hebben, is ¾ × ¾ × ¾ = 27/64. De somregel: voor uitkomsten die niet tegelijk kunnen gebeuren, tel je op. De kans op een Yy-nakomeling is ¼ (Yy) + ¼ (yY) = ½.

De testkruising

Hoe zie je het verschil tussen een YY-plant en een Yy-plant als beide gele zaden hebben? Kruis die met een groene yy-plant. Een YY-ouder kan alleen Y doorgeven, dus alle nakomelingen zijn Yy en geel. Een Yy-ouder geeft Y of y met gelijke kans, dus ongeveer de helft van de nakomelingen is groen. Kwekers gebruiken deze testkruising nog steeds. Zet in het schema ouder 1 op Yy en ouder 2 op yy om de 1:1 te zien.

Twee genen tegelijk, en andere patronen

Mendel volgde ook zaadkleur en zaadvorm samen. Hun allelen worden onafhankelijk doorgegeven, dus een YyRr-plant maakt vier soorten gameten (YR, Yr, yR, yr) in gelijke aantallen, en YyRr × YyRr heeft een rooster van 4 bij 4 met 16 vakjes nodig. De fenotypes komen uit op 9 geel rond : 3 geel gerimpeld : 3 groen rond : 1 groen gerimpeld. Je kunt de 9 controleren met de productregel: ¾ geel × ¾ rond = 9/16.

Niet elk gen volgt eenvoudige dominantie. Bij leeuwenbekken geeft rood × wit roze nakomelingen, omdat geen van de allelen het andere volledig maskeert; dit heet onvolledige dominantie, en roze × roze geeft rood, roze en wit in de verhouding 1:2:1. Bij codominantie komen beide allelen tegelijk tot uiting. De ABO-bloedgroepen combineren beide ideeën: de allelen A en B zijn codominant, dus iemand met van elk één heeft bloedgroep AB, terwijl het O-allel (geschreven als i) recessief is ten opzichte van beide. Genen op het X-chromosoom voegen nog een wending toe. Een man heeft maar één X, dus één recessief allel daarop, zoals dat voor rood-groenkleurenblindheid, komt bij hem tot uiting, en daarom komen zulke eigenschappen vaker voor bij mannen.