Решётки Пеннета

Решётка 2 на 2 предсказывает, что два растения гороха Yy дают зелёные семена в одном случае из четырёх.

Генотип и фенотип

Два слова встречаются постоянно. Генотип представляет собой пару аллелей, которую несёт организм. Его записывают буквами: заглавной для доминантного аллеля и строчной для рецессивного. Фенотип представляет собой то, что можно увидеть на самом деле. Растение гороха с жёлтыми семенами может быть YY или Yy: это два генотипа с одним фенотипом, потому что доминантный Y скрывает y. Растение с зелёными семенами обязательно yy. Когда оба аллеля одинаковы (YY или yy), организм гомозиготен по этому гену; когда они различаются (Yy), он гетерозиготен.

Как начертить решётку

Британский генетик Реджиналд Пеннет придумал простую сетку для скрещиваний. Запиши возможные гаметы одного родителя сверху, а гаметы другого родителя сбоку. Каждый родитель с равной вероятностью помещает в каждую гамету один из двух своих аллелей. Заполни каждую клетку аллелем из её строки и аллелем из её столбца. Каждая клетка соответствует одному равновероятному потомку. Для Yy × Yy клетки такие: YY, Yy, yY и yy. Yy и yY представляют собой один и тот же генотип, полученный двумя путями, поэтому соотношение генотипов 1 YY : 2 Yy : 1 yy, а соотношение фенотипов 3 жёлтых : 1 зелёный. Это и есть соотношение Менделя 3:1.

Решётка даёт вероятности, а не гарантии. Вероятность каждого варианта для любого отдельного потомка равна одной четверти, так же как вероятность орла при каждом броске монеты равна одной второй. Почти всю работу делают два правила теории вероятностей. Правило умножения: для независимых событий, которые должны произойти вместе, вероятности перемножают. Вероятность того, что у всех трёх потомков Yy × Yy будут жёлтые семена, равна ¾ × ¾ × ¾ = 27/64. Правило сложения: для исходов, которые не могут произойти одновременно, вероятности складывают. Вероятность получить потомка Yy равна ¼ (Yy) + ¼ (yY) = ½.

Анализирующее скрещивание

Как отличить растение YY от растения Yy, если у обоих жёлтые семена? Скрести его с зелёным растением yy. Родитель YY может передать только Y, поэтому все потомки будут Yy и жёлтыми. Родитель Yy с равной вероятностью передаёт Y или y, поэтому примерно половина потомков будет зелёной. Селекционеры до сих пор пользуются таким анализирующим скрещиванием. Поставь в решётке родителя 1 на Yy, а родителя 2 на yy, чтобы увидеть 1:1.

Два гена сразу и другие закономерности

Мендель также следил за окраской и формой семян одновременно. Их аллели передаются независимо, поэтому растение YyRr образует четыре типа гамет (YR, Yr, yR, yr) в равных количествах, а для YyRr × YyRr нужна решётка 4 на 4 из 16 клеток. Фенотипы получаются в соотношении 9 жёлтых гладких : 3 жёлтых морщинистых : 3 зелёных гладких : 1 зелёный морщинистый. Число 9 можно проверить правилом умножения: ¾ жёлтых × ¾ гладких = 9/16.

Не каждый ген подчиняется простому доминированию. У львиного зева скрещивание красного с белым даёт розовое потомство, потому что ни один аллель не маскирует другой полностью. Это неполное доминирование, и скрещивание розового с розовым даёт красные, розовые и белые растения в соотношении 1:2:1. При кодоминировании оба аллеля проявляются сразу. Группы крови ABO сочетают обе идеи: аллели A и B кодоминантны, поэтому у человека с одним аллелем каждого вида группа AB, а аллель O (его пишут i) рецессивен по отношению к обоим. Гены на X-хромосоме добавляют ещё одну особенность. У мужчины только одна X-хромосома, поэтому единственный рецессивный аллель на ней, например аллель красно-зелёной цветовой слепоты, у него проявляется. Вот почему такие признаки чаще встречаются у мужчин.