Punnett Squares adalah alat visual yang digunakan dalam ilmu genetika untuk menentukan kemungkinan kombinasi gen yang akan terjadi pada pembuahan. Kotak Punnett terbuat dari kotak persegi sederhana yang dibagi menjadi ruang 2x2 (atau lebih). Dengan kisi-kisi dan pengetahuan tentang genotipe kedua orang tua ini, para ilmuwan dapat menemukan kombinasi gen potensial untuk keturunannya dan bahkan kemungkinan menunjukkan sifat-sifat tertentu yang diwariskan.
Langkah
Sebelum Anda Mulai: Definisi Penting
Untuk melewati bagian "dasar" ini dan langsung ke langkah penggunaan kotak Punnett, klik di sini.
Langkah 1. Pahami konsep gen
Sebelum mempelajari cara membuat dan menggunakan kotak Punnett, Anda perlu mempelajari beberapa dasar penting terlebih dahulu. Yang pertama adalah gagasan bahwa semua makhluk hidup (dari mikroba kecil hingga paus biru raksasa) memiliki gen. Gen sangat kompleks, serangkaian instruksi mikroskopis yang dikodekan ke dalam hampir setiap sel dalam tubuh organisme. Gen bertanggung jawab, dalam beberapa hal, untuk hampir setiap aspek kehidupan organisme, termasuk penampilannya, perilakunya, dan banyak lagi.
Salah satu konsep yang penting untuk dipahami ketika bekerja dengan kotak Punnett adalah bahwa makhluk hidup mendapatkan gen dari orang tuanya. Anda mungkin sudah menyadari hal ini secara tidak sadar. Pikirkan - bukankah orang yang Anda kenal tampaknya mirip dengan orang tua mereka dalam hal penampilan dan tindakan, secara umum?
Langkah 2. Memahami konsep reproduksi seksual
Sebagian besar (tetapi tidak semua) organisme yang Anda ketahui di dunia sekitar Anda menghasilkan anak melalui reproduksi seksual. Artinya, orang tua perempuan dan orang tua laki-laki masing-masing menyumbangkan gen mereka untuk membuat anak dengan sekitar setengah dari gen dari setiap orang tua. Kotak Punnett pada dasarnya adalah cara untuk menunjukkan berbagai kemungkinan yang dapat terjadi dari pertukaran setengah-setengah gen ini dalam bentuk grafik.
Reproduksi seksual bukan satu-satunya bentuk reproduksi di luar sana. Beberapa organisme (seperti banyak jenis bakteri) bereproduksi melalui reproduksi aseksual, yaitu ketika salah satu orang tua membuat anak dengan sendirinya. Dalam reproduksi aseksual, semua gen anak berasal dari satu orang tua, sehingga anak tersebut kurang lebih merupakan salinan dari induknya
Langkah 3. Memahami konsep alel
Seperti disebutkan di atas, gen organisme pada dasarnya adalah seperangkat instruksi yang memberi tahu setiap sel dalam tubuh organisme bagaimana cara hidup. Sebenarnya, seperti halnya buku petunjuk yang dibagi menjadi beberapa bab, bagian, dan subbagian yang berbeda, bagian-bagian yang berbeda dari gen suatu organisme memberitahunya bagaimana melakukan hal-hal yang berbeda. Jika salah satu dari "subbagian" ini berbeda antara dua organisme, kedua organisme tersebut mungkin terlihat atau berperilaku berbeda - misalnya, perbedaan genetik dapat menyebabkan satu orang memiliki rambut hitam dan yang lainnya berambut pirang. Bentuk berbeda dari gen yang sama ini disebut alel.
Karena seorang anak mendapat dua set gen - satu dari setiap orang tua - ia akan memiliki dua salinan dari setiap alel
Langkah 4. Memahami konsep alel dominan dan resesif
Alel anak tidak selalu "berbagi" kekuatan genetiknya. Beberapa alel, yang disebut alel dominan, akan bermanifestasi dalam penampilan dan perilaku anak (kami menyebutnya "diekspresikan") secara default. Lainnya, yang disebut alel resesif, hanya akan diekspresikan jika mereka tidak dipasangkan dengan alel dominan yang dapat "menimpa" mereka. Kotak Punnett sering digunakan untuk membantu menentukan seberapa besar kemungkinan seorang anak menerima alel dominan atau resesif.
Karena mereka dapat "digantikan" oleh alel dominan, alel resesif cenderung lebih jarang diekspresikan. Secara umum, seorang anak harus mendapatkan alel resesif dari kedua orang tuanya agar alel tersebut dapat diekspresikan. Sebuah kondisi darah yang disebut anemia sel sabit adalah contoh yang sering digunakan dari sifat resesif - perhatikan, bagaimanapun, bahwa alel resesif tidak "buruk" menurut definisi
Metode 1 dari 2: Menampilkan Persilangan Monohibrid (Satu Gen)
Langkah 1. Buat kotak persegi 2x2
Kotak Punnett paling dasar cukup sederhana untuk disiapkan. Mulailah dengan menggambar persegi berukuran bagus, lalu bagi persegi itu menjadi empat kotak genap. Setelah selesai, harus ada dua kotak di setiap kolom dan dua kotak di setiap baris.
Langkah 2. Gunakan huruf untuk mewakili alel induk untuk setiap baris dan kolom
Pada kotak Punnett, kolom ditugaskan ke ibu dan baris ke ayah, atau sebaliknya. Tulis sebuah huruf di sebelah setiap baris dan kolom yang mewakili masing-masing alel ibu dan ayah. Gunakan huruf kapital untuk alel dominan dan huruf kecil untuk alel resesif.
-
Ini jauh lebih mudah dipahami dengan sebuah contoh. Sebagai contoh, katakanlah Anda ingin menentukan peluang bahwa anak pasangan suami istri dapat menggulung lidahnya. Kita bisa mewakili ini dengan huruf R dan R - huruf besar untuk gen dominan dan huruf kecil untuk resesif. Jika kedua orang tua heterozigot (memiliki satu salinan untuk setiap alel), kami akan menulis satu "R" dan satu "r" di sepanjang bagian atas grid dan satu "R" dan satu "r" di sepanjang sisi kiri grid.
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 7 Langkah 3. Tulis huruf untuk setiap baris dan kolom spasi
Setelah Anda mengetahui alel yang dikontribusikan oleh setiap orang tua, mengisi kotak Punnett Anda dengan mudah. Di setiap kotak, tulis kombinasi gen dua huruf yang diberikan dari alel ibu dan ayah. Dengan kata lain, ambil huruf dari kolom spasi dan huruf dari barisnya dan tulis bersama di dalam spasi.
- Dalam contoh kami, kami akan mengisi kotak kami seperti ini:
- Kotak kiri atas: RR
- Kotak kanan atas: Rr
- Kotak kiri bawah: Rr
- Kotak kanan bawah: rr
- Perhatikan bahwa, secara tradisional, alel dominan (huruf besar) ditulis terlebih dahulu.
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 8 Langkah 4. Tentukan setiap genotipe keturunan potensial
Setiap kotak dari kotak Punnett yang terisi mewakili keturunan yang dapat dimiliki oleh kedua orang tua. Setiap kotak (dan dengan demikian setiap keturunan) memiliki kemungkinan yang sama - dengan kata lain, pada kotak 2x2, ada kemungkinan 1/4 untuk salah satu dari empat kemungkinan. Kombinasi yang berbeda dari alel diwakili pada kotak Punnett disebut genotipe. Meskipun genotipe mewakili perbedaan genetik, keturunannya tidak selalu berbeda untuk setiap kotak (lihat langkah di bawah.)
- Dalam contoh persegi Punnett kami, genotipe yang mungkin untuk keturunan dari kedua orang tua ini adalah:
- Dua alel dominan (dari dua Rs)
- Satu alel dominan dan satu resesif (dari R dan r)
- Satu alel dominan dan satu resesif (dari R dan r) - perhatikan bahwa ada dua kotak dengan genotipe ini
- Dua alel resesif (dari dua rs)
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 9 Langkah 5. Tentukan fenotipe setiap keturunan potensial
Fenotipe suatu organisme adalah sifat fisik aktual yang ditampilkannya berdasarkan genotipenya. Hanya beberapa contoh fenotipe termasuk warna mata, warna rambut, dan adanya anemia sel sabit - semua ini adalah ciri fisik yang ditentukan oleh gen, tetapi tidak ada kombinasi gen yang sebenarnya itu sendiri. Fenotipe yang akan dimiliki keturunan potensial ditentukan oleh karakteristik gen. Gen yang berbeda akan memiliki aturan yang berbeda untuk bagaimana mereka bermanifestasi sebagai fenotipe.
- Dalam contoh kita, katakanlah bahwa gen yang memungkinkan seseorang menggulung lidahnya adalah dominan. Ini berarti bahwa keturunan mana pun akan dapat menggulung lidahnya meskipun hanya salah satu alelnya yang dominan. Dalam hal ini, fenotipe keturunan potensial adalah:
- Kiri atas: Dapat menggulung lidah (dua Rs)
- Kanan atas: Dapat menggulung lidah (satu R)
- Kiri bawah: Dapat menggulung lidah (satu R)
- Kanan bawah: Tidak bisa menggulung lidah (nol Rs)
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 10 Langkah 6. Gunakan kuadrat untuk menentukan probabilitas fenotipe yang berbeda
Salah satu kegunaan yang paling umum untuk kotak Punnett adalah untuk menentukan seberapa besar kemungkinan bahwa keturunan akan memiliki fenotipe tertentu. Karena setiap kotak mewakili hasil genotipe yang kemungkinannya sama, Anda dapat menemukan kemungkinan fenotipe dengan membagi jumlah kotak dengan fenotipe itu dengan jumlah total kotak.
- Contoh kotak Punnett kami memberi tahu kami bahwa ada empat kemungkinan kombinasi gen untuk setiap keturunan dari orang tua ini. Tiga dari kombinasi ini menghasilkan keturunan yang bisa menggulung lidahnya, sedangkan yang satu tidak. Jadi, probabilitas untuk dua fenotipe kami adalah:
- Keturunan bisa menggulung lidahnya: 3/4 = 0.75 = 75%
- Keturunan tidak bisa menggulung lidahnya: 1/4 = 0.25 = 25%
Metode 2 dari 2: Menampilkan Persilangan Dihibrida (Dua Gen)
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 11 Langkah 1. Gandakan setiap sisi kisi 2x2 dasar untuk setiap gen tambahan
Tidak semua kombinasi gen sesederhana persilangan monohibrid dasar (satu gen) dari bagian di atas. Beberapa fenotipe ditentukan oleh lebih dari satu gen. Dalam kasus ini, Anda harus memperhitungkan setiap kemungkinan kombinasi, yang berarti menggambar kotak yang lebih besar.
-
Aturan dasar untuk kotak Punnett ketika menyangkut lebih dari satu gen adalah ini: gandakan setiap sisi kisi untuk setiap gen di luar yang pertama.
Dengan kata lain, karena kisi satu gen adalah 2x2, kisi dua gen adalah 4x4, kisi tiga gen adalah 8x8, dan seterusnya.
- Untuk membuat konsep-konsep ini lebih mudah dipahami, mari kita ikuti contoh soal dua gen. Ini berarti kita harus menggambar 4x4 kisi. Konsep di bagian ini juga berlaku untuk tiga gen atau lebih - masalah ini hanya membutuhkan kisi yang lebih besar dan lebih banyak pekerjaan.
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 12 Langkah 2. Tentukan gen orang tua yang disumbangkan
Selanjutnya, temukan gen yang dimiliki kedua orang tua untuk karakteristik yang Anda periksa. Karena Anda berurusan dengan banyak gen, setiap genotipe orang tua akan memiliki dua huruf tambahan untuk setiap gen di luar yang pertama - dengan kata lain, empat huruf untuk dua gen, enam huruf untuk tiga gen, dan seterusnya. Akan sangat membantu jika menuliskan genotipe ibu di atas bagian atas kisi dan genotipe ayah di sebelah kiri (atau sebaliknya) sebagai pengingat visual.
Mari kita gunakan contoh masalah klasik untuk mengilustrasikan konflik ini. Tanaman kacang polong dapat memiliki kacang polong yang halus atau keriput dan kuning atau hijau. Halus dan kuning adalah sifat yang dominan. Dalam hal ini, gunakan S dan s untuk mewakili gen dominan dan resesif untuk kelancaran dan Y dan y untuk kekuningan. Katakanlah ibu dalam hal ini memiliki SsYy genotipe dan ayah memiliki SsYY genotip.
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 13 Langkah 3. Tulis kombinasi gen yang berbeda di sepanjang sisi atas dan kiri
Sekarang, di atas baris kotak paling atas di kisi dan di sebelah kiri kolom paling kiri, tulis alel berbeda yang berpotensi disumbangkan oleh masing-masing induk. Seperti ketika berhadapan dengan satu gen, setiap alel memiliki kemungkinan yang sama untuk diturunkan. Namun, karena Anda melihat banyak gen, setiap baris dan kolom akan mendapatkan banyak huruf: dua huruf untuk dua gen, tiga huruf untuk tiga gen, dan seterusnya.
- Dalam contoh kita, kita perlu menuliskan berbagai kombinasi gen yang dapat disumbangkan oleh setiap orang tua dari genotipe SsYy mereka. Jika kita memiliki gen SsYy ibu di bagian atas dan gen SsYY ayah di sebelah kiri, alel untuk setiap gen adalah:
- Di bagian atas: SY, Sy, sy, sy
- Bawah sisi kiri: SY, SY, sy, sy
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 14 Langkah 4. Isi ruang dengan setiap kombinasi alel
Isilah ruang di dalam kisi-kisi seperti yang Anda lakukan ketika berhadapan dengan satu gen. Namun, kali ini, setiap spasi akan memiliki dua huruf tambahan untuk setiap gen di luar yang pertama: empat huruf untuk dua gen, enam huruf untuk tiga gen. Sebagai aturan umum, jumlah huruf di setiap ruang harus sesuai dengan jumlah huruf di setiap genotipe induk.
- Dalam contoh kami, kami akan mengisi ruang kami seperti ini:
- Baris teratas: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Baris kedua: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Baris ketiga: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
- Baris bawah: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 15 Langkah 5. Temukan fenotipe untuk setiap keturunan potensial
Ketika berhadapan dengan banyak gen, setiap ruang di kotak Punnett masih mewakili genotipe untuk setiap keturunan potensial - hanya ada lebih banyak pilihan daripada satu gen. Fenotipe untuk setiap kotak, sekali lagi, bergantung pada gen yang tepat yang sedang ditangani. Namun, sebagai aturan umum, sifat dominan hanya membutuhkan satu alel dominan untuk diekspresikan, sedangkan sifat resesif membutuhkan semua alel resesif.
- Dalam contoh kami, karena kehalusan dan kekuningan adalah sifat dominan untuk kacang polong kami, setiap kotak dengan setidaknya satu huruf besar S mewakili tanaman dengan fenotipe halus dan setiap kotak dengan setidaknya satu huruf besar Y mewakili tanaman dengan fenotipe kuning. Tanaman keriput membutuhkan dua alel huruf kecil dan tanaman hijau membutuhkan dua huruf kecil y. Dari kondisi ini, kita mendapatkan:
- Baris teratas: Halus/kuning, Halus/kuning, Halus/kuning, Halus/kuning
- Baris kedua: Halus/kuning, Halus/kuning, Halus/kuning, Halus/kuning
- Baris ketiga: Halus/kuning, Halus/kuning, keriput/kuning, keriput/kuning
- Baris bawah: Halus/kuning, Halus/kuning, keriput/kuning, keriput/kuning
Bekerja Dengan Punnett Squares Langkah 16 Langkah 6. Gunakan kuadrat untuk menentukan kemungkinan setiap fenotipe
Gunakan teknik yang sama seperti ketika berhadapan dengan satu gen untuk menemukan kemungkinan bahwa setiap keturunan dari kedua orang tua dapat memiliki fenotipe yang berbeda. Dengan kata lain, jumlah kotak dengan fenotipe dibagi dengan jumlah kotak sama dengan probabilitas untuk setiap fenotipe.
- Dalam contoh kita, probabilitas untuk setiap fenotipe adalah:
- Keturunan halus dan kuning: 16/12 = 3/4 = 0.75 = 75%
- Keturunan keriput dan kuning: 16/4 = 1/4 = 0.25 = 25%
- Keturunan halus dan hijau: 0/16 = 0%
- Keturunan keriput dan hijau: 0/16 = 0%
- Perhatikan bahwa karena tidak mungkin setiap keturunan mendapatkan dua alel y resesif, tidak ada keturunan yang berwarna hijau.
Tips
- terburu-buru? Coba gunakan kalkulator persegi Punnett online (seperti ini), yang dapat membuat dan mengisi kotak Punnett berdasarkan gen induk yang Anda tentukan.
- Sebagai aturan yang sangat umum, sifat resesif kurang umum daripada sifat dominan. Namun, ada situasi di mana sifat-sifat langka ini dapat meningkatkan kebugaran organisme dan dengan demikian menjadi lebih umum melalui seleksi alam. Misalnya, sifat resesif yang menyebabkan kondisi darah Anemia Sel Sabit juga memberikan resistensi terhadap malaria, sehingga agak diinginkan di iklim tropis.
- Tidak semua gen hanya memiliki dua fenotipe. Misalnya, beberapa gen memiliki fenotipe terpisah untuk kombinasi heterozigot (satu dominan, satu resesif).
