Cómo trabajar con cuadrados de Punnett (con imágenes)

2024 Autor: Louis Wesley | [email protected]. Última modificación: 2024-01-15 08:44

Los cuadrados de Punnett son herramientas visuales que se utilizan en la ciencia de la genética para determinar las posibles combinaciones de genes que se producirán en la fertilización. Un cuadrado de Punnett está hecho de una cuadrícula cuadrada simple dividida en espacios de 2x2 (o más). Con esta cuadrícula y el conocimiento de los genotipos de ambos padres, los científicos pueden descubrir las posibles combinaciones de genes para la descendencia e incluso las posibilidades de exhibir ciertos rasgos heredados.

Pasos

Antes de comenzar: definiciones importantes

Para omitir esta sección de "conceptos básicos" e ir directamente a los pasos de uso del cuadro de Punnett, haga clic aquí.

Paso 1. Comprender el concepto de genes

Antes de aprender a hacer y usar cuadrados de Punnett, es necesario aclarar 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 conjuntos microscópicos de instrucciones increíblemente complejos codificados en casi todas las células del cuerpo de un organismo. Los genes son responsables, de alguna manera, de prácticamente todos los aspectos de la vida de un organismo, incluida su apariencia, su comportamiento y mucho, mucho más.

Un concepto que es importante entender cuando se trabaja con cuadrados de Punnett es que los seres vivos obtienen sus genes de sus padres. Probablemente ya sea consciente de esto subconscientemente. Piense: ¿las personas que conoce no parecen ser similares a sus padres en la forma en que se ven y actúan, en general?

Paso 2. Comprender el concepto de reproducción sexual

La mayoría (pero no todos) de los organismos que conoce en el mundo que lo rodea tienen hijos a través de la reproducción sexual. Es decir, un progenitor femenino y un progenitor masculino contribuyen cada uno con sus genes para producir un hijo con aproximadamente la mitad de sus genes de cada progenitor. Un cuadrado de Punnett es básicamente una forma de mostrar las diferentes posibilidades que pueden ocurrir a partir de este intercambio de genes mitad y mitad en forma de gráfico.

La reproducción sexual no es la única forma de reproducción que existe. Algunos organismos (como muchas cepas de bacterias) se reproducen a través de la reproducción asexual, que es cuando uno de los padres engendra un hijo por sí solo. En la reproducción asexual, todos los genes del niño provienen de uno de los padres, por lo que el niño es más o menos una copia de su padre

Paso 3. Comprender el concepto de alelos

Como se mencionó anteriormente, los genes de un organismo son básicamente un conjunto de instrucciones que le dicen a cada célula del cuerpo del organismo cómo vivir. De hecho, al igual que un manual de instrucciones se divide en diferentes capítulos, secciones y subsecciones, diferentes partes de los genes de un organismo le indican cómo hacer diferentes cosas. Si una de estas "subsecciones" es diferente entre dos organismos, los dos organismos pueden verse o comportarse de manera diferente; por ejemplo, las diferencias genéticas pueden llevar a una persona a tener cabello negro y a otra a tener cabello rubio. Estas diferentes formas del mismo gen se denominan alelos.

Debido a que un niño obtiene dos conjuntos de genes, uno de cada padre, tendrá dos copias de cada alelo

Paso 4. Comprender el concepto de alelos dominantes y recesivos

Los alelos de un niño no siempre "comparten" su poder genético. Algunos alelos, llamados alelos dominantes, se manifestarán en la apariencia y el comportamiento del niño (a esto lo llamamos "ser expresado") de forma predeterminada. Otros, llamados alelos recesivos, solo se expresarán si no están emparejados con un alelo dominante que pueda "anularlos". Los cuadrados de Punnett se utilizan a menudo para ayudar a determinar la probabilidad de que un niño reciba un alelo dominante o recesivo.

Debido a que pueden ser "anulados" por alelos dominantes, los alelos recesivos tienden a expresarse con menos frecuencia. En general, un niño tendrá que obtener un alelo recesivo de ambos padres para que se exprese el alelo. Una condición de la sangre llamada anemia de células falciformes es un ejemplo de uso frecuente de un rasgo recesivo; sin embargo, tenga en cuenta que los alelos recesivos no son "malos" por definición

Método 1 de 2: Mostrando un cruce monohíbrido (un gen)

Paso 1. Haz una cuadrícula cuadrada de 2x2

Los cuadrados de Punnett más básicos son bastante sencillos de configurar. Comience dibujando un cuadrado de buen tamaño, luego divida ese cuadrado en cuatro cuadros pares. Cuando haya terminado, debe haber dos cuadrados en cada columna y dos cuadrados en cada fila.

Paso 2. Utilice letras para representar los alelos principales de cada fila y columna

En un cuadro de Punnett, las columnas se asignan a la madre y las filas al padre, o viceversa. Escriba una letra junto a cada fila y columna que represente cada uno de los alelos de la madre y del padre. Utilice letras mayúsculas para los alelos dominantes y minúsculas para los alelos recesivos.

• Esto es mucho más fácil de entender con un ejemplo. Por ejemplo, digamos que desea determinar las probabilidades de que el hijo de una pareja pueda mover la lengua. Podemos representar esto con las letras. R y r - mayúsculas para el gen dominante y minúsculas para el recesivo. Si ambos padres son heterocigotos (tienen una copia de cada alelo), escribiríamos una "R" y una "r" en la parte superior de la cuadrícula y una "R" y una "r" a lo largo del lado izquierdo de la cuadrícula.

  

  Paso 3. Escribe las letras para la fila y columna de cada espacio

  Una vez que haya descubierto los alelos a los que contribuye cada padre, completar su cuadro de Punnett es fácil. En cada cuadrado, escriba la combinación de genes de dos letras dada a partir de los alelos de la madre y el padre. En otras palabras, tome la letra de la columna del espacio y la letra de su fila y escríbalas juntas dentro del espacio.

  • En nuestro ejemplo, llenaríamos nuestros cuadrados de esta manera:
  • Cuadrado superior izquierdo: RR
  • Cuadrado superior derecho: Rr
  • Cuadrado inferior izquierdo: Rr
  • Cuadrado inferior derecho: rr
  • Observe que, tradicionalmente, los alelos dominantes (letras mayúsculas) se escriben primero.

  

  Paso 4. Determine el genotipo de cada posible descendiente

  Cada cuadro de un cuadro de Punnett completo representa una descendencia que los dos padres pueden tener. Cada cuadrado (y por lo tanto cada descendencia) es igualmente probable; en otras palabras, en una cuadrícula de 2x2, hay una posibilidad de 1/4 para cualquiera de las cuatro posibilidades. Las diferentes combinaciones de alelos representados en un cuadro de Punnett se denominan genotipos. Aunque los genotipos representan diferencias genéticas, la descendencia no necesariamente resultará diferente para cada cuadrado (vea el paso a continuación).

  • En nuestro ejemplo de cuadro de Punnett, los genotipos que son posibles para una descendencia de estos dos padres son:
  • Dos alelos dominantes (de las dos R)
  • Un alelo dominante y uno recesivo (de la R y la r)
  • Un alelo dominante y uno recesivo (de la R y la r) - observe que hay dos cuadrados con este genotipo
  • Dos alelos recesivos (de las dos rs)

  

  Paso 5. Determine el fenotipo de cada posible descendiente

  El fenotipo de un organismo es el rasgo físico real que muestra en función de su genotipo. Solo algunos ejemplos de fenotipos incluyen el color de ojos, el color del cabello y la presencia de anemia de células falciformes; todos estos son rasgos físicos determinados por genes, pero ninguno son las combinaciones de genes reales en sí. El fenotipo que tendrá una descendencia potencial está determinado por las características del gen. Los diferentes genes tendrán diferentes reglas sobre cómo se manifiestan como fenotipos.

  • En nuestro ejemplo, digamos que el gen que permite que alguien mueva la lengua es dominante. Esto significa que cualquier descendiente podrá mover la lengua incluso si solo uno de sus alelos es dominante. En este caso, los fenotipos de la posible descendencia son:
  • Arriba a la izquierda: Puede enrollar la lengua (dos R)
  • Parte superior derecha: Puede enrollar la lengua (una R)
  • Abajo a la izquierda: Puede enrollar la lengua (una R)
  • Abajo a la derecha: No se puede enrollar la lengua (cero Rs)

  

  Paso 6. Usa los cuadrados para determinar la probabilidad de diferentes fenotipos

  Uno de los usos más comunes de los cuadrados de Punnett es determinar la probabilidad de que la descendencia tenga fenotipos específicos. Dado que cada cuadrado representa un resultado de genotipo igualmente probable, puede encontrar la probabilidad de un fenotipo mediante dividiendo el número de cuadrados con ese fenotipo por el número total de cuadrados.

  • Nuestro ejemplo de cuadro de Punnett nos dice que hay cuatro posibles combinaciones de genes para cualquier descendencia de estos padres. Tres de estas combinaciones dan como resultado una descendencia que puede mover la lengua, mientras que una no. Por tanto, las probabilidades de nuestros dos fenotipos son:
  • La descendencia puede rodar la lengua: 3/4 = 0.75 = 75%
  • La descendencia no puede mover la lengua: 1/4 = 0.25 = 25%

  Método 2 de 2: Mostrar un cruce dihíbrido (dos genes)

  

  Paso 1. Doble cada lado de la cuadrícula básica de 2x2 para cada gen adicional

  No todas las combinaciones de genes son tan simples como el cruce monohíbrido básico (un gen) de la sección anterior. Algunos fenotipos están determinados por más de un gen. En estos casos, debe tener en cuenta todas las combinaciones posibles, lo que significa dibujar una cuadrícula más grande.

  • La regla básica para los cuadrados de Punnett cuando se trata de más de un gen es la siguiente: el doble de cada lado de la cuadrícula para cada gen más allá del primero.

    En otras palabras, dado que una cuadrícula de un gen es 2x2, una cuadrícula de dos genes es 4x4, una cuadrícula de tres genes es 8x8, y así sucesivamente.

  • Para que estos conceptos sean más fáciles de entender, sigamos con un problema de ejemplo de dos genes. Esto significa que debemos dibujar un 4x4 red. Los conceptos de esta sección también son válidos para tres o más genes; estos problemas solo requieren cuadrículas más grandes y más trabajo.

  

  Paso 2. Determine los genes de los padres que se están contribuyendo

  A continuación, busque los genes que tienen ambos padres para la característica que está examinando. Dado que se trata de varios genes, el genotipo de cada padre tendrá dos letras adicionales para cada gen además del primero; en otras palabras, cuatro letras para dos genes, seis letras para tres genes, y así sucesivamente. Puede ser útil escribir el genotipo de la madre arriba de la cuadrícula y el del padre a la izquierda (o viceversa) como recordatorio visual.

  Usemos un problema de ejemplo clásico para ilustrar estos conflictos. Una planta de guisantes puede tener guisantes que sean lisos o arrugados y amarillos o verdes. Suave y amarillo son los rasgos dominantes. En este caso, utilice S y s para representar genes dominantes y recesivos para suavidad e Y e y para amarillez. Digamos que la madre en este caso tiene un SsYy genotipo y el padre tiene un SsYY genotipo.

  

  Paso 3. Escribe las diferentes combinaciones de genes en los lados superior e izquierdo

  Ahora, arriba de la fila superior de cuadrados en la cuadrícula y a la izquierda de la columna más a la izquierda, escriba los diferentes alelos que potencialmente pueden ser aportados por cada padre. Al igual que cuando se trata de un gen, es igualmente probable que se transmita cada alelo. Sin embargo, dado que está mirando múltiples genes, cada fila y columna obtendrá múltiples letras: dos letras para dos genes, tres letras para tres genes, y así sucesivamente.

  • En nuestro ejemplo, necesitamos escribir las diferentes combinaciones de genes que cada padre puede aportar a partir de sus genotipos SsYy. Si tenemos los genes SsYy de la madre en la parte superior y los genes SsYY del padre en la izquierda, los alelos de cada gen son:
  • A través de la cima: SY, Sy, sY, sy
  • Por el lado izquierdo: SY, SY, sY, sY

  

  Paso 4. Complete los espacios con cada combinación de alelos

  Complete los espacios en la cuadrícula como lo haría cuando se trata de un solo gen. Sin embargo, esta vez, cada espacio tendrá dos letras adicionales para cada gen más allá del primero: cuatro letras para dos genes, seis letras para tres genes. Como regla general, el número de letras en cada espacio debe coincidir con el número de letras del genotipo de cada padre.

  • En nuestro ejemplo, llenaríamos nuestros espacios así:
  • Fila superior: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
  • Segunda fila: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
  • Tercera fila: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
  • Fila inferior: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy

  

  Paso 5. Encuentre los fenotipos de cada posible descendencia

  Cuando se trata de varios genes, cada espacio en el cuadro de Punnett sigue representando el genotipo de cada posible descendencia; solo hay una mayor cantidad de opciones que con un gen. Los fenotipos de cada cuadrado dependen, una vez más, de los genes exactos que se tratan. Sin embargo, como regla general, los rasgos dominantes solo necesitan un alelo dominante para expresarse, mientras que los rasgos recesivos necesitan todos los alelos recesivos.

  • En nuestro ejemplo, dado que la suavidad y el amarillo son rasgos dominantes para nuestros guisantes, cualquier cuadrado con al menos una S mayúscula representa una planta con un fenotipo suave y cualquier cuadrado con al menos una Y mayúscula representa una planta con un fenotipo amarillo. Las plantas arrugadas necesitan dos alelos s minúsculas y las plantas verdes necesitan dos ys minúsculas. De estas condiciones, obtenemos:
  • Fila superior: Suave / amarillo, Suave / amarillo, Suave / amarillo, Suave / amarillo
  • Segunda fila: Suave / 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 los cuadrados para determinar la probabilidad de cada fenotipo

  Utilice las mismas técnicas que cuando se trata de un gen para encontrar la probabilidad de que cualquier descendiente de los dos padres pueda tener cada fenotipo diferente. En otras palabras, el número de cuadrados con el fenotipo dividido por el número total de cuadrados es igual a la probabilidad de cada fenotipo.

  • En nuestro ejemplo, las probabilidades para cada fenotipo son:
  • La descendencia es lisa y amarilla: 12/16 = 3/4 = 0.75 = 75%
  • La descendencia está arrugada y amarilla: 4/16 = 1/4 = 0.25 = 25%
  • La descendencia es lisa y verde: 0/16 = 0%
  • La descendencia está arrugada y verde: 0/16 = 0%
  • Tenga en cuenta que, dado que es imposible que cualquier descendiente obtenga dos alelos y recesivos, ninguno de los descendientes será verde.

  Consejos

  • ¿Apurado? Intente usar una calculadora de cuadrados de Punnett en línea (como esta), que puede crear y completar cuadrados de Punnett en función de los genes padres que especifique.
  • Como regla muy general, los rasgos recesivos son menos comunes que los rasgos dominantes. Sin embargo, hay situaciones en las que estos rasgos raros pueden aumentar la aptitud de los organismos y, por lo tanto, volverse más comunes a través de la selección natural. Por ejemplo, el rasgo recesivo que causa la enfermedad sanguínea Anemia de células falciformes también le da resistencia a la malaria, lo que la hace algo deseable en climas tropicales.
  • No todos los genes tienen solo dos fenotipos. Por ejemplo, algunos genes tienen un fenotipo separado para la combinación heterocigótica (una dominante, una recesiva).