Квадрат Пуннета отображает возможные генотипы, которые потомство может унаследовать от двух родительских генотипов. Если известен образец наследования признака (например, доминантный или рецессивный), для определения вероятности наследования фенотипа также можно использовать квадраты Пуннета. Квадраты Пуннета применимы в ситуациях, когда наследование признаков определяется одним локусом гена, а признаки наследуются независимо. Однако они не могут предсказать вероятности появления признаков для более сложных сценариев генетического наследования.
Квадраты Punnett являются визуальными представлениями, которые отображают возможные генотипы потомства как нечто среднее между двумя родительскими генотипами. Они могут изображать наследование одного или нескольких фенотипов, или черты, хотя другие инструменты являются более подходящими для изучения наследования более двух черт.
Квадраты Пуннета можно использовать для того чтобы обусловить вероятность потомства наследовать специфического генотипа, или пару аллелей, дающих определенную характеристику (т.е., фенотип или черту), при условии что фенотип задан одиночным локусом гена и отсортирован независимо во время мейоза. Другими словами, квадраты Пуннета полезны для определения вероятности наследования в сценариях, где вероятность наследования одной черты не влияет на вероятность наследования другой. Хотя есть много исключений из этих предположений (например, черты, закодированные соседними генами на той же хромосоме), эти квалификаторы справедливы для многих растений и животных.
Квадраты Пуннетта были представлены в начале 1900-х Реджинальдом Пуннеттом, спустя несколько десятилетий после того, как эксперименты Грегора Менделя с гороховыми заводами выявили фундаментальные законы наследования. Сегодня квадраты Пуннетта часто используются для иллюстрации принципов, лежащих в основе экспериментов Менделя.
Мендель изучал наследование нескольких характеристик горохового растения, включая форму и цвет гороха и стручка, цвет цветка и положение, а также размер растения. Мендель также исследовал унаследованные черты для каждой характеристики. Например, фиолетовый и белый являются возможными чертами для цветка характеристики. У гороховых растений фиолетовые и белые цветы определяются различными вариантами генов, или аллелями, у генного локуса цветка.
Каждая ячейка в квадрате Пуннетта представляет собой возможное событие оплодотворения, или генотип потомства, вытекающий из двух родительских гамет. Квадраты Пуннета обычно расположены в конфигурациях 2×2 или 4×4 для визуализации наследования одной или двух черт, соответственно.
Что касается номенклатуры, аллели указаны первой буквой черты, вызванной доминирующим аллелем. Например, поскольку желтый цвет является доминирующей чертой цвета гороха, аллели, кодирующие цвет гороха, обозначаются написанной курсивом буквой ‘y.’ заглавной буквой, а буквы нижнего регистра представляют собой доминирующие и рецессивные аллели, соответственно. Таким образом, Y представляет собой доминирующий желтый аллель и y обозначает рецессивный зеленый аллель.
Чтобы создать квадрат Пуннета 2×2, исследующий одну черту, один родительский генотип указан выше диаграммы, с одним аллелем над каждой колонкой. Другой родительский генотип отображается вертикально слева от диаграммы, с одним аллелем рядом с каждым рядом. Каждая квадратная ячейка Пуннета содержит два родительских аллеля (по одному от каждого родителя), соответствующих строке ячейки и столбцу, что представляет собой один возможный результат оплодотворения. Полное содержимое квадрата Пуннета может быть использовано для определения вероятности того, что потомство унаследует определенную черту.
Несмотря на то, что они были созданы более 100 лет назад, квадраты Пуннета все еще имеют несколько соответствующих приложений. Для пары, получающей генетическое консультирование, квадраты Пуннета могут помочь определить риск их ребенка унаследовать заболевания. Например, если один из родителей имеет муковисцидоз (два рецессивных, причинных аллелей), а другой не имеет и не носит его, их ребенок будет носителем (т.е. иметь один причинный аллель), но не имеют риска муковисцидоза. Квадраты Пуннета также могут помочь животноводам и заводчикам выбрать организмы с специфическими чертами для продолжения размножения.
Хотя квадраты Пуннета полезны во многих контекстах, они не могут точно изобразить сложное генетическое наследство. Например, черты, кодируемые соседними генами на одной хромосоме, часто наследуются вместе с одним родителем, явление, называемое связью. Эти черты не являются независимо отсортированными, так что квадрат Пуннета не может точно предсказать их модели наследования. Некоторые черты, такие как высота, не подходят для квадратов Пуннетта, потому что они определяются несколькими генами и влияют на условия окружающей среды (например, диета). Квадраты Пуннета также неэффективны в прогнозировании наследования черт, приобретенных только у одного из родителей.
