Een Punnett-vierkant toont de mogelijke genotypen die nakomelingen van twee ouderlijke genotypen kunnen erven. Als het overervingspatroon van een eigenschap (bijv. dominant of recessief) bekend is, kunnen Punnett-vierkanten ook worden gebruikt om de kans op overerving van een fenotype te bepalen. Punnett-vierkanten zijn toepasbaar in situaties waarin de overerving van eigenschappen wordt bepaald door een enkele genlocus en eigenschappen onafhankelijk worden overgeërfd. Ze kunnen echter niet de kansen voor complexere genetische overervingsscenario's voorspellen.
Punnett-vierkanten zijn visuele weergaven van de mogelijke genotypen van nakomelingen die voortkomen uit een kruising tussen twee ouderlijke genotypen. Ze kunnen de overerving van een of meerdere fenotypes, of eigenschappen, weergeven, hoewel andere hulpmiddelen geschikter zijn om de overerving van meer dan twee eigenschappen te onderzoeken.
Punnett-vierkanten kunnen worden gebruikt om de waarschijnlijkheid van een specifiek genotype, of een paar allelen, bij nakomelingen te bepalen. Een Punett-vierkant kan alleen worden gebruikt als het fenotype wordt veroorzaakt door een enkele genlocus en onafhankelijk wordt gesorteerd tijdens meiose. Met andere woorden, Punnett-vierkanten zijn nuttig voor het bepalen van de overervingskansen in scenario's waarin de kans op het erven van een eigenschap geen invloed heeft op de kans op het erven van een andere eigenschap. Hoewel er veel uitzonderingen zijn op deze aannames (bijv. eigenschappen die worden gecodeerd door naburige genen op hetzelfde chromosoom), gelden deze eisen voor veel plantaardige en dierlijke eigenschappen.
Punnett-vierkanten werden begin 1900 gecreëerd door Reginald Punnett, enkele decennia nadat Gregor Mendel's baanbrekende experimenten met erwtenplanten de fundamentele wetten van overerving aan het licht brachten. Tegenwoordig worden Punnett-vierkanten vaak gebruikt om de principes te illustreren die ten grondslag liggen aan Mendel's experimenten.
Mendel bestudeerde de overerving van verschillende kenmerken van erwtenplanten, waaronder de vorm en kleur van erwten en peulen, de positie en kleur van bloemen en de plantgrootte. Mendel onderzocht ook erfelijke eigenschappen voor elk kenmerk. Paars en wit zijn bijvoorbeeld mogelijke kenmerken voor de bloemkleur. In erwtenplanten worden paarse en witte bloemen bepaald door verschillende genvarianten, of allelen, op de locus van het gen voor de bloemkleur.
Elk vierkantje in een Punnett-vierkant vertegenwoordigt een mogelijke bevruchtingsgebeurtenis, ofwel het genotype van het nageslacht, dat voortkomt uit twee ouderlijke gameten. Punnett-vierkanten zijn meestal gerangschikt in configuraties van 2×2 of 4×4 om de overerving van respectievelijk een of twee eigenschappen te visualiseren.
Met betrekking tot de nomenclatuur worden allelen aangegeven door de eerste letter van de eigenschap die wordt veroorzaakt door het dominante allel. Omdat geel bijvoorbeeld de dominante eigenschap van de erwtenkleur is, worden allelen die coderen voor de kleur van erwten aangeduid met de cursief gedrukte letter 'g'. Hoofdletters en kleine letters vertegenwoordigen respectievelijk dominante en recessieve allelen. G staat dus voor het dominante gele allel en g staat voor het recessieve groen allel.
Om een 2×2 Punnett-vierkant te maken dat één eigenschap beschrijft, wordt één oudergenotype boven het diagram vermeld, met één allel in elke kolom. Het andere oudergenotype wordt links naast het diagram weergegeven, met één allel in elke rij. Elk vierkantje in de Punnett-vierkant bevat de twee allelen, een van elke ouder, die overeenkomen met het allel in de rij en kolom van het vierkant, en samen het mogelijk bevruchtingsresultaat vertegenwoordigen. De volledige inhoud van het Punnett-vierkant kan worden gebruikt om de waarschijnlijkheid te bepalen dat nakomelingen een bepaald kenmerk erven.
Ondanks dat Punnett-vierkanten meer dan 100 jaar geleden zijn gemaakt, hebben ze nog steeds verschillende relevante toepassingen. Punnett-vierkanten worden gebruikt voor erfelijkheidsadvies en helpen bij het bepalen van het risico van een kind op een erfelijke ziekte. Als een van de ouders bijvoorbeeld cystische fibrose heeft (twee recessieve, oorzakelijke allelen) en de ander het niet heeft of draagt, zal hun kind drager zijn (dwz één oorzakelijk allel hebben) maar geen risico lopen op cystische fibrose. Punnett-vierkanten kunnen ook dieren- en plantenkwekers helpen bij het selecteren van organismen met specifieke eigenschappen voor het voortzetten van de fokkerij.
Hoewel Punnett-vierkanten in veel contexten nuttig zijn, kunnen ze complexe genetische overerving niet nauwkeurig weergeven. Eigenschappen die worden gecodeerd door naburige genen op hetzelfde chromosoom, worden bijvoorbeeld vaak samen overgeërfd van één ouder, een fenomeen dat koppeling wordt genoemd. Deze eigenschappen zijn niet onafhankelijk gesorteerd, dus een Punnett-vierkant kan hun overervingspatronen niet nauwkeurig voorspellen. Sommige eigenschappen, zoals lengte, zijn niet geschikt voor Punnett-vierkanten omdat ze worden bepaald door verschillende genen en worden beïnvloed door omgevingsfactoren (bijv. voeding). Punnett-vierkanten zijn ook niet effectief in het voorspellen van erfelijkheid van eigenschappen die slechts door één ouder worden doorgegeven.
