ساحة بونيت إنها أداة رئيسية في مجال علم الوراثة لتمثيل التركيبات الجينية المحتملة للذرية بيانياً. ابتكرها ريجينالد كروندال بونيت في عام 1905، ولا يزال يستخدمها علماء الوراثة وعلماء الأحياء اليوم لحساب الاحتمالات المحددة في تهجين الأليلات.
يبسط هذا الرسم البياني الرياضي فهم كيفية دمج الأليلات من كلا الوالدين في ذريتهم. سوف يعبر الجدول الأمشاج لكلا الوالدين، مما يوفر كلا من الأنماط الجينية والأنماط الظاهرية في النسل.
كيف يعمل مربع بونيت
يعبر مربع بونيت عن النتائج المحتملة للمجموعات بين الأليلات السائدة والمتنحية. يتم تمثيل الأليلات السائدة بأحرف كبيرة، في حين يتم تمثيل الأليلات المتنحية بأحرف صغيرة.
الأداة مفيدة بشكل خاص عند تطبيق قوانين مندل لملاحظة كيفية توريث السمات من جيل إلى جيل. تحتوي أمشاج أحد الوالدين على نسخة واحدة من كل أليل، ومن خلال دمجها مع أمشاج الوالد الآخر، يمكننا حساب نسب الأنماط الجينية، وفي بعض الحالات، النمط الظاهري الناتج.
تطبيق قوانين مندل على ساحة بونيت
قوانين جريجور مندل إنهم يحتلون مكانًا مركزيًا في استخدام ساحة بونيت. هذه هي المفتاح لفهم كيفية دمج الأليلات السائدة والمتنحية، وكيفية توزيع السمات بين النسل. هذه القوانين هي:
- قانون الهيمنة: تنص على أنه في حالة وجود أليل سائد، فإنه سوف يطغى على الأليل المتنحي، ويعبر عن نفسه في النمط الظاهري.
- قانون الفصل: تنفصل أليلات السمة أثناء تكوين الأمشاج، مما يعني أن كل مشيج يحمل أليلًا واحدًا فقط لكل صفة.
- قانون التوزيع المستقل: يتم توزيع أليلات الجينات المختلفة بشكل مستقل بين الأمشاج، ما لم تكن الجينات مرتبطة (على نفس الكروموسوم).
بناء ساحة بونيت
يعد إنشاء مربع Punnett أمرًا بسيطًا ويتبع خطوة أساسية. أولاً، يمثل أ مربع مقسم إلى أربعة مربعات فرعية متساوية. يتم وضع أليلات أحد الوالدين على طول المحور العلوي، ويتم وضع أليلات الآخر على طول العمود الأيسر. من هنا، يتم ملء الخلايا الداخلية عن طريق الجمع بين الأليلات المقابلة من الصفوف والأعمدة.
والمثال الكلاسيكي هو تهجين فردين بنمط وراثي متخالف لصفة بسيطة، مثل لون الشعر (Ff). في هذه الحالة، سيظهر مربع Punnett المجموعات التالية: FF، وFf، وFf، وff، بنسبة 3:1 للنمط الظاهري السائد مقابل النمط الظاهري المتنحي.
بعض الظواهر الوراثية خارج مربع بونيت
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن ساحة بونيت، على الرغم من أنها مفيدة للغاية، إلا أنها لها حدود. هناك ديناميكيات وراثية أكثر تعقيدًا لا يمكن وصفها بسهولة بواسطة هذه الأداة، مثل السيطرة المشتركة و الميراث متعدد الجينات. في حالة السيادة المشتركة، يتم التعبير عن كلا الأليلين في وقت واحد، في حين أن الوراثة متعددة الجينات تعني أن جينات متعددة تؤثر على سمة واحدة.
مثال على الصليب ثنائي الهجين
يمكن توسيع مربع بونيت لدراسة الصلبان الأكثر تعقيدًا، مثل الثنائيات الهجينة، حيث يتم وراثة حرفين في وقت واحد. في هذه الحالة، ستكون هناك حاجة لمربع بونيت المكون من 16 خلية بدلاً من 4 فقط.
خذ بعين الاعتبار حالة مندل الكلاسيكية التي قمنا فيها بدمج أشكال وألوان البازلاء: أين R وهو الأليل السائد للشكل المستدير، r وهو الأليل المتنحي للشكل الروجوز، Y وهو الأليل السائد للون الأصفر، و y وهو متنحي للون الأخضر.
كل نبات الوالدين RrYy يمكن أن تنتج الأمشاج التالية: RY, Ry, rY, ry. عن طريق عبور هذه الأمشاج في مربع بونيت، نحصل على نسبة نهائية قدرها 9:3:3:1، مما يعكس أن 9 من 16 بازلاء ستكون مستديرة ولونها أصفر، و3 ستكون مستديرة وأخضر، و3 ستكون مجعدة وصفراء و1: أن يكون خشناً وأخضر.
يعد هذا النوع من التحليل ضروريًا لفهم التهجينات الأكثر تعقيدًا واحتمالات الحصول على ذرية معينة عند وجود عدة سمات في وقت واحد.
تفسير النتائج
بمجرد إنشاء الصليب واكتمال مربع بونيت، يمكننا تفسير النتائج. تقدم لنا الخلايا الموجودة في الجدول تمثيلاً لجميع المجموعات الممكنة من الأنماط الجينية في النسل. ومن هنا يمكننا حساب الاحتمالات:
- إذا كان الصندوق يحتوي على أربع خلايا، فإن كل واحدة منها تمثل فرصة بنسبة 25%.
- إذا كان الصندوق يحتوي على ستة عشر خلية، فإن كل خلية تمثل 6,25%
يمكن أن يساعدنا مربع بونيت أيضًا في التنبؤ بحدوث الأمراض الموروثة التي قد تمثل الأنماط الجينية المتنحية خطرًا عليها. إذا كان النمط الجيني المتنحي مرتبطًا بمرض ما، فإن الجدول يسمح لك بتحديد عدد النسل الذي من المحتمل أن يحمل هذا المرض أو تظهر عليه الأعراض.
تطبيقات على مربع بونيت
هذه الأداة البسيطة مفيدة جدًا في مجموعة متنوعة من التخصصات:
- في تدريس علم الأحياء على مستوى المدارس والجامعات لشرح الأسس الجينية.
- في البحوث الطبية لتقييم المخاطر الوراثية للأمراض الوراثية.
- في العلوم الزراعية لتحسين المحاصيل عن طريق اختيار مجموعات وراثية مواتية.
على الرغم من بساطته الواضحة، فإن مربع بونيت يعد أداة قوية تسمح لعلماء الأحياء وعلماء الوراثة بإجراء حسابات دقيقة حول احتمالية الميراث الجيني. لا تزال هذه الطريقة الأساسية صالحة وتوفر أساسًا متينًا للتحليل الجيني من مندل إلى الوقت الحاضر.