Punnett-Quadrat

Ein Punnett-Quadrat, auch Rekombinationsquadrat (lat.: re = „zurück“, „wieder“, „neu“) oder kürzer Kombinationsquadrat, ist ein Hilfsmittel, das von dem britischen Genetiker Reginald Punnett entwickelt wurde. In der Biologie wird es benutzt, um die Häufigkeit der verschiedenen Genotypen bei den Nachkommen zu bestimmen.

R R
R RR RR
r Rr Rr

Im Beispiel oben werden 50 % der Nachkommen den dominanten, homozygoten Genotyp RR haben, die anderen 50 % den heterozygoten Genotyp Rr. Das dominante Allel R ist in allen vier möglichen Genotypen vorhanden und wird im Phänotyp ausgeprägt werden.

Interpretation

  • Als Beispiel für die Benutzung des Punnett-Quadrats sollen zwei Ratten mit unterschiedlicher Fellfarbe gekreuzt werden. Bezüglich der Fellfarbe gibt es ein Gen, das in Form von zwei Allelen existiert: B für schwarze Fellfarbe und b für weiße Fellfarbe. Eine homozygote schwarze Ratte mit den Allelen BB (rosa Hintergrund) wird mit einer homozygoten weißen Ratte mit dem Genotyp bb (blauer Hintergrund) gekreuzt. Homozygot bedeutet, dass beide Allele gleich sind. Heterozygot bedeutet, dass die beiden Allele verschieden sind. Wäre eine Ratte heterozygot, dann wäre ihr Genotyp Bb. Sie hätte ein Allel für schwarz und ein Allel für weiß.
  • Die beiden möglichen Allele des Genotyps der männlichen Ratte werden in der ersten Spalte (blau), die Allele der weiblichen Ratte in der oberen Zeile (rosa) dargestellt. Die Allelkombinationen der Nachkommen werden rechts darunter gelistet.

Dominante Allele erhalten Großbuchstaben, rezessive Allele Kleinbuchstaben.

B B
b _ _ _ _
b _ _ _ _
  • Man schreibt nun die Genotypbuchstaben der Eltern in das Feld, in dem sich die Spalte und die Zeile kreuzen. Das dominante Allel schreibt man normalerweise zuerst.
B B
b Bb _ _
b _ _ _ _
  • Die übrigen Felder für die Nachkommen werden in gleicher Weise ausgefüllt:
B B
b Bb Bb
b Bb Bb
  • Wenn das Ergebnis beim Genotyp Bb ergibt, wird das dominante Allel B beim Phänotyp ausgeprägt, d. h. die Ratte mit dem Genotyp Bb hat eine schwarze Fellfarbe. Das rezessive Allel b wird unterdrückt. Bei dieser Kreuzung zeigen alle Nachkommen im Phänotyp die schwarze Fellfarbe. Sie sind heterozygot. Das dominante Allel hat sich durchgesetzt.

Kreuzungsergebnisse

Beim Kreuzen einer homozygoten schwarzen Ratte mit einer homozygoten weißen Ratte (wie oben gezeigt), werden die Nachkommen mit einer Wahrscheinlichkeit von 100 % den Genotyp Bb haben und phänotypisch schwarz sein.

B b
B BB Bb
b Bb bb

Kreuzt man die heterozygoten Nachkommen aus dem vorigen Beispiel (als F1-Generation bezeichnet) miteinander, dann sind deren Kinder im Genotyp und im Phänotyp unterschiedlich. Mit einer Wahrscheinlichkeit von 25 % sind die Kinder weiß (mit bb als Genotyp). Es gibt eine 50 % Chance für den Genotyp Bb und eine 25 % Wahrscheinlichkeit für den Genotyp BB. Die Kinder mit einem oder zwei dominanten Allelen B sind schwarz. Das Verhältnis der Phänotypen ist 3:1. Dies ist eine monohybride Kreuzung.

Kreuzt man eine heterozygote Ratte (Bb) mit einer weißen Ratte (bb), werden die Nachkommen wahrscheinlich zu 50 % weiß und 50 % schwarz sein:

b b
B Bb Bb
b bb bb

Die Wahrscheinlichkeit für die Vererbung einiger Krankheiten kann man mit dem Punnett-Quadrat erklären. Tragen beide Elternteile ein krankmachendes rezessives Allel, dann werden wahrscheinlich 25 % der Kinder krank sein, 50 % werden im Genotyp ein krankmachendes rezessives Allel haben, aber phänotypisch gesund sein, und 25 % werden vollkommen gesund sein. Daraus folgt auch, dass durchschnittlich zwei Drittel der klinisch gesunden Vollgeschwister eines erkrankten Individuums Träger der Krankheit sind.

Komplizierte Kreuzungen

Das obige Beispiel benutzte nur ein Merkmal, mit 4 möglichen Ergebnissen. In der Wirklichkeit sind die Kreuzungen komplizierter, da gewöhnlich mehr als ein Merkmal gekreuzt wird. In einer dihybriden Kreuzung werden beispielsweise zwei Erbsenpflanzen gekreuzt, die sich in zwei Merkmalen unterscheiden. Als Beispiel seien die Merkmale Samenform und Samenfarbe aufgeführt. Das Allel R für die runde Form ist dominant, während das Allel r für die runzelige Form rezessiv ist. Das Allel Y für gelbe Farbe ist dominant, das Allel y für grüne Farbe ist rezessiv. Die den Merkmalen zugrundeliegenden Gene existieren jeweils in Form von zwei Allelen, die für die oben beschriebenen Merkmalsvarianten verantwortlich sind. Wenn die ursprünglichen Rassen folgende Genotypen haben: RRYY x rryy (möglich ist auch RRyy x rrYY), dann haben die Heterozygoten der 1. Filialgeneration uniform den Genotyp RrYy und den Phänotyp rund und gelb. Die Keimzellen jeder heterozygoten Erbsenpflanze besitzen dann die Kombinationen RY, Ry, rY oder ry.

In der 2. Filialgeneration kommt es dann zu einer Aufspaltung der Phänotypen im Verhältnis 9: rund und gelb, 3: runzelig und gelb, 3: rund und grün, 1: runzelig und grün.
RY Ry rY ry
RY RRYY RRYy RrYY RrYy
Ry RRYy RRyy RrYy Rryy
rY RrYY RrYy rrYY rrYy
ry RrYy Rryy rrYy rryy

Das Ergebnis ist eine Aufspaltung des Phänotyps im Verhältnis 9:3:3:1.

Man beachte, dass sich dieses Spaltzahlenverhältnis nur bei einer dihybriden Kreuzung ergibt, wenn beide Gene einen dominant-rezessiven Erbgang aufweisen.

(Hätte eines der beiden Gene einen intermediären Erbgang, ergäben sich 6 verschiedene Phänotypen im Verhältnis 3 : 6 : 3 : 1 : 2 : 1. Die Spaltzahlensumme beträgt in beiden Fällen 16, was einen Beleg für eine dihybride Kreuzung darstellt.)

Siehe auch

Weblinks

 Commons: Punnett-Quadrat – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Vorlage:Commonscat/WikiData/Difference

Diese Artikel könnten dir auch gefallen

Die letzten News

18.01.2021
Zytologie | Entwicklungsbiologie
Die ersten Löwen-Embryonen aus eingefrorenen Eizellen
E
18.01.2021
Mikrobiologie | Biochemie | Biotechnologie
Mikroorganismus baut Phenol unter extremen Bedingungen ab
Forschende vom Leibniz-Institut DSMZ in Braunschweig haben den Abbau von Phenol durch Saccharolobus solfataricus charakterisiert.
18.01.2021
Physiologie | Land-, Forst- und Viehwirtschaft
Methanausstoß von Milchkühen messen
Wissenschaftler des Instituts für Nutztierbiologie Dummerstorf haben ein neues Verfahren zur Vorhersage des Methanausstoßes einer Milchkuh entwickelt.
18.01.2021
Zoologie | Genetik | Ethologie
Berliner Igel bilden keine genetisch isolierten Bestände
Igel leben sowohl auf dem Lande als auch in größeren Städten.
16.01.2021
Botanik | Taxonomie
Die einzigartige Flora Neukaledoniens
Sieben neue Arten der Hundsgiftgewächse (Apocynaceae) haben Forscher*innen der Universität Bayreuth in Neukaledonien entdeckt. Auf den Spuren des britischen Entdeckers James Cook untersuchten sie im Frühjahr 2019 die Flora auf der Inselgruppe im Südwestpazifik.
16.01.2021
Taxonomie | Fischkunde
Neue Fischgattung aus Indien: Der Kiemenschlitzaal
Senckenberg-Wissenschaftler Ralf Britz hat gemeinsam mit internationalen Kolleg*innen eine neue Fischgattung beschrieben.
16.01.2021
Anthropologie
Wo man lebt, prägt das Verhalten
Je nachdem, wo auf der Welt sie leben, organisieren Menschen aus Jäger- und Sammlergesellschaften sich ihr Leben zum Beispiel bei der Nahrungssuche, Fortpflanzung, Betreuung des Nachwuchses und sogar hinsichtlich ihres sozialen Umfelds ähnlich wie Säugetier- und Vogelarten, mit denen sie ihren Lebensraum teilen.
16.01.2021
Ökologie | Biochemie
Wie Pflanzen Abwehrgifte bilden ohne sich selbst zu schaden
In einer neuen Studie klären Forschende des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie und der Universität Münster die Biosynthese und genaue Wirkungsweise von Diterpen-Glykosiden in wilden Tabakpflanzen auf.
13.01.2021
Zoologie | Ethologie | Meeresbiologie
Kegelrobben fressen Seehunde, Schweinswale – und ihre Artgenossen
Kegelrobben (Halichoerus grypus) sind Deutschlands größte freilebende Raubtiere. Viele Feriengäste kennen das Bild, wenn sie auf Helgoland am Strand oder in anderen Nordseeregionen auf Sandbänken liegen – friedlich nebeneinander oder neben Seehunden.
12.01.2021
Botanik | Ökologie | Insektenkunde
Schmetterling beweist: Karpaten waren in der Eiszeit teilweise bewaldet
Senckenberg-Wissenschaftler haben die Rückzugsorte des Tagfalters Erebia aethiops während der letzten Eiszeit in Europa untersucht.
12.01.2021
Mikrobiologie | Biochemie
Bakterium produziert pharmazeutische Allzweckwaffe
Ein Wirkstoff aus den Blättern einer Zierpflanze gilt seit einigen Jahren als möglicher Vorreiter einer neuen Gruppe potenter Medikamente.
11.01.2021
Zoologie | Physiologie | Video
Neon-grünes Leuchten beim Wüstengecko
Forschende der Zoologischen Staatssammlung München (SNSB-ZSM), der LMU und der Hochschule München haben entdeckt, dass der Wüstengecko Pachydactylus rangei aus Namibia unter UV-Licht stark neon-grün fluoreszierende Streifen an den Körperseiten und um die Augen zeigt.
11.01.2021
Ethologie | Land-, Forst- und Viehwirtschaft
Ziegen mögen Denksport
Wissenschaftler untersuchten in einem Deutsch-Schweizer Projekt die Lernfähigkeit von Ziegen.
09.01.2021
Ethologie | Neurobiologie
Schlaf für Erholung des Gehirns unersetzlich
Forscher*innen des Universitätsklinikums Freiburg weisen erstmals direkt nach, dass während des Schlafens im Gehirn aktive Erholungsprozesse ablaufen, die sich nicht durch Ruhe ersetzen lassen. Die Erkenntnisse sind relevant für optimale Leistung.
07.01.2021
Ökologie | Biodiversität
Starker Rückgang einer einst zahlreichen Tierart
Eine erneute Untersuchung der Puku-Antilopen im Kasanka Nationalpark in Sambia dokumentiert einen starken Rückgang.
07.01.2021
Ethologie | Video | Primatologie
Guineapaviane grunzen mit Akzent
Vokales Lernen führt zur Anpassung der Lautstruktur in einer mehrstufigen Pavian-Gesellschaft.
07.01.2021
Klimawandel | Meeresbiologie
Das neue Gesicht der Antarktis
Die Antarktis könnte künftig ergrünen und von neuen Arten besiedelt werden. Andererseits dürften Spezies verschwinden.
07.01.2021
Klimawandel | Meeresbiologie | Neobiota
Biodiversitäts-Kollaps im östlichen Mittelmeer
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Paolo G.
07.01.2021
Botanik | Klimawandel
Klimawandel verursachte Mangrovensterben in Oman
Vor rund 6.000 Jahren verschwanden die meisten Mangroven-Bestände an den Küsten Omans.
04.01.2021
Biodiversität | Land-, Forst- und Viehwirtschaft
Angepasste Konzepte für die Vielfalt der Waldbewirtschaftung
Europas Wälder müssen heute viele Funktionen gleichzeitig erfüllen. Wer Holz nutzt und die Biodiversität fördert, deckt zwei wichtige davon ab.
01.01.2021
Physiologie | Paläontologie
Früher Säuger mit erstaunlich präzisem Biss
Wissenschaftlern ist es gelungen, die Kaubewegung eines frühen Säugetiers zu rekonstruieren, das vor knapp 150 Millionen Jahren gelebt hat. Demnach arbeitete sein Gebiss äußerst präzise und mit erstaunlich hoher Effizienz.
29.12.2020
Klimawandel | Land-, Forst- und Viehwirtschaft
Klimakrise lässt Seen schrumpfen
Autoren plädieren in Fachartikel für mehr Aufmerksamkeit für Regionen, in denen der Wasserpegel sinkt.
28.12.2020
Zoologie | Physiologie | Ethologie
Globale Studie über Frequenzen von Vogelgesängen
Viele Tiere kommunizieren über akustische Signale.
25.12.2020
Zytologie | Neurobiologie
Stammzellen des Gehirns teilen sich über Monate
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Zürich konnten erstmals beobachten, wie sich Stammzellen im erwachsenen Gehirn der Maus über Monate hinweg teilen, um neue Nervenzellen zu bilden.
25.12.2020
Meeresbiologie
Zahlreiche Flohkrebse in den Korallenriffen südöstlich von Island entdeckt
Das Naturhistorische Museum Wien und das Centrum für Naturkunde (CeNak) der Universität Hamburg untersuchen gemeinsam Kaltwasserriffe südlich von Island und fanden unzählige kaum erforschte Flohkrebse, Amphipoda.