El quadre de Punnett és una eina clau al camp de la genètica per representar gràficament les possibles combinacions genètiques de la descendència. Va ser ideat per Reginald Crundall Punnett el 1905, i segueix sent utilitzat per genetistes i biòlegs actualment per calcular probabilitats específiques a les cruïlles d'al·lels.
Aquest diagrama matemàtic simplifica la comprensió de com els al·lels provinents dels dos progenitors es poden combinar en els seus descendents. El quadre creuarà els gàmetes dels dos progenitors, preveient tant genotips com fenotips a la descendència.
Com funciona el quadre de Punnett
El quadre de Punnett expressa els resultats possibles de les combinacions entre al·lels dominants i recessius. Els al·lels dominants es representen amb lletres majúscules, mentre que els recessius es representen amb minúscules.
L'eina és particularment útil quan s'apliquen les lleis de Mendel per observar com s'hereten els trets d'una generació a una altra. Els gàmetes d'un pare contenen una còpia de cada al·lel, i en combinar-los amb els gàmetes de l'altre pare, podem calcular les proporcions dels genotips i, en alguns casos, el fenotip resultant.
Lleis de Mendel aplicades al Quadre de Punnett
Les lleis de Gregor Mendel ocupen un lloc central a l'ús del quadre de Punnett. Estàs clau per entendre com al·lels dominants i recessius es combinen, i com els caràcters es distribueixen entre els descendents. Aquestes lleis són:
- Llei de la dominància: estableix que quan hi ha un al·lel dominant present, aquest eclipsarà el recessiu, expressant-se en el fenotip.
- Llei de la segregació: els al·lels d'un tret se separen durant la formació dels gàmetes, cosa que significa que cada gàmeta porta només un al·lel de cada tret.
- Llei de la distribució independent: els al·lels de diferents gens es distribueixen de forma independent entre els gàmetes, llevat que els gens estiguin lligats (en el mateix cromosoma).
Construint un quadre de Punnett
Crear un quadre de Punnett és senzill i se segueix un pas a pas bàsic. Primer, es representa un quadrat dividit en quatre subquadrats iguals. Al llarg de l'eix superior es col·loquen els al·lels d'un progenitor i, al llarg de la columna esquerra, els de l'altre. A partir d'aquí, les cel·les internes s'omplen combinant els al·lels corresponents de files i columnes.
Un exemple clàssic seria la cruïlla de dos individus amb genotip heterozigot per a un tret simple, com el color de pèl (Ff). En aquest cas, el quadre de Punnett mostrarà les combinacions següents: FF, Ff, Ff, i ff, amb una proporció de 3:1 per al fenotip dominant davant del recessiu.
Alguns fenòmens genètics més enllà del quadre de Punnett
Cal tenir en compte que el quadre de Punnett, tot i que és molt útil, té limitacions. Hi ha dinàmiques genètiques més complexes que no són fàcilment descrites per aquesta eina, com la codominància i l' herència poligènica. En el cas de la codominància, tots dos al·lels s'expressen simultàniament, mentre que l'herència poligènica implica que múltiples gens influeixen en un sol tret.
Exemple d'una cruïlla dihíbrida
El quadre de Punnett es pot ampliar per estudiar creus més complexes, com els dihíbrids, on dos caràcters s'hereten simultàniament. En aquest cas, es requerirà un quadre de Punnett de 16 cel·les en comptes de només 4.
Considerem el cas clàssic de Mendel en què combinem les formes i colors de pèsols: on R és l'al·lel dominant per a la forma arrodonida, r és l'al·lel recessiu per a la forma rugosa, Y és l'al·lel dominant per al color groc, i y és el recessiu per al color verd.
Cada planta parentals RrYy pot produir els següents gàmetes: RY, Ry, rY, ry. En creuar aquests gàmetes en un quadre de Punnett, obtenim una proporció final de 9:3:3:1, que reflecteix que 9 de cada 16 pèsols seran arrodonits i grocs, 3 seran arrodonits i verds, 3 seran rugosos i grocs, i 1 serà rugós i verd.
Aquest tipus d'anàlisi és essencial per entendre creus més complexes i les probabilitats d'obtenir una determinada descendència quan diversos trets estan involucrats simultàniament.
Interpretació de resultats
Un cop realitzada la cruïlla i completat el quadre de Punnett, podem interpretar-ne els resultats. Les cel·les del quadre ens ofereixen una representació de totes les possibles combinacions de genotips a la descendència. A partir d´aquí, podem calcular les probabilitats:
- Si el quadre té quatre cel·les, cadascuna representa un 25% de possibilitats.
- Si el quadre té setze cel·les, cada casella representa un 6,25%
El quadre de Punnett també ens pot ajudar a predir l'aparició de malalties hereditàries per a les quals el genotips recessiu pot representar un risc. Si el genotip recessiu està associat a una malaltia, el quadre permet determinar quants descendents possiblement seran portadors o manifestaran els símptomes.
Aplicacions del quadre de Punnett
Aquesta senzilla eina té una gran utilitat en una varietat de disciplines:
- A l'ensenyament de la biologia a nivell escolar i universitari per explicar bases genètiques.
- A la investigació mèdica per avaluar el risc hereditari de malalties genètiques.
- A la ciència agrícola per millorar cultius seleccionant combinacions genètiques favorables.
Tot i la seva aparent simplicitat, el quadre de Punnett és una eina poderosa que permet als biòlegs i genetistes fer càlculs precisos sobre la probabilitat d'herència genètica. Aquest mètode bàsic continua vigent i aporta una base sòlida per a l'anàlisi genètica des de Mendel fins a l'actualitat.