Monohibrit Çaprazlama Nasıl Yapılır? Adım Adım Punnett Karesi

Monohibrit çaprazlamanın kapsamı ve temel varsayımları

Monohibrit çaprazlama, iki bireyin yalnızca bir karakter bakımından karşılaştırıldığı çaprazlamadır. Klasik Mendel modelinde incelenen karakter için her bireyde iki alel bulunur; bu aleller gamet oluşurken birbirinden ayrılır ve yavru her ebeveynden bir alel alır. Bu nedenle çaprazlamada aynı anda tek bir karaktere ait aleller izlenir. Örneğin bezelye tohum renginde yalnızca sarı-yeşil farkı inceleniyorsa, bitkinin boyu veya tohum şekli hesaba katılmaz.

Bu yaklaşımda ebeveynlerin genotipleri biliniyorsa, her olası gamet kombinasyonunun eşit olasılıkla gerçekleştiği kabul edilir. Punnett karesi de bu olası birleşimleri düzenlemek için kullanılır. Klasik baskın-çekinik örnekte baskın alel, heterozigot bireyin görünüşünü belirler; çekinik özellik ise iki çekinik alel birlikte bulunduğunda ortaya çıkar. Örneğin YY × yy çaprazlamasında ilk ebeveyn yalnızca Y, ikinci ebeveyn yalnızca y taşıyan gametler oluşturur ve bütün yavrular Yy olur. Test çaprazlaması, baskın fenotipli fakat genotipi bilinmeyen bireyin çekinik homozigot bireyle çaprazlanmasına dayanan ayrı bir uygulamadır.

Alel, genotip, fenotip ve baskınlık ilişkisi

Alel, aynı karakterle ilgili genin farklı biçimlerinden her biridir. Genotip, bir bireyin o karakter için taşıdığı alel birleşimidir; fenotip ise bu genotipin gözlenebilen özelliğidir. Örneğin bezelye tohum renginde Y sarı rengi, y ise yeşil rengi temsil etsin. YY, Yy ve yy bu bireylerin genotipleridir; sarı veya yeşil tohum görünüşü ise fenotiptir.

Homozigot bireyde iki alel aynıdır: YY veya yy gibi. Heterozigot bireyde aleller farklıdır: Yy gibi. Baskın alel, heterozigot durumda da kendi fenotipinin görülmesini sağlayan aleldir. Bu yüzden YY ve Yy sarı fenotipli, yy ise yeşil fenotiplidir. Burada Y aleli y alelinin etkisini fenotipte örter; ancak y aleli Yy bireyinin genotipinde varlığını sürdürür ve gametlere aktarılabilir. Bu ayrım, aynı fenotipe sahip YY ve Yy bireylerinin genotip bakımından farklı olabileceğini gösterir.

Baskınlık, alellerin fenotipteki ifade ilişkisini açıklar; genotipin kendisiyle aynı şey değildir. Örneğin sarı görünen bir bezelyenin genotipi yalnızca görünüşe bakılarak kesin biçimde belirlenemez: YY de olabilir, Yy de. Buna karşılık çekinik yeşil fenotip, klasik modelde iki çekinik alelin birlikte bulunmasını gerektirir ve genotip yy olarak belirlenebilir.

Fenotipten ebeveyn genotiplerini belirleme

Punnett karesine geçmeden önce verilen fenotip bilgisi genotipe çevrilir. Çekinik fenotip gösteren bireyin genotipi, klasik baskın-çekinik modelde zorunlu olarak iki çekinik alelden oluşur. Baskın fenotip gösteren birey ise iki olasılığa sahiptir: baskın homozigot veya heterozigot olabilir. Bu nedenle baskın fenotip tek başına her zaman tek bir genotip göstermez.

Örneğin T uzun, t kısa bitkiyi temsil etsin. Kısa bir bitkinin genotipi tt'dir; çünkü kısa fenotipin ortaya çıkması için iki t alelinin bulunması gerekir. Uzun bir bitkinin genotipi TT veya Tt olabilir. Soruda uzun bitkinin saf döl olduğu belirtilirse TT seçilir. Uzun bitkinin bir kısa bitkiyle çaprazlandığı ve yavruların bir bölümünün kısa olduğu verilirse, uzun ebeveynin t aleli taşıdığı anlaşılır ve genotipi Tt kabul edilir.

İki saf döl, zıt fenotip gösteriyorsa genotipler doğrudan yazılabilir. Sarı tohum baskın, yeşil tohum çekinik kabul edilen örnekte sarı saf döl YY, yeşil saf döl yy olur. Buna karşılık yalnızca “sarı × sarı” bilgisi verilmişse ebeveynler için YY veya Yy olasılıkları değerlendirilmeden tek bir çaprazlama seçilemez. Genotip belirleme aşamasındaki bu belirsizlik çözülmeden kurulacak Punnett karesi güvenilir sonuç vermez.

Ebeveynlerden oluşabilecek gametleri belirleme

Gamet, üreme sırasında ebeveynden yavruya aktarılabilecek tek aleli taşıyan hücredir. Bir karakter için gametler oluşurken ebeveynin iki aleli birbirinden ayrılır; her gamet bu alellerden yalnızca birini taşır. Bu, alellerin ayrılma ilkesinin sonucudur. Genotipi homozigot olan bir birey aynı türden tek gamet oluşturur; heterozigot olan birey ise iki farklı tür gamet oluşturabilir.

Örneğin YY genotipli ebeveynin gametlerinin tamamı Y, yy genotipli ebeveynin gametlerinin tamamı y olur. Yy genotipli bir ebeveyn ise Y ve y gametlerini oluşturabilir. Eşit ayrılma varsayımında bu iki gamet türünün her birinin olasılığı 1/2'dir. Gametin genotipi, ebeveynin iki alelini birlikte taşımaz; YY veya Yy gibi ifadeler zigota, yani döllenme sonucundaki yavruya aittir.

Örneğin Tt × Tt çaprazlamasında birinci ebeveynin kenarına T ve t, ikinci ebeveynin diğer kenarına T ve t yazılır. TT × tt çaprazlamasında ise her iki ebeveyn için yalnızca bir gamet türü bulunduğundan karede tek bir genotip ortaya çıkar. Gametleri eksik veya iki aleli birlikte yazarak başlamak, sonraki tüm sonuçları hatalı yapar.

Punnett karesini kurma ve yavru genotiplerini elde etme

Punnett karesi, bir ebeveynin olası gametlerinin üstte, diğer ebeveynin olası gametlerinin yanda gösterildiği bir düzenektir. Her kutuda, üstteki ve yandaki gametlerin alelleri birleştirilir. Böylece her kutu, döllenme sonucunda oluşabilecek bir yavrunun diploit genotipini temsil eder. Homozigot ebeveynler tek gamet türü oluşturuyorsa daha küçük bir düzen yeterlidir; iki heterozigot ebeveynin her biri iki gamet türü oluşturduğu için 2 × 2 kare kullanılır.

Örneğin Yy × Yy çaprazlamasında üst satıra Y ve y, sol sütuna Y ve y yazılır. Kutular sırasıyla YY, Yy, yY ve yy olur. Yy ile yY aynı genotipi ifade eder; yalnızca hangi ebeveynden hangi alelin geldiği farklıdır. Bu iki kutu ayrı olasılık yollarıdır ve sonuç oranı hesaplanırken ikisi de sayılır. Böylece olası yavru genotipleri YY, Yy ve yy biçiminde gruplanır.

Başka bir örnekte YY × yy çaprazlamasında birinci ebeveynin gameti her durumda Y, ikinci ebeveynin gameti her durumda y'dir. Tek kutuda veya tekrar eden kutularda yalnızca Yy elde edilir. Bu sonuç, her yavrunun bir Y ve bir y aleli alacağını gösterir. Punnett karesi yeni bir genotip üretmez; yalnızca ebeveyn gametlerinin mümkün birleşimlerini sistemli biçimde gösterir.

Genotip oranı, fenotip oranı ve olasılıkların hesaplanması

Genotip oranı, yavruların alel birleşimlerinin birbirine göre dağılımıdır. Fenotip oranı ise bu genotiplerin görünüşteki özelliklere göre gruplanmasıdır. Olasılık, belirli bir sonucun toplam mümkün sonuçlar içindeki payıdır. Punnett karesinde her kutu eşit olasılıklı kabul edildiğinde, bir sonucun olasılığı o sonuca karşılık gelen kutu sayısının toplam kutu sayısına bölünmesiyle bulunur.

Yy × Yy karesinde dört eş olasılıklı kutu vardır: YY, Yy, yY ve yy. Genotipleri aynı türler altında toplarsak bir YY, iki Yy ve bir yy elde edilir. Genotip oranı YY:Yy:yy = 1:2:1'dir. Dört kutunun her birini yüzdeye çevirirsek YY olasılığı 1/4, Yy olasılığı 2/4 ve yy olasılığı 1/4 olur; yani sırasıyla yüzde 25, yüzde 50 ve yüzde 25.

Y aleli baskınsa YY ve Yy aynı sarı fenotipi, yy ise yeşil fenotipi gösterir. Bu nedenle sarı fenotip için iki kutu değil, üç kutu; yeşil fenotip için bir kutu sayılır. Fenotip oranı sarı:yeşil = 3:1, olasılıklar ise sarı için 3/4, yeşil için 1/4'tür. Bir yavrunun hem belirli bir genotipe hem de o genotiple ilişkili fenotipe sahip olma olasılığı, bu örnekte aynı genotip grubunun kutu payıyla ifade edilir. Farklı ve birbirini dışlayan sonuçların toplam olasılığı, ilgili olasılıkların toplanmasıyla bulunur.

Çaprazlama sonucunu yorumlama ve kontrol etme

Sonucu yorumlarken önce bütün kutuların sayıldığını, ardından aynı genotiplerin doğru biçimde birleştirildiğini kontrol etmek gerekir. Genotip oranındaki toplam pay 1'e, kesirlerin toplamı yüzde 100'e karşılık gelmelidir. Yy × Yy örneğinde 1/4 + 2/4 + 1/4 = 1 olur; fenotiplerde de 3/4 sarı ile 1/4 yeşilin toplamı 1'dir. Ayrıca baskın fenotipin hem homozigot baskın hem heterozigot genotipten gelebileceği unutulmamalıdır.

Sonucun klasik Mendel varsayımıyla uyumunu kontrol etmek için ebeveyn genotipleri ve gametler yeniden yazılır. Örneğin YY × yy için bütün yavruların Yy olması beklenir; karede yy veya YY görülüyorsa gametlerden biri yanlış yazılmıştır. Yy × Yy için üç farklı genotip türü ve 1:2:1 genotip oranı, baskınlık ilişkisi biliniyorsa 3:1 fenotip oranı beklenir. Gerçek bir yavru grubunda sayılar bu oranları tam olarak vermeyebilir; oranlar, olası sonuçların beklenen dağılımını ifade eder.