Come determinare il genotipo degli zigoti con il metodo del quadrato di Punnett

Tramite: O2O 05/01/2021
Difficoltà: facile
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Introduzione

In biologia con il termine zigote si intende la cellula diploide che si ottiene dall'unione e successivamente dalla fusione del gamete maschile e di quello femminile nella riproduzione sesisone; in altri termini, la cellula che risulta dalla fecondazione della cellula uovo da parte dello spermatozoo.
Sia il gamete maschile che quello femminile si definisciono come cellule aploidi.
La differenza tra cellule aploidi e cellule diploidi è legata al numero di cromosomi presenti in una cellula: i gameti, dunque, possiedono una sola copia del set cromosomico completo (n), mentre una cellula diploide, come lo zigote, possiede due copie del set cromosomico (2n) di cui una deriva dal padre e l'altra dalla madre.

Vediamo ora come si determina il genotipo degli zigoti con il metodo del quadrato di Punnett partendo dal genotipo delle cellule parentali.

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Genotipo e fenotipo

Prima è necessario specificare cosa si intende per genotipo: in particolare si fa riferimento alla costituzione genetica, cioè all'insieme dei geni che compongono il DNA, di un organismo o di una popolazione e corrisponde all'insieme degli alleli che reggono la manifestazione dei caratteri somatici (fenotipo).
Il fenotipo, infatti, si definisce come l'insieme di tutte le caratteristiche manifestate da un organismo: si fa riferimento a caratteristiche morfologiche, funzionali, di sviluppo, comportamentali. Dunque. Il genotipo viene espresso nel fenotipo ma non ne esaurisce il contenuto.
Per comprendere meglio la differenza tra genotipo e fenotipo può essere utile rappresentarla attraverso un esempio.Una bambina che abbia i capelli neri, non per forza è detto che abbia entrambe le forme alleliche dei geni che codificano per il colore nero dei capelli: questo perché il fattore dei capelli neri è dominante, cioè si manifesta con una frequenza maggiore rispetto ai fattori recessivi.Se si indica la manifestazione del carattere dei capelli neri con "N" e il carattere dei capelli biondi con "n", prendendo la stessa bambina dell'esempio precedente, questa potrebbe avere genotipo "NN" e si definirà omozigote per quel carattere; oppure potrà avere "Nn" e si definirà eterozigote per lo stesso carattere.

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Legge della dominanza

Per conoscere il genotipo degli zigoti, cioè quello della progenie, prendendo come base quello dei genitori, bisognerà utilizzare il primo principio di Mendel, meglio noto come legge della dominanza.Secondo tale principio, se si incrociano tra loro individui omozigoti per un carattere con alleli diversi, di cui uno dominante e uno recessivo, si ottiene una generazione di individui eterozigoti che manifestano il carattere dominante. Riassumendo l'intera legge, si può affermare che gli individui ibridi della prima generazione filiale manifestano solo uno dei tratti presenti nella generazione parentale.Esistono diversi metodi che consentono di determinare il genotipo degli zigoti conoscendo quello parentale, tuttavia il metodo più diretto, soprattutto allorquando sono coinvolti un numero non molto alto di geni, rimane senza dubbio il metodo del quadrato di Punnett.

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Quadrato di Punnett

Innanzitutto stiamo parlando di una matrice realizzata, per l'appunto, da R. Punnett che rappresenta una specie di quadro delle probabilità da cui risultano tutte le possibili combinazioni che derivano da ogni incrocio.L'esempio classico e più famoso per capire come impiegare questo metodo è l'esperimento realizzato da Mendel, il quale operò un incrocio tra due linee parentali pure ottenendo una prima generazione filiale.
Più nello specifico, per determinare il genotipo degli zigoti prendiamo come riferimento un incrocio fra due eterozigoti di genotipo AaxAa, quindi entrambi eterozigoti.Prima di partire con lo sviluppo dello schema, bisogna determinare il tipo di gameti prodotti dalla generazione parentale; nel nostro caso i genitori produrranno due gameti: un gamete porta la copia "a" e l'altro gamete porta la copia "A" del gene.Il metodo del quadrato di Punnett consente di determinare i genotipi zigotici attraverso l'incrocio dei gameti prodotti dai genitori riportandoli in una tabella a doppia entrata: bisognerà disegnare un quadrato e dividerlo in quattro spazi; sul lato orizzontale al bordo esterno del quadrato si dovranno poi inscrivere i gameti di ciascun genitore. Lo stesso va ripetuto poi sul lato verticale a sinistra. Procedendo in modo ordinato, i diversi fìgameti verranno incrociati fra loro in tutti i modi possibili in modo da generare l'elenco di tutti i possibili genotipi degli zigoti.

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Sviluppo del calcolo

Andando ancor più nel dettaglio dell'esempio precedente, si dovrà procedere realizzando una sorta di rettangolo: nella parte superiore si inscriveranno i gameti di un genitore, nel nostro caso "Aa", e sulla parte sinistra si iscriveranno quelli dell'altro genitore, cioè "Aa".Lo step successivo consiste nell'incrociare il gamete A in alto con quello A a sinistra, ottenendo così il genotipo AA. In base a questo schema basterà incrociare il gamete A in alto con quello a a sinistra e si otterrà il genotipo Aa e così di seguito fino ad esaurire tutte le possibili combinazioni.Il risultato ottenuto sarà una frequenza di genotipi calcolati che in questo caso sarà: 1/4 AA; 1/2 Aa; 1/4 aa. Ne deriva che il loro rapporto è di 1:2:1.

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