パネット方陣

パネットの四角形は、特定の交配や育種実験の遺伝子型を予測するために使用される正方形の図です。1905年にこの手法を考案したReginald C. Punnettにちなんで名付けられました^{。[3] [4] [5] [6] [7] [8]}この図は、子孫が特定の遺伝子型を持つ確率を決定するために生物学者が使用します。パネットの四角形は、母親の対立遺伝子と父親の対立遺伝子の可能な組み合わせを表にまとめたものです。 ^[9]これらの表は、単一の形質（対立遺伝子）の子孫の遺伝子型結果の確率、または両親から複数の形質を交配する場合の子孫の遺伝子型結果の確率を調べるために使用できます。

パネット方陣は、グレゴール・メンデルが発見した遺伝学の基本概念であるメンデル遺伝を視覚的に表現したものです。^[10]複数の形質の場合、「分岐線法」を使用する方が、通常、パネット方陣を使用するよりもはるかに簡単です。パネット方陣を使用すると、少なくとも偶然よりも高い精度で表現型を予測できますが、特定の遺伝子型がある場合に現れる表現型は、多遺伝子遺伝やエピジェネティクスが作用している場合など、他の多くの要因によって影響を受ける場合があります。

接合性は、生物の特定の形質を決定する対立遺伝子間の類似性の程度を指します。最も単純な形式では、対立遺伝子のペアはホモ接合性またはヘテロ接合性のいずれかになります。ホモ接合性は、ホモが同じに関連し、接合が接合子に関連し、2 つの優性対立遺伝子または 2 つの劣性対立遺伝子の組み合わせが同じ形質をコードする場合に見られます。劣性は常に小文字です。たとえば、各対立遺伝子の代表文字として「A」を使用すると、ホモ接合優性ペアの遺伝子型は「AA」と表され、ホモ接合劣性は「aa」と示されます。ヘテロが異なるに関連付けられているヘテロ接合性は、「Aa」のみになります (慣例により、大文字が常に最初に表示されます)。ホモ接合優性ペアの表現型は「A」、つまり優性であり、ホモ接合劣性ペアの場合はその逆です。ヘテロ接合ペアは常に優性表現型を持ちます。^[11]程度は低いものの、ヘミ接合性^[12]とヌル接合性^[13]も遺伝子ペアで見られます。

「モノ」は「1つ」を意味し、この交配は単一の形質の検査であることを示しています。これは、たとえば目の色を意味します。各遺伝子座は常に2文字で表されます。したがって、目の色の場合は、「B = 茶色の目」と「b = 緑の目」とします。この例では、両親の遺伝子型は Bbです。目の色の例では、両親の目が両方とも茶色であることを意味します。両親は、Bまたはb対立遺伝子のいずれかを含む配偶子を生成できます。(遺伝学では、優性対立遺伝子を示すには大文字を使用し、劣性対立遺伝子を示すには小文字を使用するのが一般的です。) 個々の子孫が遺伝子型BB を持つ確率は25%、Bbは 50%、bbは 25% です。表現型の比率は 3:1 で、これは一元交配の典型的な値です。このことから表現型を評価すると、子孫のうち「3」は「茶色」の目を持ち、「緑色」の目を持つ子孫は 1 匹だけです。(3 匹は「B?」で、1 匹は「bb」です)

Bおよびb対立遺伝子が相互作用して子孫の外観に影響を与える方法は、遺伝子産物 (タンパク質) がどのように相互作用するかによって異なります (メンデル遺伝を参照)。これには、致死効果やエピスタシス(優性または劣性の状態に関係なく、1 つの対立遺伝子が別の対立遺伝子を隠す) が含まれます。

2 つ以上の遺伝子を調べることで、より複雑な交配を行うことができます。ただし、パネットの四角形は、遺伝子が互いに独立している場合にのみ機能します。つまり、遺伝子「A」の特定の対立遺伝子を持つことで、遺伝子「B」の対立遺伝子を持つ確率が変わらないということです。これは、遺伝子がリンクされていないと述べることと同等であり、したがって、2 つの遺伝子は減数分裂中に一緒に分類される傾向はありません。

次の例は、2 つの二重ヘテロ接合体エンドウ植物間の二元雑種交配を示しています。 R は形状 (丸い) の優性対立遺伝子を表し、r は劣性対立遺伝子 (しわ) を表します。A は色 (黄色) の優性対立遺伝子を表し、a は劣性対立遺伝子 (緑) を表します。各植物がRrAa遺伝子型を持ち、形状と色の遺伝子の対立遺伝子が独立している場合、すべての可能な組み合わせでRA、Ra、rA、およびraの 4 種類の配偶子が生成されます。

優性形質は劣性形質を覆い隠すため (エピスタシスがないと仮定)、丸い黄色の表現型の組み合わせが 9 つ、丸い緑色が 3 つ、しわのある黄色が 3 つ、しわのある緑色が 1 つあります。9:3:3:1 という比率は、連鎖していない遺伝子を持つ 2 つの二重ヘテロ接合性の親を交配した場合に予想される結果です。その他の比率は、何か他のことが起こっていることを示します (致死的対立遺伝子、エピスタシス、連鎖した遺伝子など)。

分岐線法 (ツリー法や分岐システムとも呼ばれる) は、二元雑種交配や多重雑種交配も解くことができます。問題は一連の一元雑種交配に変換され、その結果がツリーにまとめられます。ただし、ツリーでは、パネット方陣と同じ結果が、より短時間でより明確に得られます。以下の例では、RrYy x RrYy を使用して、別の二重ヘテロ接合体交配を評価しています。前述のように、2 つの二重ヘテロ接合体からの連鎖していない遺伝子を交配する場合、表現型比は 9:3:3:1 になると予想されます。遺伝子型比は、以下の図で得られました。この図には、表現型比のみを分析する場合よりも多くの分岐があります。

• メンデル遺伝
• カルノー図、ブール代数の簡略化に使用される同様の図

• キャンベル、ニール・アリソン(2005)。生物学(第 7 版)。ベンジャミン・カミングス出版。ISBN 978-0-8053-7146-8. OCLC  71890442.

• オンラインパネット方陣計算機
• オンライン パネット スクエア計算機、一元雑種および二元雑種、常染色体および伴性