Calculadora do Quadro de Punnett

Monte quadros de Punnett para cruzamentos genéticos. Veja as proporções genotípicas e fenotípicas instantaneamente.

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A maioria das famílias de quatro não mostra a proporção 3:1 🖖

Um cruzamento monoíbrido prevê três descendentes dominantes para um recessivo, e esse número é uma probabilidade por filho, não uma cota por ninhada. Cada filho tem independentemente 3/4 de chance de mostrar o fenótipo dominante, então com quatro descendentes a chance de cair exatamente em 3:1 é 4 × (3/4)³ × (1/4) = 42,2%. Em outras palavras, 57,8% das famílias de quatro filhos erram completamente a proporção do livro-texto, e 31,6% mostram todos os quatro dominantes sem nenhum filho recessivo. A proporção é real, mas só emerge ao longo de muitos cruzamentos — que é precisamente por que Mendel contou milhares de pés de ervilha e não um punhado, e por que uma única família inesperada não diz nada a um criador.

Uma grade que conta cada combinação 🖖

Um quadro de Punnett é apenas uma tabela: no topo ficam os alelos que um dos pais pode passar a um óvulo e, na lateral, os do outro; em cada célula escreve-se o par que ali se encontra. Contar as células dá as probabilidades. Ao cruzar dois pais Aa, obtém-se a famosa proporção 3:1 — três descendentes com o traço dominante para cada um com o recessivo. Cruzamentos di-híbridos expandem isso para 9:3:3:1.

Uma pergunta de críquete fundou a genética de populações 🖖

Reginald Punnett, que popularizou o quadro por volta de 1905, certa vez se intrigou com o motivo de os alelos dominantes não simplesmente dominarem uma população. Levou a dúvida ao seu parceiro de críquete, o matemático G. H. Hardy. A resposta de uma página que Hardy deu em 1908 tornou-se o princípio de Hardy-Weinberg, base da genética de populações: mostra que as frequências alélicas permanecem constantes enquanto nada as perturbe.

QUADROS DE PUNNETT — QUE CRUZAMENTO VOCÊ ESTÁ MONTANDO?

Em qual caso de Punnett você está?

Um quadro de Punnett é um único mecanismo, mas o número que sai depende inteiramente do cruzamento que você colocou — e as duas proporções que ele informa, genótipos e fenótipos, não são a mesma proporção. Estes seis casos cobrem o cruzamento mono-híbrido clássico e o que o seu 3:1 esconde, a mesma grade relida com dominância incompleta, o cruzamento que se faz quando não se vê um genótipo, o cruzamento que torna toda a prole idêntica, e as versões de dois locos do primeiro e do terceiro.

Mono-híbrido, dominância completa — o 3:1 que todos aprendem 1:2:1 → 3:1
Dominância incompleta — a mesma grade, outra proporção 1:2:1 → 1:2:1
Cruzamento-teste — tornar visível um alelo escondido 1:1 → 1:1
Progenitores homozigotos — uma primeira geração uniforme 4/4 Aa → 4/4
Di-híbrido — 9:3:3:1 são dois mono-híbridos multiplicados (3:1)² = 9:3:3:1
Cruzamento-teste di-híbrido — ler direto a proporção de gametas 1:1:1:1 → 1:1:1:1

01

Mono-híbrido, dominância completa — o 3:1 que todos aprendem

O que você sabe: Ambos os progenitores heterozigotos em um loco, e o alelo dominante mascara completamente o recessivo.

Resultado: 1:2:1 → 3:1

Exemplo resolvido: Aa × Aa preenche quatro células com AA, Aa, Aa e aa. A ferramenta informa genótipos 1:2:1 e fenótipos 3:1 — 3/4 dominante, 1/4 recessivo.

Abrir este caso: Aa × Aa
Mono-híbrido, dominância completa — o 3:1 que todos aprendem. Quatro células, três de aparência dominante. As duas células Aa e a única AA não se distinguem a olho, então 1:2:1 se lê como 3:1. Ambos os progenitores heterozigotos em um loco, e o alelo dominante mascara completamente o recessivo.
Quatro células, três de aparência dominante. As duas células Aa e a única AA não se distinguem a olho, então 1:2:1 se lê como 3:1.

02

Dominância incompleta — a mesma grade, outra proporção

O que você sabe: O mesmo par heterozigoto, mas o heterozigoto mostra a sua própria aparência intermediária em vez da dominante.

Resultado: 1:2:1 → 1:2:1

Exemplo resolvido: Aa × Aa de novo, com a dominância em incompleta. As quatro células não mudam, a proporção de genótipos continua 1:2:1 — e a de fenótipos passa a ser 1:2:1 também.

Abrir este caso: Incompleta
Dominância incompleta — a mesma grade, outra proporção. As mesmas quatro células. Com o heterozigoto mostrando o seu próprio fenótipo, a proporção de fenótipos coincide com a de genótipos. O mesmo par heterozigoto, mas o heterozigoto mostra a sua própria aparência intermediária em vez da dominante.
As mesmas quatro células. Com o heterozigoto mostrando o seu próprio fenótipo, a proporção de fenótipos coincide com a de genótipos.

03

Cruzamento-teste — tornar visível um alelo escondido

O que você sabe: Um progenitor mostra o caráter dominante mas o seu genótipo é desconhecido; o outro é homozigoto recessivo.

Resultado: 1:1 → 1:1

Exemplo resolvido: Aa × aa dá dois Aa e dois aa: 1:1 em genótipos e em fenótipos. Se o progenitor desconhecido fosse AA, toda a prole seria dominante.

Abrir este caso: Cruzamento-teste
Cruzamento-teste — tornar visível um alelo escondido. Metade das células recessivas. Um único descendente aa basta para provar que o progenitor de aparência dominante carregava a. Um progenitor mostra o caráter dominante mas o seu genótipo é desconhecido; o outro é homozigoto recessivo.
Metade das células recessivas. Um único descendente aa basta para provar que o progenitor de aparência dominante carregava a.

04

Progenitores homozigotos — uma primeira geração uniforme

O que você sabe: Ambos os progenitores homozigotos, cada um para um alelo diferente.

Resultado: 4/4 Aa → 4/4

Exemplo resolvido: AA × aa torna todas as quatro células Aa: um genótipo, um fenótipo, 4/4 da prole com a aparência do progenitor dominante.

Abrir este caso: AA × aa
Progenitores homozigotos — uma primeira geração uniforme. Uma combinação, quatro vezes. O alelo recessivo está em toda a prole e visível em nenhuma. Ambos os progenitores homozigotos, cada um para um alelo diferente.
Uma combinação, quatro vezes. O alelo recessivo está em toda a prole e visível em nenhuma.

05

Di-híbrido — 9:3:3:1 são dois mono-híbridos multiplicados

O que você sabe: Ambos os progenitores heterozigotos em dois locos que se distribuem independentemente.

Resultado: (3:1)² = 9:3:3:1

Exemplo resolvido: AaBb × AaBb precisa de 16 células e produz 9 genótipos distintos, que se agrupam em quatro classes fenotípicas em 9:3:3:1.

Abrir este caso: Di-híbrido
Di-híbrido — 9:3:3:1 são dois mono-híbridos multiplicados. Dezesseis células, nove genótipos, quatro aparências. O 9:3:3:1 é o produto de dois cruzamentos 3:1 independentes. Ambos os progenitores heterozigotos em dois locos que se distribuem independentemente.
Dezesseis células, nove genótipos, quatro aparências. O 9:3:3:1 é o produto de dois cruzamentos 3:1 independentes.

06

Cruzamento-teste di-híbrido — ler direto a proporção de gametas

O que você sabe: Um progenitor heterozigoto em dois locos, cruzado com um homozigoto recessivo em ambos.

Resultado: 1:1:1:1 → 1:1:1:1

Exemplo resolvido: AaBb × aabb preenche 16 células que saem perfeitamente planas: 1:1:1:1 em genótipos e fenótipos, 4/16 em cada classe.

Abrir este caso: Cruzamento-teste di-híbrido
Cruzamento-teste di-híbrido — ler direto a proporção de gametas. Quatro classes iguais. Como um progenitor contribui com um só tipo de gameta, a contagem da prole lê os gametas do outro. Um progenitor heterozigoto em dois locos, cruzado com um homozigoto recessivo em ambos.
Quatro classes iguais. Como um progenitor contribui com um só tipo de gameta, a contagem da prole lê os gametas do outro.
Referências (3)
  • The square, and the man it is named after: Edwards, A. W. F. (2012). "Reginald Crundall Punnett: First Arthur Balfour Professor of Genetics, Cambridge, 1912." Genetics 192(1), 3–13.
  • Cases 1, 4 and 5 — the original 3:1, the uniform F₁ and 9:3:3:1: Mendel, G. (1866). "Versuche über Pflanzen-Hybriden." Verhandlungen des naturforschenden Vereines in Brünn 4, 3–47. No DOI: the volume predates them, and the scans in circulation are of varying provenance, so none is linked here.
  • Case 6 — why a flat 1:1:1:1 is the test rather than the assumption: Griffiths, A. J. F. et al. Introduction to Genetic Analysis, 11th ed. W. H. Freeman, 2015 — testcrosses, gamete ratios, and the excess of parental classes that reveals linkage.

Problema resolvido na íntegra

  1. A proporção 3:1 numa família real de quatro 5 passos

    Aa × Aa dá a proporção de 3:1 que toda a gente memoriza. Descubra por que razão uma família real de quatro filhos quase nunca a apresenta — e o que Mendel teve de fazer quanto a isso.

    1. Cada progenitor contribui com um alelo, escolhido ao acaso entre os seus dois. Há quatro combinações igualmente prováveis, e o quadrado é apenas uma forma organizada de as listar.

    2. A dominância completa reduz dois dos quatro genótipos a uma única aparência. A proporção genotípica e a proporção fenotípica são afirmações diferentes, e apenas a segunda é a que se observa.

    3. Trate agora os descendentes como ensaios independentes. A probabilidade de evitar o quarto recessivo de todas as vezes é uma potência, e diminui lentamente.

    4. O caso di-híbrido é o mesmo facto multiplicado. A segregação independente significa que os dois caracteres são acontecimentos independentes, pelo que 9:3:3:1 é (3:1) vezes (3:1) — nenhuma biologia nova, apenas um produto.

    5. Por fim, o que os grandes números proporcionam. As contagens de Mendel para plantas altas versus baixas situam-se a uma fração de um desvio-padrão do valor esperado, que é o que torna a proporção demonstrável.

    Resposta

    Porque uma família de quatro filhos tem 32% de probabilidade de não conter qualquer recessivo. A proporção de 3:1 é um valor esperado, não um resultado, e (3/4)⁴ = 0,316 indica que quase um terço destas famílias parece apresentar dominância perfeita, sem qualquer indício de algo oculto. São necessários onze descendentes para que a probabilidade de não observar qualquer recessivo desça abaixo de 5%. Foi precisamente por isso que Mendel contou ervilhas em vez de famílias: 1 064 plantas no cruzamento alto/baixo, 787 para 277 face a um valor esperado de 798 para 266, o que é um χ² de 0,61 e um ajustamento tão bom quanto o acaso permite. Ronald Fisher argumentou mais tarde que o ajustamento nas experiências de Mendel era demasiado bom, e a discussão dura há um século — mas a razão pela qual eram necessários grandes números em primeiro lugar fica estabelecida na primeira linha deste problema.

Problemas de exemplo

  • Aa × Aa - Aa × Aa com dominância completa: os genótipos saem 1:2:1 mas os fenótipos 3:1, porque AA e Aa têm a mesma aparência.
  • Di-híbrido - AaBb × AaBb preenche 16 células e as agrupa em quatro classes fenotípicas em 9:3:3:1.
  • Incompleta - A mesma grade de 4 células de Aa × Aa, lida com dominância incompleta: os fenótipos passam a 1:2:1 porque o heterozigoto mostra o seu próprio.
  • Cruzamento-teste - Aa × aa dá 1:1 — o cruzamento que se faz para descobrir se um progenitor de aparência dominante carrega um alelo recessivo.
  • AA × aa - AA × aa torna todas as 4 células Aa: um genótipo, um fenótipo, e uma F1 que se parece com o progenitor dominante.
  • Cruzamento-teste di-híbrido - AaBb × aabb distribui as 16 células igualmente em 1:1:1:1, de modo que a contagem dos descendentes lê direto a proporção de gametas.