홍라이프 계산기퍼넷 사각형 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
퍼넷 사각형은 두 부모가 만들 수 있는 생식세포를 모두 짝지어 자손의 유전자형과 표현형 비율을 한눈에 보여 주는 표입니다. 이 계산기는 한 쌍의 대립유전자를 다루는 단성잡종 교배(Aa × Aa), 두 쌍을 다루는 양성잡종 교배(AaBb × AaBb), 그 이상의 유전자도 같은 방식으로 계산하며, 대문자를 우성 대립유전자로 봅니다. 멘델 유전 문제를 풀거나 동식물 교배에서 특정 형질이 나올 확률을 가늠할 때 씁니다.
계산 방법
- 유전자형을 두 글자씩 끊어 유전자 하나로 읽습니다(Aa, Bb).
- 생식세포: 부모는 각 쌍에서 한 글자씩 물려주므로, 이형접합인 유전자가 n개이면 2ⁿ종류의 생식세포를 같은 비율로 만듭니다(AaBb → AB, Ab, aB, ab).
- 부모 1의 생식세포와 부모 2의 생식세포를 모두 짝지으며, 전체 칸 수는 두 생식세포 수의 곱입니다.
- 각 쌍의 순서를 정리해(Aa와 aA는 같음) 유전자형별로 셉니다.
- 표현형: 쌍에 대문자가 하나라도 있으면 우성(A_), 소문자 두 개(aa)일 때만 열성으로 봅니다.
원리
멘델의 분리의 법칙에 따르면 감수분열 때 한 유전자의 두 대립유전자가 갈라져 생식세포에 하나씩 같은 확률로 들어갑니다. 독립의 법칙에 따르면 서로 다른 염색체에 있는 유전자는 독립적으로 분리되므로 각 유전자의 확률을 곱하면 됩니다. 이형접합 유전자 하나는 AA : Aa : aa = 1 : 2 : 1이 되고, 완전우성이면 표현형은 3 : 1입니다. 독립적인 유전자 두 개는 (3 : 1) × (3 : 1) = 9 : 3 : 3 : 1이 됩니다.
예제 풀이
- 부모: AaBb × AaBb. 각자 AB, Ab, aB, ab 네 가지 생식세포를 만드므로 4 × 4 = 16칸입니다.
- A 유전자만 보면 AA 1/4, Aa 2/4, aa 1/4이고, B 유전자도 같습니다.
- 곱하면 AaBb = 2/4 × 2/4 = 4/16, AABb = 1/4 × 2/4 = 2/16, AABB = 1/16처럼 아홉 가지 유전자형이 나옵니다.
- 표현형은 A_ = 3/4, B_ = 3/4이므로 A_B_ = 9/16, A_bb = 3/16, aaB_ = 3/16, aabb = 1/16입니다.
결과 해석
각 분수는 자손 한 개체가 그 형질을 가질 확률이지, 반드시 그만큼 태어난다는 뜻이 아닙니다. 자손이 16개체여도 정확히 9 : 3 : 3 : 1이 나오지 않는 것이 보통이며, 개체 수가 적을수록 차이가 큽니다. 독립적인 자손 여러 개체에서 특정 결과가 나올 확률은 각 확률의 곱으로, 예를 들어 aabb가 두 번 연속 나올 확률은 (1/16)²입니다.
흔한 실수
- 두 부모의 유전자 순서를 다르게 적는 경우(AaBb와 BbAa)
- 자손 수가 적은데 예측 비율과 정확히 맞기를 기대하는 경우
- 같은 염색체에 연관된 유전자에 독립의 법칙을 적용하는 경우
- 불완전우성이나 공동우성에서는 Aa가 별개의 표현형이라는 점을 잊는 경우
자주 묻는 질문
검정교배란 무엇인가요?
우성 표현형 개체를 열성 동형접합(aa) 개체와 교배하는 방법입니다. 자손 중 열성이 나오면 그 개체는 Aa입니다.
양성잡종의 표현형 비가 9 : 3 : 3 : 1인 이유는 무엇인가요?
유전자 하나가 3 : 1이고 두 유전자가 독립이라 3×3, 3×1, 1×3, 1×1로 곱해지기 때문입니다.
보인자 부모 사이에서 열성 형질 자녀가 태어날 확률은 얼마인가요?
Aa × Aa에서 aa가 나올 확률은 자녀마다 1/4이며, 앞선 자녀의 결과와는 무관합니다.
출처: G. Mendel, "Versuche über Pflanzen-Hybriden", Verhandlungen des naturforschenden Vereines in Brünn 4 (1866) · R. C. Punnett, Mendelism, Macmillan (1905 and later editions)