Ich möchte eine Webseite programmieren die beim Berechnen der Nachkommen aus der Verpaarung zweier Truthühner hilft.
Auf dieser Webseite soll es oben einen Bereich geben wo man den Genotypen des Vaters, sowie den der Mutter auswählen kann.
Die Auswahl soll folgendermaßen funktionieren:
Es soll ein Dropdown Auswahlfenster pro Gen-Locus geben, worin sich eine vordefinierte Auswahl an Allel-Kombinationen befindet (siehe Auflistung Allele-Kombinationen) welche auf diesem Locus vorzufinden sein kann. Basierend auf der nun getroffenen Auswahl wird der Genotyp der Elterntiere gebildet.
Hier ein Beispiel:
Folgende Auswahl wurde beim männlichen Tier getroffen: b/b cg/cg d/d E/E n/n Pn/Pn R/R Sl/Sl; Daraus ergibt sich der Genotyp bb cgcg dd EE nn PnPn RR SlSl;
Folgende Auswahl wurde beim weiblichen Tier getroffen: B/B cg/cg d/d E/- N/- Pn/Pn R/R Sl/Sl; Daraus ergibt sich der Genotyp BB cgcg dd E- N- PnPn RR SlSl;
Diese Genotypen sollen unterhalb der Auswahl angezeigt werden.
Basierend auf der getroffenen Auswahl sollen die Genotypen der Nachkommen (inkl. der statistischen Wahrscheinlichkeit) gebildet werden. Als Auslöser für diesen Vorgang soll es einen Knopf “Calculate Cross” geben. Die Bildung der Genotypen soll basierend auf den mendelschen Regeln der Vererbung basieren und auch geschlechtsgebundene Erbgänge berücksichtigen.
Hier eine kurze Erklärung wie die Vererbung bei Truthühnern funktioniert:
Truthühnern weisen folgende 8 Gen-Loci auf: b, C, d, E, N, Pn, R, Sl
Auf jedem Gen-Locus befinden sich grundsätzlich 2 Allele (Gene), mit Ausnahme des E- und N-Locus. Hier gibt es nur einen Platz für ein Gen, welches am Geschlechtschromosom lokalisiert ist (Z-Chromosom -> Hemizygotie). Im Gegensatz zu Tieren mit dem XY Chromosomensystem haben männliche Truthühner den homozygoten Karyotyp ZZ, weibliche Tiere hingegen den hemizygoten Karyotyp WZ. Aus diesem Grund kann bei weiblichen Tieren auf dem E-Locus und dem N-Locus nur eine Kopie des jeweiligen Gens vorhanden sein. Der fehlende zweite Platz für ein Gen auf dem W-Chromosom wir durch das Symbol – dargestellt (Bespiel: N/-, oder e/-).
Da männliche Tiere zwei Kopien des Z-Chromosoms (z.B. N/N, oder e/e), weibliche hingegen nur eine Kopie besitzen, verläuft der Erbgang geschlechtsgebundener Merkmale umgekehrt zum Erbgang, wie er von X-Y-Spezies bekannt ist: Rezessive Allele auf dem Z-Chromosom werden phänotypisch häufiger bei weiblichen als bei männlichen Tieren ausgebildet.
Die einzelnen Gene (Allele) werden durch Buchstaben dargestellt. Die einzelnen Gene eines Gen-Locus werden durch einen / Symbol voneinander getrennt, damit klar ist welcher Buchstabe, bzw. welche Buchstabenkombination zusammengehören und somit ein Allel repräsentieren. Z.B. wird das Gen für die Schwarze Gefiederfarbe durch den Buchstaben B dargestellt. Folglich besitzt ein Tier das homozygot für diese Eigenschaft ist zwei dieser Gene (B/B). Das Allel welches für ein schieferfarbenes Gefieder verantwortlich ist wird mit den Buchstaben Sl abgekürzt. Ein Tier das homozygot ist hat somit zwei Schiefer-Gene (Sl/Sl).
Auf den Gen-Loci können unterschiedliche Allele-Kombinationen vorhanden sein. Für jeden Locus soll ein Dropdown Auswahlfenster vorhanden sein.
Folgende Allel-Kombinationen müssen in den Dropdown Auswahlmenüs vorhanden sein:
Männliches Tier (Vater):
b-Locus: B/B, B/b, B/b1, b/b, b/b1, b1/b1
C-Locus: C/C, C/cg, C/c, cg/cg, cg/c, c/c
D-Locus: D/D, D/d, d/d
E-Locus: E/E, E/e, e/e
N-Locus: N/N, N/n, n/n
Pn-Locus: Pn/Pn, Pn/pn, pn/pn
R-Locus: R/R, R/r, r/r
Sl-Locus: Sl/Sl, Sl/sl, sl/sl
Weibliches Tier (Mutter):
b-Locus: B/B, B/b, B/b1, b/b, b/b1, b1/b1
C-Locus: C/C, C/cg, C/c, cg/cg, cg/c, c/c
D-Locus: D/D, D/d, d/d
E-Locus: E/-, e/-
N-Locus: N/-, n/-
Pn-Locus: Pn/Pn, Pn/pn, pn/pn
R-Locus: R/R, R/r, r/r
Sl-Locus: Sl/Sl, Sl/sl, sl/sl
Die Genotypen des möglichen Nachwuchses sollen nach Geschlechtern getrennt aufgelistet werden. Hierzu soll es jeweils eine Tabelle für männlichen und eine für weiblichen Nachwuchs geben. Die Tabellen sollen folgende Spaltenüberschriften besitzen: „Genotype“, „Phenotype“, „Picture“, „Percentage“
In der Spalte „Genotype“ sollen die aus den Elterntieren kombinierten Genotypen aufgelistet werden. Hierbei soll für jeden einzigartigen Genotyp eine Zeile angelegt werden. Einzigartig bedeutet, dass kein anderer kombinierter Genotyp die selben Gene aufweist.
Hierfür ein Beispiel:
Vater: BB CC DD EE NN PnPn RR SlSl
Mutter: bb CC dd E- N- PnPn RR SlSl
Die Nachkommen erben statistisch pro Locus jeweils ein Gen von beiden Elterntieren mit einer Wahrscheinlichkeit von 50%, woraus sich folgende Kombinationen ergeben:
Bb CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE NN PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
Bb CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
bB CC Dd EE N- PnPn RR SlSl
…..
…..
Und so weiter…
Da die Kombination bB und Bb aber aus den selben Allelen bestehen, sind sie als ident zu werten und stellen somit keine einzigartige Kombination dar.
Kürzt man nun die Ergebnisse auf die einzigartigen, dann bleibt folgendes Ergebnis übrig:
Bb CC Dd EE NN PnPn RR SlSl (50%)
Bb CC Dd E- N- PnPn RR SlSl (50%)
In der Tabelle des Nachwuchses müssen folglich diese beiden Genotypen gelistet werden. Es gilt hierbei zu beachten, dass Tiere mit einem – Symbol weiblich sind. Wie beschrieben stellt das – Symbol den fehlen Platz für ein zweites Allel auf dem W-Chromosomen da und da nur weibliche Tiere ein W-Chromosomen aufweisen sind diese Tiere immer weiblich und der Rest männlich.
In der Spalte „Picture“ sollen Bilder von Tieren des jeweiligen Genotyps dargestellt werden. Die Bilder der einzelnen Tiere sollen dabei aus einem Online-Ordner angezeigt werden (welchen ich zu seinem späteren Zeitpunkt noch definieren werde).
Die Bilder sind wie die Genotypen benannt (z.B.: BB CC DD EE NN PnPn RR SlSl)
Auf diese Weise können jedem Genotyp und Geschlecht ein Bild zugeordnet werden.
Die Bilder sollen eine Größe von 150×150 Pixel aufweisen.
Der Standard-Genotyp welcher in den Dropdown Auswahlfenster voreingestellt sein soll ist folgender:
Männchen: b/b C/C d/d E/E N/N Pn/Pn R/R Sl/Sl
Weibchen: b/b C/C d/d E/- N/- Pn/Pn R/R Sl/Sl
Es gibt eine Webseite die eine sehr ähnliche Funktionsweise hat, wie das was ich bauen möchte. Diese ist unter folgendem Link zu finden:https://tinyurl.com/mw9dc5ah
Oberhalb der Dropdown Auswahlfensters soll es ein Bild vom Vater, bzw. der Mutter angezeigt werden (jeweils 150×150 Pixel).
Die Breite der Dropdown Auswahlfelder soll gleich sein und eine feste Breite aufweisen.
Hier findest du Referenzen zu den Chromosomen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Z-Chromosom
https://de.wikipedia.org/wiki/Hemizygotie
Weitere hilfreiche Informationen:
1. Jedes Gen auf einem Gen-Locus eines jeden Elterntieres hat eine 50%ige Wahrscheinlichkeit an ein Jungtier vererbt zu werden.
2. Folgende Allel-Kombinationen können auf den einzelnen Loci vorhanden sein:
Männliche Tiere:
b-Locus: B/B, B/b, B/b1, b/b, b/b1, b1/b1
C-Locus: C/C, C/cg, C/c, cg/cg, cg/c, c/c
D-Locus: D/D, D/d, d/d
E-Locus: E/E, E/e, e/e
N-Locus: N/N, N/n, n/n
Pn-Locus: Pn/Pn, Pn/pn, pn/pn
R-Locus: R/R, R/r, r/r
Sl-Locus: Sl/Sl, Sl/sl, sl/sl
Weibliche Tiere:
b-Locus: B/B, B/b, B/b1, b/b, b/b1, b1/b1
C-Locus: C/C, C/cg, C/c, cg/cg, cg/c, c/c
D-Locus: D/D, D/d, d/d
E-Locus: E/-, e/-
N-Locus: N/-, n/-
Pn-Locus: Pn/Pn, Pn/pn, pn/pn
R-Locus: R/R, R/r, r/r
Sl-Locus: Sl/Sl, Sl/sl, sl/sl
3. und 4.
Die Gene auf den Gen-Loci N und E sind bei weiblichen Tieren nur in einfacher Ausführung vorhanden. Das Bedeutet, dass ein männliches Tier über zwei Gene auf dem N-, bzw. E-Locus verfügen kann (z.B. N/N und E/E), ein weibliches Tier nur jeweils eine Kopie eines jeden Gens tragen kann (z.B. N und E). Dies ist der Tatsachte geschuldet, dass weibliche Tiere über ein W – und ein Z-Chromosomen verfügen (WZ), während männliche Tiere über zwei Z-Chromosomen (ZZ) verfügen. Auf dem W-Chromosomen ist kein Platz für ein Gen des Locus N und E und somit können weibliche Tiere auch nie zwei Gene auf diesen Loci aufweisen. Sie können nur auf ihrem Z-Chromosom jeweils ein Gen tragen.
Da weibliche Tiere ihre Z-Chromosomen vom Vater vererbt bekommen, kommen folglich auch immer die Gene auf diesen Gen-Loci (N und E) ausschließlich vom Vater und nie von der Mutter!
Die Mutter steuert ihrem weiblichen Nachwuchs immer das W-Chromosomen bei.
Dieses Chromosom hat eine Chance von 50% hat vererbt zu werden.
Erhält nun ein Nachkomme dieses Chromosom (W-Chromosom), dann ist er zwangsläufig weiblich und besitzt somit auch zwangläufig keine Gene auf diesen beiden Loci (N- und E-Loci) am W-Chromosomen (genau wie die Mutter).
Beispiel:
Die Mutter besitzt am Z-Chromosom ein “n” und ein “E” Allel.
Auf dem W-Chromosomen (N- und E-Locus) besitzt sie keine Allele, da es hier keinen verfügbaren Platz gibt. Das Fehlen eines Platzes wird mit einem “-” angezeigt (z.B. n/- und E/-).
Der Vater besitzt zwei Z-Chromosome. Am ersten Z-Chromosom trägt er die Allele N und E und auf dem zweiten n und E.
Weiblicher Nachwuchs erhält folglich von ihrem Vater zu 50% das N Allel (Z-Chromosom 1), bzw. n Allel (Z-Chromosom 2), sowie zu 50% das E (Z-Chromosom 1) oder E Allel (Z-Chromosom 2).
Hätten wir nun 100 weibliche Nachkommen, dann würden statistisch 50% den Genotypen N/- E- und 50% den Genotypen n/- E/- aufweisen.
Männliche Tiere würden von der Mutter die Allele n (Z-Chromosom) und E (Z-Chromosom) erhalten und vom Vater, so wie die weiblichen Nachkommen je zu 50% eines der beiden Allele auf den beiden Gen-Loci der Z-Chromosomen.
Ich hoffe ich konnte die offenen Fragen klären. Falls du noch mehr Informationen benötigst, stelle bitte weitere Fragen. Je genauer wir jetzt arbeiten, desto weniger Probleme wird es später mit dem Code geben.
In der Spalte “Phenotype” sollen die Namen der Rassen geschrieben werden.
Hier ein kleines Beispiel:
// Define the phenotypes for each genotype
var phenotypes = {
“B/B C/C D/D E/E N/N Pn/Pn R/R Sl/Sl”: “Lavender”,
“B/B C/C d/d E/E N/N Pn/Pn R/R Sl/Sl”: “Schwarz”,
“b/b C/C d/d E/E N/N Pn/Pn R/R Sl/Sl”: “Bronze”,
“b/b C/C d/d E/E N/N Pn/Pn r/r Sl/Sl”: “Bourbon”,
“b1/b1 C/C d/d E/E N/N Pn/Pn R/R Sl/Sl”: “Schwarzflügel”,
“b/b C/C d/d E/E n/n Pn/Pn R/R Sl/Sl”: “Narragansett”,
“B/b1 cg/cg d/d E/- n/- Pn/Pn R/R Sl/Sl”: “Gescheckt (weiblich)”,
“B/B c/c d/d E/- N/- Pn/Pn R/R Sl/Sl”: “Weiß (weiblich)”,
“B/B C/C d/d e/- N/- Pn/Pn R/R Sl/Sl”: “Braun (weiblich)”,
“B/B C/C d/d e/- N/- Pn/Pn R/R Sl/Sl”: “Braun (weiblich)”,
In einem ersten Schritt möchte ich, dass nur diese 10 Kombinationen vordefiniert werden. Die restlichen Phänotypen werde ich zu einem späteren Zeitpunkt selbst ergänzen.
In der Spalte “Percentage” soll der Anteil dieses Genotyps im Verhältnis zu den Restlichen Genotypen dargestellt werden.
Beispiel:
“B/B C/C D/d E/E N/N Pn/Pn R/R Sl/Sl”: “Blau”, 50%
“B/B C/C D/d E/- N/- Pn/Pn R/R Sl/Sl”: “Blau (weiblich)”, 50%
Der Ordner Pfad für die Bilder lautet: https://drive.google.com/drive/folders/1UeCBpk2h3wVvFWzvsuhubzUAFb2B6fc2?usp=sharing
TURKEY COLOR GENETICS 