Генетика Менделя

Описание

В данном задании предлагается реализовать программную библиотеку, представляющую встроенный язык программирования для моделирования наследования признаков по Менделю.

Предсказывание наличия признаков у поколений основывается на нескольких законах Менделя:

Первый закон Менделя

Каждый организм обладает парой аллелей (мы рассматриваем диплоидные организмы) для каждого отдельного свойства. При размножении для передачи потомку выбирается одна аллель случайным образом.

Второй закон Менделя.

Различные признаки организма наследуются независимо друг от друга.

Третий закон Менделя.

Аллели бывают доминантные и рецессивные. При наличии обеих аллелей организм проявляет признак, закодированный в доминантной аллели. Таким образом, если один родитель имеет две доминантные аллели, то первое потомство всегда будет проявлять доминантный признак.

Генотип — это набор аллелей для каждого признака (например, AAbbCc).

Фенотип — это набор проявляющихся свойств (например, AbC).

Основные задачи, связанные с генетикой Менделя:

• определение признаков $n$-ого потомства (процентные соотношения) при известном генотипе родителей;
• определение генотипа родителей при известном фенотипе родителей и потомства.

Созданная библиотека должна предоставлять удобные стредства для решения подобных задач.

Минимальные требования (базовая часть)

Базовая реализация проекта, в которой должны разбираться все участники, должна:

• описывать структуры, представляющие генотип, фенотип и распределение вероятностей в поколении;
• предоставлять функции для задания генотипа организма;
• предоставлять функцию для вычисления первого поколения потомства.

Расширенная библиотека (индивидуальная часть)

Библиотека для работы с генетикой Менделя должна быть расширена как минимум двумя различными возможностями:

• отдельный модуль для работы с распределениями вероятностей;
• пользовательские признаки/наборы признаков (библиотека не должна зависеть от какого-то заданного набора признаков);
• не менделевская генетика:
  • множественные аллели (каждый признак может диктоваться не двумя, а произвольным количеством аллелей);
  • ко-доминантные аллели (аллели, которые не доминируют друг над другом; например, из трёх аллелей две могут доминантны над третей, но ко-доминантны между собой);
  • многогенное наследование;
  • и т.п.;
• функции определения потомства с и без вовлечения родителей в процессы скрещивания потомства;
• функции определения возможного генотипа родителей по распределению вероятностей потомства (любого поколения);
• и т.д.

Графический интерфейс (индивидуальная часть)

Графический интерфейс должен предоставлять визуальное представление фенотипа, буквенное представление генотипа, и визуальное разделение поколений.

Графический интерфейс должен реализовывать хотя бы 2 различные возможности:

• визуализация наследования признаков при помощи решётки Пеннета;
• расчёт следующего поколения (с выбором организмов предыдущих поколений, которые будут вовлечены в процесс скрещивания);
• интерфейс для задания распределения генотипа/фенотипа популяции организмов;
• определение родителей по популяции организмов;
• меню выбора организмов из базы;
• меню создания организмов (заведение наборов признаков);
• и т.д.

Работа с базой данных (индивидуальная часть)

Модуль для работы с базой данных должен предоставлять хотя бы 2 различные возможности:

• база признаков;
• база организмов;
• база популяций;
• и т.д.