تقوم الخلايا بالعديد من الأعمال الروتينية ، ولكن ليس هناك ما هو أكثر أهمية من تصنيع البروتينات. تكمن وصفة هذا النشاط في حمض الديوكسي ريبونوكلييك للكائن الحي ، والذي يرثه من كل والد. تحتوي خلايا الكائنات الحية التي تتكاثر عن طريق الاتصال الجنسي على مجموعتين متطابقتين من حزم بروتين الحمض النووي ، وهما الكروموسومات. الجينات عبارة عن شرائح كروموسوم ترمز للبروتينات ، ويمكن أن يتفاعل زوج من الجينات المتطابقة من الوالدين ، والمعروفين باسم الأليلات ، بطرق مختلفة.
التعبير الجيني
تعمل الجينات كقوالب لتخليق حمض الريبونوكلييك الرسول (مرنا). تقوم الإنزيمات بنسخ المعلومات الجينية من الحمض النووي للجين إلى خيوط الرنا المرسال التي تدفع تخليق البروتين الذي تقوم به ريبوسومات الخلية. يمتلك البشر 23 زوجًا من الكروموسومات تحتوي على حوالي 20000 زوج جيني ، لكن الجينات تشكل حوالي 2٪ فقط من ممتلكات الكروموسومات. كل عضو زوج ، أو أليل ، يرمز إلى حد ما للبروتين نفسه ، ولكن يمكن أن يختلف الترميز الدقيق وبالتالي يعبر عن إصدارات مختلفة من البروتين. بعض الجينات متحورة لدرجة أنه لا يمكن التعبير عنها كبروتينات.
الأليلات السائدة والمتنحية
في بعض الحالات ، يخفي الأليل السائد تعبير الشريك المتنحي. على سبيل المثال ، قد يحمل النبات جينات ترمز إما للزهور الحمراء أو البيضاء. إذا كان الجين الأحمر هو المسيطر ، فيمكن أن يكون للنسل أزهار بيضاء فقط إذا تلقى أليلين للون الأبيض. ينتج عن صليب الوالدين ذوي الزهور الحمراء والبيضاء حوالي 75 في المائة من النسل المزهر باللون الأحمر و 25 في المائة من النسل الأبيض المزهر. قد تعكس السمة البيضاء طفرة تجعل الزهرة غير قادرة على إنتاج الصبغة.
الأليلات المبرمجة وشبه السائدة
تعكس بعض السمات الهيمنة المتساوية لكلا الأليلين في زوج. في هذه الحالة ، يكون التعبير الجيني الناتج ، أو النمط الظاهري ، هو نتاج البروتينات المختلفة المركبة من كل أليل. افترض أن أليلات لون الزهرة لنوع من النباتات هي السائدة. سوف ينتج عن التهجين بين الوالدين المزهرة الحمراء والزهور البيضاء ذرية ذات أزهار حمراء وبيضاء مرقطة. لو كانت الأليلات مهيمنة بشكل غير كامل ، أو شبه سائدة ، فإن النسل سيظهر مزيجًا النمط الظاهري ، الزهور الوردية ، لأن النسل سيكون لديه جرعة واحدة فقط من البروتين الذي ينتج أحمر اللون.
العلاقات المعرفية
Epistasis هو تفاعل بين اثنين أو أكثر من أزواج الأليل المختلفة التي تتحد للتأثير على التعبير عن سمة. في بعض الأحيان ، يقوم جين واحد بإخفاء أو تعديل التعبير عن جينات متعددة. على سبيل المثال ، حدد الباحثون جينين مختلفين يساعدان في تحديد شكل مشط الدجاج ، وجين مشط الورد وجين مشط البازلاء. تُظهر أمشاط النسل مزيجًا من أربعة أنماط مختلفة للمشط ، مما يشير إلى وجود أزواج من الأليل في العمل. يمكن أن تؤدي العلاقات بين الأليلات في مجموعة معرفية إلى ظهور العديد من الأنماط الظاهرية المختلفة.