Още от класическите експерименти с грахови растения на Грегор Мендел, учени, лекари и фермери изследват как и защо характеристиките се различават при отделните организми. Мендел показа, че кръстосването на граховите растения с бяло и лилаво цвете не създава смесен цвят, а по-скоро само потомство на лилаво или бяло цвете. В този случай лилавото е доминираща черта, контролирана от алела с лилав цвят за гена на цветния цвят.
Гени и алели
Генът е участък от ДНК, който кодира протеин. Чертите на организма се определят до голяма степен от гените на индивида и произтичащите от него протеини. Гените заемат специфични места по дългите ДНК молекули в сърцето на хромозомите. Всеки вид организъм има определен брой хромозоми. Организмите, които се размножават по полов път, имат два комплекта хромозоми, по един набор от всеки родител. Например, грахово растение има 14 хромозоми или седем двойки, включително двойка хромозоми с гени, които определят цвета на цветето. Съвпадащите гени на двойка хромозоми се наричат алели.
Алелни връзки
Двойка алели могат да взаимодействат по различни начини. Доминиращ алел маскира чертите, определени от рецесивен алел. В примера с грахово цвете лилавото е доминиращо над бялото. Доминиращият алел изразява протеини, които водят до лилав цвят. Тези протеини доминират над белтъчните протеини, произведени от сестрата алел. Алелните връзки са ситуативни. Например лилавият цвят може да е рецесивен за друг алел, като например този, който кодира жълтия цвят. Съдоминиращите алели имат еднакво влияние, създавайки израз на двете черти. Например, ако лилави и бели цветя, получени от съвместно доминиращи гени, полученото потомство може да има цветя с бели и лилави петна.
Вероятности
Наличието на доминантно-рецесивна връзка между двойка алели може да бъде демонстрирано чрез вероятностите за различни черти при потомството. Например, помислете за лилав цвят P, в растение, кръстосано с растение с бял цвят на цвете, W. Полученото потомство може да има всяка от трите възможни комбинации от алели: PP, PW и WW. Само растението от WW ще има бели цветя, защото W е рецесивен за P. Вероятността от три комбинации е съответно 25, 50 и 25 процента. Следователно шансовете за получаване на потомство с лилави цветя са 75 процента.
Други връзки
Друга алелна връзка, непълна или полудоминация, се различава от съвместната доминация. Ако лилавите и белите цветни цветове са от полудоминиращи алели, PW потомството ще бъде оцветено в светло лилаво, комбинация от двете черти. Вместо това господството би донесло петнисти цветя. Епистазата е взаимодействие между алелите на различни гени. Например, растителен вид може да има една двойка алели за цвят и друга двойка за цветна експресия. Ако растението има два рецесивни гена за цветна експресия, цветният цвят ще бъде бял, без значение какъв е съставът на цветните алели.