Много преди откритието, че дезоксирибонуклеиновата киселина е молекулата, отговорна за предаването на признаците от родителите на техните потомство, централноевропейският монах Грегор Мендел проведе експерименти в грахови растения, за да разбере работата на процеса на наследственост. Чрез установяване на принципите на генетичното доминиране и рецесивност, Мендел определя как да намери генотипа на индивида, като наблюдава неговото потомство от тестово кръстосване.
Носещи гени
В менделианската генетика всяка измерима черта, фенотип, на даден индивид, като цвета на цветята, дължината на стъблото или формата на семената, се контролира от двойка гени. Различията в тези черти се причиняват от различни индивиди, притежаващи алтернативни форми на едни и същи гени, известни като алели. Например, граховите растения, изследвани от Мендел, притежават или закръглени семена, или набръчкани семена. Много от тези растения, когато са оставени да се самоопрашват, са се размножавали истински, давайки потомство от същия фенотип: родителите с кръгли семена произвеждат всички кръгли потомци и обратно.
Маскиране на рецесивния
Мендел обаче забеляза, че някои от кръгли семенни растения, когато се самоопрашват, произвеждат смес от кръгли и набръчкани потомци. Освен това самоопрашените набръчкани семенни растения никога не са произвеждали кръгло потомство. Мендел заключава, че родителите на кръгли семена в този случай трябва да са имали набръчкан алел, но че експресията на този ген е маскирана от наличието на кръгъл алел. По същия начин, истински размножаващите се набръчкани растения трябва да са притежавали две копия на набръчкания алел. Поради това поведение той определя кръгли семена като "доминиращи", а набръчканите семена като "рецесивни" и установява, че много други черти следват подобни модели.
Правене на кръст
Това откритие означава, че неизвестно кръгло семе растение може да бъде или хомозиготно, носещо два доминиращи алела, или хетерозиготно, носещо един доминиращ и един рецесивен алел. За да направи разлика между тези възможни генотипове, Мендел разработи процедурата, известна като тестово кръстосване. Той взе набръчкано семе растение, което знаеше, че е хомозиготно за рецесивния алел, и го опраши кръстосано със загадъчното растение. След това той разгледа фенотипите на потомството от кръста.
Съотношения и резултати
Мендел знаеше, че всяко потомство получава по едно копие на гена за формата на семената от всеки родител. Следователно на всички се гарантираше, че имат един рецесивен алел от набръчкания родител. Ако родителят с кръгли семена е хомозиготен, тогава всички потомци също ще получат доминиращ алел, което води до еднаква хетерозиготност и кръгли семена. И обратно, ако този родител е хетерозиготен, половината от потомството ще получи рецесивен алел, което води до едно към едно смес от кръгло и набръчкано потомство на семената. За Мендел тези видими резултати разкриха невидимата тогава работа на наследствеността.