Od klasických experimentů s hrachorovými rostlinami Gregora Mendela vědci, lékaři a farmáři zkoumají, jak a proč se vlastnosti jednotlivých organismů liší. Mendel ukázal, že kříženec rostlin bílého a fialového květu hrášku nevytváří smíšenou barvu, ale spíše jen potomky fialového nebo bílého květu. V tomto případě je fialová dominantní vlastnost, ovládaná alelou fialové barvy pro gen květinové barvy.
Geny a alely
Gen je úsek DNA, který kóduje protein. Vlastnosti organismu jsou do značné míry určovány geny jednotlivce a výslednými proteiny. Geny zaujímají specifická místa podél dlouhých molekul DNA v srdci chromozomů. Každý druh organismu má stanovený počet chromozomů. Organismy, které se reprodukují sexuálně, mají dvě sady chromozomů, jednu sadu od každého rodiče. Například rostlina hrachu má 14 chromozomů nebo sedm párů, včetně dvojice chromozomů s geny, které určují barvu květu. Odpovídající geny na páru chromozomů se nazývají alely.
Allele Relationships
Dvojice alel může interagovat různými způsoby. Dominantní alela maskuje vlastnosti určené recesivní alelou. V příkladu květu hrachu je fialová dominantní nad bílou. Dominantní alela exprimuje proteiny, jejichž výsledkem je fialová barva. Tyto proteiny dominují nad bílkovinnými bílkovinami produkovanými sesterskou alelou. Alelové vztahy jsou situační. Například fialová barva může být recesivní k jiné alele, jako je ta, která kóduje žlutou barvu. Co-dominantní alely mají stejný vliv a vytvářejí výraz obou vlastností. Například pokud fialové a bílé květy pocházejí z ko-dominantních genů, výsledný potomek může mít květy s bílými a fialovými skvrnami.
Pravděpodobnosti
Přítomnost dominantně-recesivního vztahu mezi dvojicí alel lze prokázat pravděpodobností různých znaků u potomků. Zvažte například alelu fialové barvy P v rostlině zkřížené s rostlinou bílé barvy květu W. Výslední potomci mohou mít kteroukoli ze tří možných kombinací alel: PP, PW a WW. Pouze rostlina WW bude mít bílé květy, protože W je recesivní vůči P. Pravděpodobnost tří kombinací je 25, 50 a 25 procent. Proto je šance na získání potomka fialového květu 75 procent.
Další vztahy
Další alelový vztah, neúplný nebo polořadový, je odlišný od společného. Pokud jsou fialové a bílé barvy květů ze semi-dominantních alel, potomek PW by byl zbarven světle fialově, což je směsice těchto dvou znaků. Společná dominance by místo toho přinesla skvrnité květiny. Epistáza je interakce mezi alelami různých genů. Například rostlinný druh může mít jeden pár alel pro barvu a další pár pro barevnou expresi. Pokud má rostlina dva recesivní geny pro barevný výraz, bude barva květu bílá, bez ohledu na to, jaký je makeup barevných alel.