Τι εκφράζεται όταν κανένα αντίγραφο ενός αλληλίου δεν καλύπτει πλήρως την έκφραση;

Τα κύτταρα έχουν πολλές δουλειές για εκτέλεση, αλλά καμία δεν είναι πιο σημαντική από τη σύνθεση πρωτεϊνών. Η συνταγή αυτής της δραστηριότητας βρίσκεται στο δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ ενός οργανισμού, το οποίο κληρονομεί από κάθε γονέα. Τα κύτταρα των σεξουαλικά αναπαραγωγικών οργανισμών περιέχουν δύο αντιστοιχισμένες ομάδες πακέτων DNA-πρωτεΐνης, τα χρωμοσώματα. Τα γονίδια είναι τμήματα χρωμοσωμάτων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες και ένα ζευγάρι γονιδίων που ταιριάζουν από τους γονείς, γνωστά ως αλληλόμορφα, μπορούν να αλληλεπιδράσουν με διαφορετικούς τρόπους.

Τα γονίδια δρουν ως πρότυπα για τη σύνθεση του αγγελιοφόρου ριβονουκλεϊκού οξέος (mRNA). Τα ένζυμα μεταγράφουν γενετικές πληροφορίες από το DNA του γονιδίου σε κλώνους mRNA που οδηγούν στη σύνθεση πρωτεϊνών που πραγματοποιείται από τα ριβοσώματα του κυττάρου. Οι άνθρωποι έχουν 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων που περιέχουν περίπου 20.000 ζεύγη γονιδίων, αλλά τα γονίδια αποτελούν μόνο περίπου το 2% των χρωμοσωμικών ακινήτων. Κάθε μέλος ζεύγους, ή αλληλόμορφο, κωδικοποιεί περισσότερο ή λιγότερο την ίδια πρωτεΐνη, αλλά η ακριβής κωδικοποίηση μπορεί να διαφέρει και ως εκ τούτου εκφράζει διαφορετικές εκδόσεις της πρωτεΐνης. Μερικά γονίδια είναι τόσο μεταλλαγμένα που δεν μπορούν να εκφραστούν ως πρωτεΐνες.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα κυρίαρχο αλληλόμορφο καλύπτει την έκφραση του υπολειπόμενου συνεργάτη του. Για παράδειγμα, ένα φυτό μπορεί να φέρει γονίδια που κωδικοποιούν είτε κόκκινα είτε λευκά άνθη. Εάν το κόκκινο γονίδιο είναι κυρίαρχο, τότε ένας απόγονος μπορεί να έχει λευκά άνθη μόνο εάν λάβει δύο αλληλόμορφα για λευκό χρώμα. Ένας σταυρός από γονείς με κόκκινο και λευκό άνθος αποδίδει περίπου 75 τοις εκατό απογόνων με κόκκινα άνθη και 25% από αυτούς με λευκά άνθη. Το λευκό χαρακτηριστικό μπορεί να αντικατοπτρίζει μια μετάλλαξη που καθιστά το λουλούδι ανίκανο να παράγει χρωστική ουσία.

Ορισμένα χαρακτηριστικά αντανακλούν την ίση κυριαρχία και των δύο αλληλίων σε ένα ζευγάρι. Σε αυτήν την περίπτωση, η προκύπτουσα γονιδιακή έκφραση, ή φαινότυπος, είναι το προϊόν των διαφόρων πρωτεϊνών που συντίθενται από κάθε αλληλόμορφο. Ας υποθέσουμε ότι τα αλληλόμορφα χρώματος λουλουδιών για ένα είδος φυτών είναι συνώνυμα. Ένας σταυρός μεταξύ των κόκκινων λουλουδιών και των λευκών λουλουδιών γονέων θα παράγει έναν απόγονο με στίγματα κόκκινα και άσπρα λουλούδια. Αν τα αλληλόμορφα κυρίαρχα ή ημι-κυρίαρχα, ο απόγονος θα έδειχνε ένα μείγμα φαινότυπος, ροζ λουλούδια, επειδή ο απόγονος θα έχει μόνο μία δόση της πρωτεΐνης που παράγει κόκκινο χρώμα.

Η επίσταση είναι μια αλληλεπίδραση μεταξύ δύο ή περισσότερων διαφορετικών ζευγών αλληλόμορφων που συνδυάζονται για να επηρεάσουν την έκφραση ενός χαρακτηριστικού. Μερικές φορές, ένα γονίδιο αποκρύπτει ή τροποποιεί την έκφραση πολλαπλών γονιδίων. Για παράδειγμα, οι ερευνητές έχουν εντοπίσει δύο διαφορετικά γονίδια που βοηθούν στον προσδιορισμό του σχήματος της χτένας κοτόπουλου, του γονιδίου τριαντάφυλλου και του γονιδίου χτένας μπιζελιού. Οι χτένες των απογόνων δείχνουν ένα συνδυασμό τεσσάρων διαφορετικών στυλ χτενών, δείχνοντας ότι δύο ζεύγη αλληλόμορφων βρίσκονται στη δουλειά. Οι σχέσεις μεταξύ των αλληλόμορφων σε μια επιστατική ομάδα μπορούν να προκαλέσουν πολλούς διαφορετικούς φαινοτύπους.