Desde los experimentos clásicos de plantas de guisantes de Gregor Mendel, científicos, médicos y agricultores han estado investigando cómo y por qué los rasgos varían entre organismos individuales. Mendel demostró que un cruce de plantas de guisantes de flores blancas y púrpuras no creaba una mezcla de colores, sino solo una descendencia de flores púrpuras o blancas. En este caso, el púrpura es un rasgo dominante, controlado por el alelo de color púrpura para el gen del color de la flor.
Genes y alelos
Un gen es un tramo de ADN que codifica una proteína. Los rasgos de un organismo están determinados en gran medida por los genes del individuo y las proteínas resultantes. Los genes ocupan ubicaciones específicas a lo largo de las moléculas de ADN largas en el corazón de los cromosomas. Cada especie de organismo tiene un número determinado de cromosomas. Los organismos que se reproducen sexualmente tienen dos juegos de cromosomas, uno de cada padre. Por ejemplo, una planta de guisantes tiene 14 cromosomas, o siete pares, incluido un par de cromosomas con genes que especifican el color de la flor. Los genes coincidentes en un par de cromosomas se denominan alelos.
Relaciones alélicas
Un par de alelos pueden interactuar de diferentes formas. Un alelo dominante enmascara los rasgos especificados por un alelo recesivo. En el ejemplo de la flor de guisante, el púrpura predomina sobre el blanco. El alelo dominante expresa proteínas que dan como resultado el color púrpura. Estas proteínas dominan sobre las proteínas de flor blanca producidas por el alelo hermano. Las relaciones alelo son situacionales. Por ejemplo, el color púrpura puede ser recesivo con respecto a otro alelo, como uno que codifica el color amarillo. Los alelos codominantes tienen la misma influencia, creando una expresión de ambos rasgos. Por ejemplo, si las flores púrpuras y blancas se derivan de genes codominantes, la descendencia resultante puede tener flores con manchas blancas y púrpuras.
Probabilidades
La presencia de una relación dominante-recesiva entre un par de alelos puede demostrarse mediante las probabilidades de diferentes rasgos en la descendencia. Por ejemplo, considere un alelo de color púrpura, P, en una planta cruzada con una planta de color de flor blanca, W. La descendencia resultante puede tener cualquiera de las tres posibles combinaciones de alelos: PP, PW y WW. Solo la planta WW tendrá flores blancas, porque W es recesivo a P. La probabilidad de tres combinaciones es 25, 50 y 25 por ciento, respectivamente. Por lo tanto, las posibilidades de obtener una descendencia de flores moradas son del 75 por ciento.
Otras relaciones
Otra relación alélica, incompleta o semidominio, es distinta del codominio. Si los colores de las flores púrpuras y blancas son de alelos semi-dominantes, una descendencia de PW sería de color púrpura claro, una mezcla de los dos rasgos. En cambio, el co-dominio habría producido flores manchadas. La epistasis es una interacción entre alelos de diferentes genes. Por ejemplo, una especie de planta puede tener un par de alelos para el color y otro par para la expresión del color. Si una planta tiene dos genes recesivos para la expresión del color, el color de la flor será blanco, sin importar la composición de los alelos de color.