Rakkudel on palju ülesandeid, kuid ükski pole olulisem kui valkude sünteesimine. Selle tegevuse retsept asub organismi desoksüribonukleiinhappes, mille ta pärib igalt vanemalt. Sugulisel teel paljunevate organismide rakud sisaldavad kahte sobitatud komplekti DNA-valgu pakendeid, kromosoome. Geenid on kromosoomisegmendid, mis kodeerivad valke ja paar vanematelt pärinevat sobivat geeni, tuntud kui alleelid, võivad suhelda erineval viisil.
Geeniekspressioon
Geenid toimivad messenger ribonukleiinhappe (mRNA) sünteesi mallidena. Ensüümid transkribeerivad geneetilise teabe geeni DNA-st mRNA ahelatesse, mis juhivad valgu sünteesi raku ribosoomide poolt. Inimestel on 23 kromosoomipaari, mis sisaldavad umbes 20 000 geenipaari, kuid geenid moodustavad kromosoomkinnisvarast vaid umbes 2 protsenti. Iga paariline liige või alleel kodeerib enam-vähem sama valku, kuid täpne kodeerimine võib erineda ja seetõttu väljendada valgu erinevaid versioone. Mõned geenid on nii muteerunud, et neid ei saa valkudena väljendada.
Domineerivad ja retsessiivsed alleelid
Mõnel juhul varjab domineeriv alleel oma retsessiivse partneri väljendust. Näiteks võib taim kanda geene, mis kodeerivad kas punaseid või valgeid lilli. Kui domineeriv on punane geen, siis saavad järeltulijad valged õied olla ainult siis, kui ta saab valge värvi jaoks kaks alleeli. Punase ja valgeõieliste vanemate rist annab umbes 75 protsenti punaseõielisi ja 25 protsenti valgeõielisi järglasi. Valge joon võib peegeldada mutatsiooni, mille tõttu lill ei suuda pigmenti toota.
Kodominantsed ja pooldominantsed alleelid
Mõned tunnused peegeldavad mõlema alleeli võrdset domineerimist paaris. Selles olukorras on saadud geeniekspressioon ehk fenotüüp igast alleelist sünteesitud erinevate valkude produkt. Oletame, et taimeliigi õievärvide alleelid on koodominantsed. Punaseõieliste ja valgeõieliste vanemate ristand annab järglasele täpiliste punaste ja valgete õitega järglasi. Kui alleelid oleksid olnud ebatäielikult domineerivad või pooldominantsed, ilmneksid järglased segatud fenotüüp, roosad õied, sest järglastel oleks ainult üks doos valku, mis toodab punane värv.
Epistaatilised suhted
Epistasis on kahe või enama erineva alleelipaari vastastikmõju, mis kombineerituna mõjutavad tunnuse avaldumist. Mõnikord varjab või muudab üks geen mitme geeni ekspressiooni. Näiteks on teadlased tuvastanud kaks erinevat geeni, mis aitavad määrata kana kammi kuju, roosikammi ja hernekammi geeni. Järglaste kammid näitavad segu neljast erinevast kammistiilist, mis näitab, et kaks alleelipaari on töös. Seosed alleelide vahel epistaatilises rühmas võivad põhjustada palju erinevaid fenotüüpe.
