Depuis les expériences classiques sur les pois de Gregor Mendel, les scientifiques, les médecins et les agriculteurs ont recherché comment et pourquoi les traits varient d'un organisme à l'autre. Mendel a montré qu'un croisement de plants de pois à fleurs blanches et violettes ne créait pas une couleur mélangée, mais plutôt uniquement une progéniture à fleurs violettes ou blanches. Dans ce cas, le violet est un trait dominant, contrôlé par l'allèle de couleur pourpre du gène de la couleur de la fleur.
Gènes et allèles
Un gène est une portion d'ADN qui code pour une protéine. Les traits d'un organisme sont en grande partie déterminés par les gènes de l'individu et les protéines qui en résultent. Les gènes occupent des emplacements spécifiques le long des longues molécules d'ADN au cœur des chromosomes. Chaque espèce d'organisme possède un certain nombre de chromosomes. Les organismes qui se reproduisent sexuellement ont deux jeux de chromosomes, un jeu de chaque parent. Par exemple, un plant de pois a 14 chromosomes, ou sept paires, dont une paire de chromosomes avec des gènes qui spécifient la couleur des fleurs. Les gènes correspondants sur une paire de chromosomes sont appelés allèles.
Relations allèles
Une paire d'allèles peut interagir de différentes manières. Un allèle dominant masque les traits spécifiés par un allèle récessif. Dans l'exemple de la fleur de pois, le violet est dominant sur le blanc. L'allèle dominant exprime les protéines qui donnent la couleur violette. Ces protéines dominent sur les protéines de fleurs blanches produites par l'allèle sœur. Les relations alléliques sont situationnelles. Par exemple, la couleur violette peut être récessive pour un autre allèle, comme celui qui code pour la couleur jaune. Les allèles co-dominants ont une influence égale, créant une expression des deux traits. Par exemple, si les fleurs violettes et blanches sont dérivées de gènes co-dominants, la progéniture résultante pourrait avoir des fleurs avec des taches blanches et violettes.
Probabilités
La présence d'une relation dominante-récessive parmi une paire d'allèles peut être démontrée par les probabilités de différents traits dans la progéniture. Par exemple, considérons un allèle de couleur pourpre, P, dans une plante croisée avec une plante à fleurs blanches, W. La progéniture résultante peut avoir l'une des trois combinaisons d'allèles possibles: PP, PW et WW. Seule la plante WW aura des fleurs blanches, car W est récessif à P. La probabilité d'avoir trois combinaisons est de 25, 50 et 25 pour cent, respectivement. Par conséquent, les chances d'obtenir une progéniture à fleurs violettes sont de 75 pour cent.
Autres relations
Une autre relation allélique, incomplète ou semi-dominante, est distincte de la co-dominance. Si les couleurs des fleurs violettes et blanches proviennent d'allèles semi-dominants, une progéniture PW serait de couleur violet clair, un mélange des deux traits. La co-dominance aurait plutôt donné des fleurs tachetées. L'épistasie est une interaction entre les allèles de différents gènes. Par exemple, une espèce végétale peut avoir une paire d'allèles pour la couleur et une autre paire pour l'expression de la couleur. Si une plante a deux gènes récessifs pour l'expression de la couleur, la couleur de la fleur sera blanche, quelle que soit la composition des allèles de couleur.
