Mnogo prije otkrića da je deoksiribonukleinska kiselina molekula odgovorna za prenošenje osobina s roditelja na njihove potomstvo, srednjoeuropski redovnik Gregor Mendel proveo je eksperimente na biljkama graška kako bi utvrdio kako djeluje proces nasljedstvo. Utvrđivanjem principa genetske dominacije i recesivnosti, Mendel je utvrdio kako pronaći genotip jedinke promatrajući njezino potomstvo s testnog križanja.
Noseći gene
U mendelovskoj genetici, svaku mjerljivu osobinu, fenotip, jedinke, poput boje cvijeta, duljine stabljike ili oblika sjemena, kontrolira par gena. Razlike u tim svojstvima uzrokuju različiti pojedinci koji posjeduju alternativne oblike istih gena, poznate kao aleli. Na primjer, biljke graška koje je Mendel proučavao posjedovale su ili zaobljeno sjeme ili naborano sjeme. Mnoge od ovih biljaka, kada su prepuštene samooprašivanju, istinski su se uzgajale, dajući potomstvo istog fenotipa: roditelji s okruglim sjemenom davali su sve okrugle potomke i obrnuto.
Maskiranje recesiva
Međutim, Mendel je primijetio da su neke okrugle biljke sjemena, kada su se samoprašile, dale mješavinu okruglog i naboranog potomstva. Štoviše, samooplodne naborane sjemenke nikada nisu dale okruglo sjeme. Mendel je zaključio da su roditelji okruglog sjemena u ovom slučaju morali posjedovati naborani alel, ali da je ekspresija ovog gena prikrivena prisutnošću okruglog alela. Isto tako, naborane biljke koje se istinski uzgajaju morale su posjedovati dvije kopije naboranog alela. Zbog takvog je ponašanja okruglo sjeme označio kao "dominantno", a naborano sjeme kao "recesivno" i otkrio je da su mnoge druge osobine slijedile slične obrasce.
Izrada križa
Ovo otkriće je značilo da nepoznata okrugla biljka sjemena može biti ili homozigotna, s dva dominantna alela, ili heterozigotna, s jednim dominantnim i jednim recesivnim alelom. Kako bi razlikovao ove moguće genotipove, Mendel je razvio postupak poznat kao testni križ. Uzeo je naboranu biljku sjemena, za koju je znao da je homozigotna po recesivnom alelu, i unakrsno je oprašio misterioznom biljkom. Zatim je s križa pogledao fenotipove potomstva.
Omjer i rezultati
Mendel je znao da je svaki potomak od svakog roditelja dobio po jednu kopiju gena za oblik sjemena. Stoga su svi imali zajamčeni recesivni alel od naboranog roditelja. Da je roditelj s okruglim sjemenom homozigotan, potomci bi svi dobili i dominantan alel, što bi rezultiralo jednoličnom heterozigotnošću i okruglim sjemenkama. Suprotno tome, da je taj roditelj heterozigotan, polovica potomstva primila bi recesivni alel, što bi rezultiralo mješavinom jednog do jednog okruglog i naboranog sjemenskog potomstva. Mendelu su ti vidljivi rezultati otkrili tada nevidljivo djelovanje nasljedstva.