グレゴールメンデルの古典的なエンドウ豆植物の実験以来、科学者、医師、および農民は、形質が個々の生物間でどのようにそしてなぜ異なるかを研究してきました。 メンデルは、白と紫の花のエンドウ豆植物の交配は混合色を作成せず、紫または白の花の子孫のみを作成することを示しました。 この場合、紫色が優性形質であり、花の色遺伝子の紫色の対立遺伝子によって制御されます。
遺伝子と対立遺伝子
遺伝子は、タンパク質をコードするDNAのストレッチです。 生物の特性は、主に個人の遺伝子と結果として生じるタンパク質によって決定されます。 遺伝子は、染色体の中心にある長いDNA分子に沿った特定の場所を占めています。 生物の各種には、決まった数の染色体があります。 有性生殖を行う生物は、各親から1セットずつ、2セットの染色体を持っています。 たとえば、エンドウ豆の植物には14の染色体、つまり花の色を指定する遺伝子を持つ染色体のペアを含む7つのペアがあります。 一対の染色体上の一致する遺伝子は対立遺伝子と呼ばれます。
対立遺伝子の関係
対立遺伝子のペアは、さまざまな方法で相互作用することができます。 優性対立遺伝子は、劣性対立遺伝子によって指定された形質を覆い隠します。 エンドウ豆の花の例では、白よりも紫が優勢です。 優性対立遺伝子は、紫色をもたらすタンパク質を発現します。 これらのタンパク質は、姉妹対立遺伝子によって生成される白い花のタンパク質よりも優勢です。 対立遺伝子の関係は状況に応じたものです。 たとえば、紫色は、黄色をコードする対立遺伝子など、別の対立遺伝子に対して劣性である可能性があります。 共優性対立遺伝子は同等の影響力を持ち、両方の特性の表現を作成します。 たとえば、紫と白の花が共優性遺伝子に由来する場合、結果として生じる子孫は白と紫の斑点を持つ花を持っている可能性があります。
確率
対立遺伝子のペア間の優性劣性関係の存在は、子孫の異なる形質の確率によって証明することができます。 たとえば、白い花の色Wを持つ植物と交配した植物の紫色の対立遺伝子Pについて考えてみます。 結果として生じる子孫は、PP、PW、およびWWの3つの可能な対立遺伝子の組み合わせのいずれかを持つことができます。 WはPに対して劣性であるため、WW植物だけが白い花を咲かせます。 3つの組み合わせの可能性は、それぞれ25、50、および25パーセントです。 したがって、紫色の花の子孫を得る可能性は75パーセントです。
その他の関係
別の対立遺伝子関係、不完全または半優性は、共優性とは異なります。 紫と白の花の色が半優性対立遺伝子に由来する場合、PWの子孫は、2つの特性の混合である薄紫に着色されます。 共同支配は、代わりに斑点の花を生み出したでしょう。 エピスタシスは、異なる遺伝子の対立遺伝子間の相互作用です。 たとえば、植物種には、色用の対立遺伝子のペアと色表現用の対立遺伝子のペアがある場合があります。 植物が色発現のための2つの劣性遺伝子を持っている場合、色の対立遺伝子の構成に関係なく、花の色は白になります。