Ląstelės turi atlikti daugybę darbų, tačiau nė vienas nėra svarbesnis už baltymų sintezę. Šios veiklos receptas yra organizmo dezoksiribonukleino rūgštyje, kurią jis paveldi iš kiekvieno iš tėvų. Lytiškai dauginančių organizmų ląstelėse yra du suderinti DNR-baltymų paketų rinkiniai - chromosomos. Genai yra chromosomų segmentai, koduojantys baltymus, o poros derančių genų iš tėvų, vadinamų aleliais, gali sąveikauti įvairiai.
Genų raiška
Genai veikia kaip pasiuntinio ribonukleino rūgšties (mRNR) sintezės šablonai. Fermentai perrašo genetinę informaciją iš geno DNR į mRNR grandines, kurios skatina baltymų sintezę, kurią atlieka ląstelės ribosomos. Žmonės turi 23 chromosomų poras, kuriose yra apie 20 000 genų porų, tačiau genai sudaro tik apie 2 procentus nekilnojamojo chromosomų. Kiekvienas poros narys arba alelis koduoja daugmaž tą patį baltymą, tačiau tikslus kodavimas gali skirtis, todėl išreiškia skirtingas baltymo versijas. Kai kurie genai yra taip mutavę, kad jų negalima išreikšti kaip baltymus.
Dominuojantys ir recesyviniai aleliai
Kai kuriais atvejais dominuojantis alelis maskuoja savo recesyvinio partnerio išraišką. Pavyzdžiui, augalas gali turėti genų, koduojančių raudonas arba baltas gėles. Jei dominuoja raudonas genas, palikuonys gali turėti baltas gėles tik tuo atveju, jei gauna du baltos spalvos alelius. Raudonų ir baltų žiedų tėvų kryžius duoda apie 75 procentus raudonžiedžių palikuonių ir 25 procentus baltagėlių. Balta savybė gali atspindėti mutaciją, dėl kurios gėlė negali gaminti pigmento.
Kodominantiniai ir pusiau dominuojantys aleliai
Kai kurie bruožai atspindi vienodą abiejų alelių dominavimą poroje. Šioje situacijoje susidariusi geno ekspresija arba fenotipas yra skirtingų baltymų, sintetinamų iš kiekvieno alelio, produktas. Tarkime, kad augalų rūšies gėlių spalvų aleliai yra kodominantiniai. Kryžminant raudonų ir baltų gėlių tėvus, susilauks palikuonių su dėmėtomis raudonomis ir baltomis gėlėmis. Jei aleliai būtų buvę nevisiškai dominuojantys arba pusiau dominuojantys, palikuonys būtų susimaišę fenotipas, rausvos gėlės, nes palikuonys turėtų tik vieną gaminamo baltymo dozę raudona spalva.
Epistatiniai santykiai
Epistasis yra dviejų ar daugiau skirtingų alelių porų sąveika, kuri kartu daro įtaką požymio išraiškai. Kartais vienas genas maskuoja ar modifikuoja kelių genų išraišką. Pavyzdžiui, mokslininkai nustatė du skirtingus genus, kurie padeda nustatyti vištienos šukos formą, rožių šukų ir žirnių šukų genus. Palikuonių šukos rodo keturių skirtingų šukos stilių derinį, rodantį, kad veikia dvi alelių poros. Dėl santykių tarp alelių epistatinėje grupėje gali atsirasti daugybė skirtingų fenotipų.