Sinds de klassieke experimenten met erwtenplanten van Gregor Mendel hebben wetenschappers, artsen en boeren onderzocht hoe en waarom eigenschappen variëren tussen individuele organismen. Mendel toonde aan dat een kruising van wit- en paarsbloemige erwtenplanten geen gemengde kleur creëerde, maar alleen paars- of witbloemige nakomelingen. In dit geval is paars een dominante eigenschap, gecontroleerd door het paarskleurige allel voor het bloemkleurgen.
Genen en allelen
Een gen is een stukje DNA dat codeert voor een eiwit. De eigenschappen van een organisme worden grotendeels bepaald door de genen van het individu en de resulterende eiwitten. Genen bezetten specifieke locaties langs de lange DNA-moleculen in het hart van chromosomen. Elke soort organisme heeft een bepaald aantal chromosomen. Organismen die zich seksueel voortplanten, hebben twee sets chromosomen, één set van elke ouder. Een erwtenplant heeft bijvoorbeeld 14 chromosomen, oftewel zeven paren, waaronder een paar chromosomen met genen die de bloemkleur bepalen. De overeenkomende genen op een paar chromosomen worden allelen genoemd.
Allel Relaties
Een paar allelen kan op verschillende manieren interageren. Een dominant allel maskeert de eigenschappen die door een recessief allel worden gespecificeerd. In het voorbeeld van de erwtenbloem is paars dominant over wit. Het dominante allel brengt eiwitten tot expressie die resulteren in de paarse kleur. Deze eiwitten domineren over de wittebloemeiwitten die door het zusterallel worden geproduceerd. Allelrelaties zijn situationeel. De paarse kleur kan bijvoorbeeld recessief zijn voor een ander allel, zoals een allel dat codeert voor de kleur geel. Co-dominante allelen hebben een gelijke invloed, waardoor beide eigenschappen tot uitdrukking komen. Als paarse en witte bloemen bijvoorbeeld zijn afgeleid van co-dominante genen, kunnen de resulterende nakomelingen bloemen hebben met witte en paarse vlekken.
waarschijnlijkheden
De aanwezigheid van een dominant-recessieve relatie tussen een paar allelen kan worden aangetoond door de waarschijnlijkheid van verschillende eigenschappen bij nakomelingen. Overweeg bijvoorbeeld een paarskleurig allel, P, in een plant die is gekruist met een plant met een witte bloemkleur, W. De resulterende nakomelingen kunnen elk van de drie mogelijke allelcombinaties hebben: PP, PW en WW. Alleen de WW-plant zal witte bloemen hebben, omdat W recessief is voor P. De kans op drie combinaties is respectievelijk 25, 50 en 25 procent. De kans op het verkrijgen van paarsbloemige nakomelingen is daarom 75 procent.
Andere relaties
Een andere allelrelatie, onvolledig of semi-dominantie, verschilt van co-dominantie. Als paarse en witte bloemkleuren van semi-dominante allelen zijn, zou een PW-nakomeling lichtpaars gekleurd zijn, een mix van de twee eigenschappen. Co-dominantie zou in plaats daarvan gevlekte bloemen hebben opgeleverd. Epistase is een interactie tussen allelen van verschillende genen. Een plantensoort kan bijvoorbeeld één paar allelen hebben voor kleur en een ander paar voor kleurexpressie. Als een plant twee recessieve genen heeft voor kleurexpressie, zal de bloemkleur wit zijn, ongeacht de samenstelling van de kleurallelen.