Helt siden de klassiske erteplanteeksperimentene til Gregor Mendel har forskere, leger og bønder forsket på hvordan og hvorfor trekk varierer mellom individuelle organismer. Mendel viste at et kors av hvite og lilla-blomstrede erteplanter ikke skapte en blandet farge, men heller bare lilla- eller hvitblomstrede avkom. I dette tilfellet er lilla et dominerende trekk, kontrollert av den lilla fargealelen for blomsterfargenet.
Gener og alleler
Et gen er en strekning av DNA som koder for et protein. En organismes trekk bestemmes i stor grad av individets gener og resulterende proteiner. Gener okkuperer bestemte steder langs de lange DNA-molekylene i hjertet av kromosomer. Hver art av organismer har et sett antall kromosomer. Organismer som reproduserer seksuelt har to sett med kromosomer, ett sett fra hver av foreldrene. For eksempel har en ertplante 14 kromosomer, eller syv par, inkludert et par kromosomer med gener som spesifiserer blomsterfarge. Matchende gener på et par kromosomer kalles alleler.
Allel-forhold
Et par alleler kan samhandle på forskjellige måter. En dominerende allel maskerer egenskapene spesifisert av en recessiv allel. I erteblomsteksemplet er lilla dominerende over hvitt. Den dominerende allelen uttrykker proteiner som resulterer i den lilla fargen. Disse proteinene dominerer over de hvite blomsterproteinene som produseres av søsterallelen. Allelforhold er situasjonelle. For eksempel kan den lilla fargen være recessiv for en annen allel, for eksempel en som koder for fargen gul. Co-dominante alleler har like stor innflytelse, og skaper et uttrykk for begge trekkene. For eksempel, hvis lilla og hvite blomster stammer fra co-dominerende gener, kan det resulterende avkommet ha blomster med hvite og lilla flekker.
Sannsynligheter
Tilstedeværelsen av et dominerende-recessivt forhold mellom et par alleler kan demonstreres ved sannsynligheten for forskjellige egenskaper hos avkom. Tenk for eksempel på en purpurfarget allel, P, i en plante krysset med en plante som har hvit blomsterfarge, W. Det resulterende avkommet kan ha en av tre mulige allelkombinasjoner: PP, PW og WW. Bare WW-anlegget vil ha hvite blomster, fordi W er recessiv mot P. Sannsynligheten for tre kombinasjoner er henholdsvis 25, 50 og 25 prosent. Derfor er sjansen for å få et purpurblomstert avkom 75 prosent.
Andre forhold
Et annet allelforhold, ufullstendig eller semi-dominans, skiller seg ut fra co-dominans. Hvis lilla og hvite blomsterfarger er fra semi-dominerende alleler, vil et PW-avkom være farget lys lilla, en blanding av de to egenskapene. Samdominans ville ha gitt flekkete blomster i stedet. Epistasis er en interaksjon mellom alleler av forskjellige gener. For eksempel kan en planteart ha ett par alleler for farge og et annet par for fargeuttrykk. Hvis en plante har to recessive gener for fargeuttrykk, vil blomsterfargen være hvit, uansett hvilken sammensetning fargen alleler.
