Клеткам нужно выполнять много работы, но ни одна из них не является более важной, чем синтез белков. Рецепт этого действия заключается в дезоксирибонуклеиновой кислоте организма, которую он наследует от каждого родителя. Клетки организмов, размножающихся половым путем, содержат два согласованных набора ДНК-белковых пакетов - хромосомы. Гены - это сегменты хромосом, которые кодируют белки, и пара совпадающих генов от родителей, известные как аллели, могут взаимодействовать по-разному.
Экспрессия гена
Гены действуют как матрицы для синтеза матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК). Ферменты транскрибируют генетическую информацию из ДНК гена на нити мРНК, которые управляют синтезом белка, осуществляемым рибосомами клетки. У людей есть 23 пары хромосом, которые содержат около 20 000 пар генов, но гены составляют лишь около 2 процентов хромосомной недвижимости. Каждый член пары или аллель кодирует более или менее один и тот же белок, но точное кодирование может отличаться и, следовательно, выражать разные версии белка. Некоторые гены настолько мутированы, что не могут быть выражены в виде белков.
Доминантные и рецессивные аллели
В некоторых случаях доминантный аллель маскирует выражение своего рецессивного партнера. Например, растение может нести гены, кодирующие красные или белые цветы. Если ген красного является доминантным, то потомство может иметь белые цветы только в том случае, если оно получит два аллеля белого цвета. Скрещивание родителей с красными и белыми цветками дает около 75 процентов потомков с красными цветками и 25 процентов потомков с белыми цветками. Белый признак может отражать мутацию, которая делает цветок неспособным производить пигмент.
Кодоминантные и полудоминантные аллели
Некоторые признаки отражают равное преобладание обоих аллелей в паре. В этой ситуации результирующая экспрессия гена или фенотип является продуктом различных белков, синтезируемых из каждого аллеля. Предположим, что аллели окраски цветов для определенного вида растений являются кодоминантными. Помесь родителей с красными и белыми цветками даст потомство с пятнистыми красными и белыми цветками. Если бы аллели были не полностью доминантными или полудоминантными, у потомства был бы смешанный фенотип, розовые цветы, потому что потомство будет иметь только разовую дозу белка, который производит красный цвет.
Эпистатические отношения
Эпистаз - это взаимодействие двух или более разных пар аллелей, которые в совокупности влияют на выражение признака. Иногда один ген маскирует или изменяет экспрессию нескольких генов. Например, исследователи идентифицировали два разных гена, которые помогают определить форму куриного гребня: ген розового гребешка и ген горохового гребня. Гребни потомства демонстрируют сочетание четырех разных стилей гребешков, что указывает на работу двух пар аллелей. Отношения между аллелями в эпистатической группе могут давать начало множеству различных фенотипов.