Bunky musia vykonávať veľa domácich prác, ale žiadna nie je dôležitejšia ako syntéza bielkovín. Recept na túto činnosť spočíva v deoxyribonukleovej kyseline v tele, ktorú dedí od každého rodiča. Bunky pohlavne sa množiacich organizmov obsahujú dve zodpovedajúce sady balíkov DNA a proteínov, chromozómy. Gény sú chromozómové segmenty, ktoré kódujú proteíny, a pár zodpovedajúcich génov od rodičov, známych ako alely, môžu interagovať rôznymi spôsobmi.
Génová expresia
Gény fungujú ako templáty pre syntézu messengerovej ribonukleovej kyseliny (mRNA). Enzýmy prepisujú genetické informácie z DNA génu do reťazcov mRNA, ktoré riadia syntézu proteínov uskutočňovanú bunkovými ribozómami. Ľudia majú 23 párov chromozómov, ktoré obsahujú asi 20 000 génových párov, ale gény tvoria iba asi 2 percentá chromozomálnych nehnuteľností. Každý párový člen alebo alela kóduje viac alebo menej ten istý proteín, ale presné kódovanie sa môže líšiť, a preto exprimuje rôzne verzie proteínu. Niektoré gény sú natoľko mutované, že sa nedajú exprimovať ako proteíny.
Dominantné a recesívne alely
V niektorých prípadoch dominantná alela maskuje výraz svojho recesistického partnera. Napríklad, rastlina môže niesť gény, ktoré kódujú buď červené alebo biele kvety. Ak je dominantný červený gén, potomok môže mať biele kvety, iba ak získa dve alely pre bielu farbu. Kríž rodičov s červenými a bielymi kvetmi prináša asi 75 percent potomkov s červenými kvetmi a 25 percent s bielymi kvetmi. Biela vlastnosť môže odrážať mutáciu, vďaka ktorej je kvetina neschopná produkovať pigment.
Kodominantné a semidominantné alely
Niektoré vlastnosti odrážajú rovnakú dominanciu oboch alel v páre. V tejto situácii je výsledná génová expresia alebo fenotyp produktom rôznych proteínov syntetizovaných z každej alely. Predpokladajme, že kvetinové alely druhov rastlín sú kodominantné. Krížením medzi rodičmi s červenými a bielymi kvetmi sa vytvorí potomok so škvrnitými červenými a bielymi kvetmi. Keby boli alely neúplne dominantné alebo semidominantné, potomstvo by malo zmiešanú fenotyp, ružové kvety, pretože potomstvo by malo iba jednu dávku produkovaného proteínu červená farba.
Epistatické vzťahy
Epistáza je interakcia medzi dvoma alebo viacerými rôznymi alelovými pármi, ktoré kombinujú ovplyvnenie expresie znaku. Jeden gén niekedy maskuje alebo modifikuje expresiu viacerých génov. Vedci napríklad identifikovali dva rôzne gény, ktoré pomáhajú určovať tvar kuracieho hrebeňa, gén pre hrebeň ruží a gén pre hrachové hrebene. Hrebene potomkov ukazujú kombináciu štyroch rôznych štýlov hrebeňa, čo naznačuje, že sú aktívne dva páry alel. Vzťahy medzi alelami v epistatickej skupine môžu viesť k mnohým rôznym fenotypom.