Celice morajo opraviti veliko opravil, vendar nobena ni pomembnejša od sintetiziranja beljakovin. Recept za to aktivnost je v organizmu deoksiribonukleinska kislina, ki jo podeduje od vsakega starša. Celice spolno razmnoževalnih organizmov vsebujejo dva ujemajoča se sklopa paketov DNA-beljakovin, kromosome. Geni so kromosomski segmenti, ki kodirajo beljakovine, in par ujemajočih se genov staršev, znanih kot aleli, lahko medsebojno sodeluje na različne načine.
Gensko izražanje
Geni delujejo kot predloge za sintezo selitve ribonukleinske kisline (mRNA). Encimi prepisujejo genetske informacije iz genske DNA na verige mRNA, ki poganjajo sintezo beljakovin, ki jo izvajajo celični ribosomi. Ljudje imamo 23 parov kromosomov, ki vsebujejo približno 20.000 genskih parov, vendar geni predstavljajo le približno 2 odstotka kromosomskih nepremičnin. Vsak član para ali alel kodira bolj ali manj enak protein, vendar se natančno kodiranje lahko razlikuje in zato izraža različne različice proteina. Nekateri geni so tako mutirani, da jih ni mogoče izraziti kot beljakovine.
Prevladujoči in recesivni aleli
V nekaterih primerih prevladujoči alel prikrije izraz svojega recesivnega partnerja. Na primer, rastlina lahko nosi gene, ki kodirajo rdeče ali bele cvetove. Če je rdeči gen prevladujoč, ima potomci lahko bele cvetove le, če prejme dva alela za belo barvo. Križ staršev z rdečimi in belimi cvetovi daje približno 75 odstotkov rdečecvetnih potomcev in 25 odstotkov belocvetnih. Bela lastnost lahko odraža mutacijo, zaradi katere cvet ne more proizvajati pigmenta.
Codominant in Semidominant Alleles
Nekatere lastnosti odražajo enako prevlado obeh alelov v paru. V tem primeru je nastala genska ekspresija ali fenotip produkt različnih proteinov, sintetiziranih iz vsakega alela. Predpostavimo, da so aleli barv cvetov za vrsto rastlin soprevladujoči. Križanec med rdečecvetnimi in belocvetnimi starši bo rodil potomce z lisnatimi rdečimi in belimi cvetovi. Če bi bili aleli nepopolno prevladujoči ali poldominantni, bi potomci imeli mešano mešanico fenotip, rožnati cvetovi, ker bi potomci imeli le en odmerek beljakovin, ki jih proizvedejo rdeča barva.
Epistatična razmerja
Epistaza je interakcija dveh ali več različnih parov alelov, ki skupaj vplivajo na izražanje lastnosti. Včasih en gen prikrije ali spremeni izražanje več genov. Na primer, raziskovalci so identificirali dva različna gena, ki pomagata določiti obliko piščančjega glavnika, gen glavnika vrtnice in gen graha glavnika. Glavniki potomcev kažejo mešanico štirih različnih stilov glavnikov, kar pomeni, da delujeta dva para alelov. Razmerja med aleli v epistatični skupini lahko povzročijo veliko različnih fenotipov.
