Ända sedan de klassiska experimenten med ärtväxter av Gregor Mendel har forskare, läkare och jordbrukare forskat om hur och varför egenskaper varierar mellan enskilda organismer. Mendel visade att ett kors av vita och lila blommiga ärter växter inte skapade en blandad färg, utan snarare bara lila eller vitblommiga avkommor. I det här fallet är lila en dominerande egenskap, kontrollerad av den purpurfärgade allelen för blommans färggen.
Gener och alleler
En gen är en sträcka av DNA som kodar för ett protein. En organisms egenskaper bestäms till stor del av individens gener och resulterande proteiner. Gener upptar specifika platser längs de långa DNA-molekylerna i hjärtat av kromosomer. Varje organism har ett bestämt antal kromosomer. Organismer som reproducerar sexuellt har två uppsättningar kromosomer, en uppsättning från varje förälder. Till exempel har en ärtväxt 14 kromosomer eller sju par, inklusive ett par kromosomer med gener som anger blommans färg. Matchande gener på ett par kromosomer kallas alleler.
Allelrelationer
Ett par alleler kan interagera på olika sätt. En dominerande allel maskerar de egenskaper som specificeras av en recessiv allel. I ärtblomsexemplet är lila dominerande över vitt. Den dominerande allelen uttrycker proteiner som resulterar i den lila färgen. Dessa proteiner dominerar över de vita blommaproteinerna som produceras av systerallelen. Allelrelationer är situationella. Till exempel kan den lila färgen vara recessiv för en annan allel, som en som kodar för färgen gul. Samdominerande alleler har samma inflytande, vilket skapar ett uttryck för båda egenskaperna. Till exempel, om lila och vita blommor härledda från samdominerande gener, kan den resulterande avkomman ha blommor med vita och lila fläckar.
Sannolikheter
Förekomsten av ett dominerande-recessivt förhållande mellan ett par alleler kan demonstreras med sannolikheten för olika egenskaper hos avkommor. Tänk till exempel på en purpurfärgad allel, P, i en växt korsad med en växt med vit blommafärg, W. Den resulterande avkomman kan ha någon av tre möjliga allelkombinationer: PP, PW och WW. Endast WW-växten har vita blommor, eftersom W är recessiv mot P. Sannolikheten för tre kombinationer är 25, 50 respektive 25 procent. Därför är chansen att få en purpurblommig avkomma 75 procent.
Andra relationer
Ett annat allelförhållande, ofullständigt eller halvdominans, skiljer sig från samdominans. Om lila och vita blommafärger kommer från halvdominerande alleler, skulle en PW-avkomma vara färgad lila, en blandning av de två egenskaperna. Meddominans skulle ha gett fläckiga blommor istället. Epistasis är en interaktion mellan alleler av olika gener. Till exempel kan en växtart ha ett par alleler för färg och ett annat par för färguttryck. Om en växt har två recessiva gener för färguttryck, kommer blommans färg att vara vit, oavsett vilken färgallelers smink.