อะไรทำให้อัลลีลเด่น ถอย หรือเด่นร่วม?

นับตั้งแต่การทดลองต้นถั่วแบบคลาสสิกของเกรเกอร์ เมนเดล นักวิทยาศาสตร์ แพทย์ และเกษตรกรได้ทำการวิจัยว่าทำไมและทำไมลักษณะจึงแตกต่างกันไปในแต่ละสิ่งมีชีวิต Mendel แสดงให้เห็นว่าการข้ามของต้นถั่วสีขาวและสีม่วงไม่ได้สร้างสีผสม แต่มีเพียงลูกหลานสีม่วงหรือดอกสีขาวเท่านั้น ในกรณีนี้ สีม่วงเป็นลักษณะเด่น ซึ่งควบคุมโดยอัลลีลสีม่วงสำหรับยีนสีดอกไม้

ยีนคือสาย DNA ที่เข้ารหัสโปรตีน ลักษณะของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยยีนของแต่ละบุคคลและโปรตีนที่ได้ ยีนครอบครองตำแหน่งเฉพาะตามโมเลกุลดีเอ็นเอยาวที่หัวใจของโครโมโซม สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีจำนวนโครโมโซมที่กำหนดไว้ สิ่งมีชีวิตที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมีโครโมโซมสองชุด หนึ่งชุดจากพ่อแม่แต่ละคน ตัวอย่างเช่น ต้นถั่วมีโครโมโซม 14 โครโมโซมหรือเจ็ดคู่ รวมทั้งโครโมโซมคู่หนึ่งที่มียีนที่ระบุสีของดอกไม้ ยีนที่ตรงกันบนโครโมโซมคู่หนึ่งเรียกว่าอัลลีล

อัลลีลคู่หนึ่งสามารถโต้ตอบได้หลายวิธี อัลลีลที่โดดเด่นปิดบังลักษณะที่ระบุโดยอัลลีลถอย ในตัวอย่างดอกอัญชัน สีม่วงจะเด่นกว่าสีขาว อัลลีลที่โดดเด่นแสดงโปรตีนที่ทำให้เกิดสีม่วง โปรตีนเหล่านี้มีอิทธิพลเหนือโปรตีนจากดอกไม้สีขาวที่ผลิตโดยอัลลีลน้องสาว ความสัมพันธ์ของอัลลีลเป็นสถานการณ์ ตัวอย่างเช่น สีม่วงอาจจะดูด้อยกว่าอัลลีลอื่น เช่น อัลลีลที่กำหนดรหัสสำหรับสีเหลือง อัลลีลที่เด่นร่วมมีอิทธิพลเท่ากัน ทำให้เกิดการแสดงออกของทั้งสองลักษณะ ตัวอย่างเช่น หากดอกไม้สีม่วงและสีขาวได้มาจากยีนที่มีอำนาจเหนือกว่า ผลที่ตามมาอาจมีดอกไม้ที่มีจุดสีขาวและสีม่วง

การมีอยู่ของความสัมพันธ์แบบเด่น-ถอยระหว่างคู่ของอัลลีลสามารถแสดงให้เห็นได้โดยความน่าจะเป็นของลักษณะต่าง ๆ ในลูกหลาน ตัวอย่างเช่น พิจารณาอัลลีลสีม่วง P ในพืชที่ข้ามกับพืชที่มีสีดอกสีขาว W. ลูกหลานที่เป็นผลลัพธ์สามารถมีอัลลีลที่เป็นไปได้สามแบบ: PP, PW และ WW เฉพาะพืช WW เท่านั้นที่จะมีดอกสีขาวเพราะ W ถอยถึง P. ความน่าจะเป็นของชุดค่าผสมสามชุดคือ 25, 50 และ 25 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับ ดังนั้นโอกาสที่จะได้รับลูกดอกสีม่วงคือ 75 เปอร์เซ็นต์

ความสัมพันธ์แบบอัลลีลอื่น ไม่สมบูรณ์หรือกึ่งครอบงำ แตกต่างจากการครอบงำร่วม หากสีของดอกไม้สีม่วงและสีขาวมาจากอัลลีลกึ่งเด่น ลูกของ PW จะเป็นสีม่วงอ่อน ซึ่งเป็นส่วนผสมของทั้งสองลักษณะ การครอบงำร่วมจะได้ผลผลิตดอกด่างแทน Epistasis เป็นปฏิสัมพันธ์ระหว่างอัลลีลของยีนต่างๆ ตัวอย่างเช่น สายพันธุ์พืชอาจมีอัลลีลหนึ่งคู่สำหรับสี และอีกคู่หนึ่งสำหรับการแสดงสี หากพืชมียีนด้อยสองยีนสำหรับการแสดงสี สีของดอกไม้จะเป็นสีขาว ไม่ว่าอัลลีลสีจะเป็นสีอะไรก็ตาม