Fin dai classici esperimenti sulle piante di pisello di Gregor Mendel, scienziati, medici e agricoltori hanno studiato come e perché i tratti variano tra i singoli organismi. Mendel mostrò che una croce di piante di piselli a fiore bianco e viola non creava un colore misto, ma piuttosto solo una prole a fiore viola o bianco. In questo caso, il viola è un tratto dominante, controllato dall'allele di colore viola per il gene del colore del fiore.
Geni e alleli
Un gene è un tratto di DNA che codifica per una proteina . I tratti di un organismo sono in gran parte determinati dai geni dell'individuo e dalle proteine risultanti. I geni occupano posizioni specifiche lungo le lunghe molecole di DNA nel cuore dei cromosomi. Ogni specie di organismo ha un determinato numero di cromosomi. Gli organismi che si riproducono sessualmente hanno due serie di cromosomi, un set da ciascun genitore. Ad esempio, una pianta di piselli ha 14 cromosomi o sette coppie, tra cui una coppia di cromosomi con geni che specificano il colore dei fiori. I geni corrispondenti su una coppia di cromosomi sono chiamati alleli.
Relazioni alleliche
Una coppia di alleli può interagire in modi diversi. Un allele dominante maschera i tratti specificati da un allele recessivo. Nell'esempio di un fiore di pisello, il viola è dominante sul bianco. L'allele dominante esprime proteine che risultano nel colore viola. Queste proteine dominano le proteine dei fiori bianchi prodotte dall'allele gemello. Le relazioni alleliche sono situazionali. Ad esempio, il colore viola potrebbe essere recessivo a un altro allele, come quello che codifica per il colore giallo. Gli alleli co-dominanti hanno uguale influenza, creando un'espressione di entrambi i tratti. Per esempio, se i fiori viola e bianchi derivati da geni co-dominanti, la progenie risultante potrebbe avere fiori con macchie bianche e viola.
Probabilità
La presenza di una relazione dominante-recessiva tra un la coppia di alleli può essere dimostrata dalle probabilità di diversi tratti nella prole. Ad esempio, si consideri un allele di colore viola, P, in una pianta incrociata con una pianta che ha il colore del fiore bianco, W. La progenie risultante può avere una qualsiasi delle tre possibili combinazioni di alleli: PP, PW e WW. Solo la pianta WW avrà fiori bianchi, perché W è recessivo a P. La probabilità di tre combinazioni è 25, 50 e 25 percento, rispettivamente. Pertanto, le probabilità di ottenere una prole a fiore viola sono del 75 percento.
Altre relazioni
Un'altra relazione allelica, incompleta o semi-dominante, è distinta dalla co-dominanza. Se i colori del fiore viola e bianco provengono da alleli semi-dominanti, una prole PW sarebbe colorata di un viola chiaro, un mix dei due tratti. Il dominio dominante avrebbe invece portato fiori chiazzati. L'epistasi è un'interazione tra alleli di geni diversi. Ad esempio, una specie di pianta potrebbe avere una coppia di alleli per il colore e un'altra coppia per l'espressione del colore. Se una pianta ha due geni recessivi per l'espressione del colore, il colore del fiore sarà bianco, indipendentemente dal colore degli alleli del colore.
