Sinds de experimenten met klassieke erwtenplanten van Gregor Mendel hebben wetenschappers, artsen en boeren onderzocht hoe en waarom eigenschappen verschillen per individueel organisme. Mendel toonde aan dat een kruis van wit- en purperbloemige erwtenplanten geen gemengde kleur creëerde, maar eerder alleen paarse of witbloemige nakomelingen. In dit geval is paars een dominante eigenschap, gecontroleerd door het paarse allel voor het bloemkleur-gen.

Genen en Allelen

Een gen is een stuk DNA dat codeert voor een eiwit . De eigenschappen van een organisme worden grotendeels bepaald door de genen van het individu en de resulterende eiwitten. Genen nemen specifieke locaties in langs de lange DNA-moleculen in het hart van chromosomen. Elke soort organisme heeft een bepaald aantal chromosomen. Organismen die zich seksueel reproduceren, hebben twee sets chromosomen, één set van elke ouder. Een erwtenplant heeft bijvoorbeeld 14 chromosomen of zeven paren, waaronder een paar chromosomen met genen die bloemkleur specificeren. De matching-genen op een paar chromosomen worden allelen genoemd.

Allel-relaties

Een paar allelen kan op verschillende manieren interacteren. Een dominant allel maskeert de kenmerken die worden gespecificeerd door een recessief allel. In het voorbeeld van de erwtenbloem is paars dominant over wit. Het dominante allel brengt proteïnen tot expressie die resulteren in de paarse kleur. Deze eiwitten domineren de witbloemige eiwitten die door het allel van de zuster worden geproduceerd. Allelelaties zijn situationeel. De paarse kleur kan bijvoorbeeld recessief zijn voor een ander allel, bijvoorbeeld een die codeert voor de kleur geel. Co-dominante allelen hebben dezelfde invloed en creëren een uitdrukking van beide kenmerken. Als paarse en witte bloemen bijvoorbeeld zijn afgeleid van co-dominante genen, kunnen de resulterende nakomelingen bloemen met witte en paarse vlekken hebben.

Waarschijnlijkheden

De aanwezigheid van een dominant-recessieve relatie tussen een een paar allelen kan worden aangetoond door de waarschijnlijkheid van verschillende kenmerken bij nakomelingen. Beschouw bijvoorbeeld een paars-kleurig allel, P, in een plant die is gekruist met een plant met witte bloemkleur, W. Het resulterende nageslacht kan een van de drie mogelijke allelcombinaties hebben: PP, PW en WW. Alleen de WW-plant zal witte bloemen hebben, omdat W recessief is voor P. De waarschijnlijkheid van een combinatie van drie is respectievelijk 25, 50 en 25 procent. Daarom is de kans op het verkrijgen van paarsbloemige nakomelingen 75 procent.

Andere relaties

Een andere allel-relatie, onvolledig of semi-dominant, is verschillend van co-dominantie. Als paarse en witte bloemkleuren van semi-dominante allelen zijn, zou een PW-nakomeling lichtpaars gekleurd zijn, een mix van de twee eigenschappen. Co-dominantie zou in plaats daarvan gevlekte bloemen opgeleverd hebben. Epistasis is een interactie tussen allelen van verschillende genen. Een plantensoort kan bijvoorbeeld één paar allelen hebben voor kleur en een ander paar voor kleurexpressie. Als een plant twee recessieve genen heeft voor kleurexpressie, is de bloemkleur wit, ongeacht de samenstelling van de kleurallelen.