Inhoud
Sinds de klassieke erwtenplantexperimenten van Gregor Mendel hebben wetenschappers, artsen en boeren onderzocht hoe en waarom de eigenschappen van individuele organismen verschillen. Mendel toonde aan dat een kruising van wit- en paarsbloemige erwtenplanten geen gemengde kleur creëerde, maar eerder alleen paars- of witbloemige nakomelingen. In dit geval is paars een dominante eigenschap, bestuurd door het paarse kleur allel voor het bloemkleurgen.
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 bezetten specifieke locaties langs de lange DNA-moleculen in het hart van chromosomen. Elke soort organisme heeft een bepaald aantal chromosomen. Organismen die seksueel reproduceren hebben twee sets chromosomen, een set van elke ouder. Een erwtplant heeft bijvoorbeeld 14 chromosomen, of zeven paren, inclusief een paar chromosomen met genen die de bloemkleur specificeren. De overeenkomende genen op een paar chromosomen worden allelen genoemd.
Allel relaties
Een paar allelen kunnen op verschillende manieren samenwerken. Een dominant allel maskeert de eigenschappen die zijn gespecificeerd door een recessief allel. In het voorbeeld van een erwtenbloem is paars dominant over wit. Het dominante allel brengt eiwitten tot expressie die resulteren in de paarse kleur. Deze eiwitten domineren over de witte-bloem-eiwitten geproduceerd door het zusterallel. Allelrelaties zijn situationeel. De paarse kleur kan bijvoorbeeld recessief zijn voor een ander allel, zoals een allel dat codeert voor de kleur geel. Co-dominante allelen hebben gelijke invloed en creëren een uitdrukking van beide eigenschappen. Als bijvoorbeeld paarse en witte bloemen zijn afgeleid van co-dominante genen, kunnen de resulterende nakomelingen bloemen hebben met witte en paarse vlekken.
Waarschijnlijkheid
De aanwezigheid van een dominant-recessieve relatie tussen een paar allelen kan worden aangetoond door de waarschijnlijkheid van verschillende eigenschappen bij nakomelingen. Beschouw bijvoorbeeld een paarskleurig allel, P, in een plant gekruist met een plant met witte bloemkleur, W. De resulterende nakomelingen kunnen een van de drie mogelijke allelcombinaties hebben: PP, PW en WW. Alleen de WW-plant heeft witte bloemen, omdat W recessief is voor P. De waarschijnlijkheid van drie combinaties is respectievelijk 25, 50 en 25 procent. Daarom is de kans op het verkrijgen van paarsbloemige nakomelingen 75 procent.
Overige relaties
Een andere allelrelatie, onvolledig of semi-dominantie, onderscheidt zich van co-dominantie. Als paarse en witte bloemkleuren van semi-dominante allelen zijn, zou een PW-nakomeling lichtpaars zijn gekleurd, een mix van de twee eigenschappen. Co-dominantie zou in plaats daarvan gevlekte bloemen hebben opgeleverd. Epistasis is een interactie tussen allelen van verschillende genen. Een plantensoort kan bijvoorbeeld een paar allelen voor kleur en een ander paar voor kleurexpressie hebben. Als een plant twee recessieve genen heeft voor kleurexpressie, is de bloemkleur wit, ongeacht de samenstelling van de kleurallelen.