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グレゴール・メンデルの古典的なエンドウ植物の実験以来、科学者、医師、および農民は、形質が個々の生物間でどのように、そしてなぜ異なるかを研究してきました。メンデルは、白と紫の花のエンドウ植物の交配が混色を生むのではなく、紫または白の花の子孫だけを作ることを示しました。この場合、紫色は優性形質であり、花色遺伝子の紫色対立遺伝子によって制御されています。
遺伝子と対立遺伝子
遺伝子は、タンパク質をコードする一連のDNAです。生物の特性は、主に個人の遺伝子とその結果生じるタンパク質によって決まります。遺伝子は染色体の中心にある長いDNA分子に沿った特定の位置を占めます。生物の各種には、一定数の染色体があります。有性生殖する生物には、2組の染色体があり、各親から1組ずつです。たとえば、エンドウ植物には14の染色体、または花の色を指定する遺伝子を持つ染色体のペアを含む7つのペアがあります。一対の染色体上の一致する遺伝子は対立遺伝子と呼ばれます。
対立遺伝子の関係
対立遺伝子のペアは、さまざまな方法で相互作用できます。優性対立遺伝子は、劣性対立遺伝子によって特定される形質を覆います。エンドウの花の例では、白よりも紫が優勢です。優性対立遺伝子はタンパク質を発現し、その結果、紫色になります。これらのタンパク質は、姉妹対立遺伝子によって生成される白い花のタンパク質よりも優勢です。対立遺伝子の関係は状況に応じて異なります。たとえば、紫色は、黄色をコードする対立遺伝子など、別の対立遺伝子に対して劣性である場合があります。共優性対立遺伝子は同等の影響力を持ち、両方の特性の表現を作成します。たとえば、紫と白の花が共優性遺伝子に由来する場合、結果の子孫には白と紫の斑点がある花があります。
確率
対立遺伝子のペアの間の優性と劣性の関係の存在は、子孫のさまざまな形質の確率によって実証することができます。たとえば、白い花の色Wを持つ植物と交配した植物の紫色の対立遺伝子Pを考えます。結果として生じる子孫には、PP、PW、およびWWの3つの可能な対立遺伝子の組み合わせがあります。 WはPに対して劣性であるため、WW植物のみが白い花を持ちます。3つの組み合わせの可能性は、それぞれ25、50、および25％です。したがって、紫色の花の子孫を得る可能性は75パーセントです。
その他の関係
不完全または半優性の別の対立遺伝子の関係は、共優性とは異なります。紫と白の花の色が準優性対立遺伝子に由来する場合、PWの子孫は2つの特性の混合である薄紫色になります。共同支配は、代わりに斑点のある花を生み出したでしょう。エピスタシスは、異なる遺伝子の対立遺伝子間の相互作用です。たとえば、植物種には色の対立遺伝子のペアと色の表現の別のペアがあります。植物が色表現のための2つの劣性遺伝子を持っている場合、色の対立遺伝子の構造に関係なく、花の色は白になります。