先了解一些基本概念:生物的形态、结构、生理特征称为性状。比如人的眼睑形态就是一种性状,这种性状有不同的表现形式:双重睑(俗称
双眼皮)、单重睑(superior epiblepharon,上睑赘皮,俗称
单眼皮),其中单重睑为隐性,双重睑为
显性。这种现象称为
相对性状(其概念是
同种生物同一性状的不同表现类型)。性状又是由基因控制的,控制
显性性状的为
显性基因(用
大写字母,如A),控制
隐性性状的为
隐性基因(用
小写字母,如a)。基因在体细胞中成对存在,所以一个个体的
基因型就有:
AA,Aa,aa,不过也有发生了
染色体变异导致有多个基因。A和a就可以表示一对等位基因。它们的定义为:染色体的相同位置上控制相对性状的一对基因。
是指位于一对
同源染色体相同位置上控制同一性状不同形态的基因。英文原文为“
allele”(由
希腊文ο ένας τον άλλον而来,代表each other的意思)。
不同的等位基因产生例如发色或血型等遗传特征的变化。等位基因控制
相对性状的显隐性关系及
遗传效应,可将等位基因区分为不同的类别。在个体中,等位基因的某个形式(显性的)可以比其他形式(隐性的)表达得多。例如,人类RH血型基因的座位是在
1号染色体短臂的3区5带,位于两条1号染色体相同位置的Rh和RH就是一对等位基因。
当一个生物体带有一对完全相同的等位基因时,则该生物体就该基因而言是
纯合的(
homozygous)或可称纯种(true-breeding);反之,如果一对等位基因不相同,则该生物体是杂合的(heterozygous)或可称杂种(hybrid)。等位基因各自编码
蛋白质产物,决定某一性状,并可因突变而失去功能。
等位基因之间存在相互作用。当一个等位基因决定生物性状的作用强于另一等位基因并使生物只表现出其自身的性状时,就出现了显隐性关系。作用强的是显性,作用被掩盖而不能表现的为隐性。
一对呈显隐性关系的等位基因,
显性完全掩盖隐性的是
完全显性(complete dominance),两者相互作用而出现了介于两者之间的
中间性状,如
红花基因和白花基因的
杂合体的花是粉红色,这是
不完全显性(incomplete dominance)。有些情况下,一对等位基因的作用相等,互不相让,
杂合子就表现出两个等位基因各自决定的性状,这称为
共显性(codominance)。
若同源染色体上同一位置上的等位基因的数目在两个以上,就称为
复等位基因(multiple allelism)。任何一个杂合的
二倍体个体只存在复等位基因中的二个不同的等位基因。
野生型(wild type)用来描述自然界中常见的
基因型和
表现型。野生型等位基因都产生有功能的蛋白质。突变型等位基因最常见的是丧失功能型(
loss-of-function),绝大多数产生改变了的蛋白质,极少数根本不产生蛋白质。所以,野生型对突变型而言是显性。但是,如果突变型等位基因是获得功能型(gain-of-function),产生的蛋白质赋予生物体以新的性状,此时突变型等位基因则为显性。
非等位基因之间也存在相互作用。位于同一染色体的不同
基因座,或位于不同染色体上的非等位基因,都可能影响到同一性状。例如,某些性状只有同时存在若干个非等位基因时才会出现,当其中任何一个非等位基因发生改变时,都会导致产生同一种
突变性状。这些非等位基因称为
互补基因(complementary gene)。又如,有些基因本身没有可观察到的表型效应,但可以抑制其他非等位基因的活性,这就是
抑制基因(inhibitor)。
上位效应(
epistasis)则指一对基因可以掩盖另一对非等位基因的
显性效应的现象,这是非等位基因之间的掩盖作用,也可以称为异位效应。非等位基因之间的相互作用实质上是
基因表达的
顺式调控或
反式调控的结果。