De Oostenrijkse monnik Gregor Mendel voerde begin 1800 revolutionaire experimenten uit met erwtenplanten en toonde het bestaan aan van eigenschappen (hij noemde ze “factoren”) die nakomelingen van hun ouders erven. Zijn werk culmineerde in de drie principes van Mendeliaanse overerving; de wet van segregatie, de wet van onafhankelijk assortiment, en de wet van dominantie.
De wet van dominantie zegt dat dominante allelen (een variatie van een gen) altijd tot uitdrukking komen in het fenotype (uiterlijk) van een organisme omdat zij de effecten van recessieve allelen maskeren. Recessieve eigenschappen worden alleen gezien wanneer de nakomelingen het recessieve allel voor de eigenschap van beide ouders erven. De andere twee wetten van de Mendeliaanse overerving hebben te maken met het ontstaan van geslachtscellen en de onafhankelijke aard van hun overerving.
Wet van segregatie
Meiose is het proces waarbij geslachtscellen van zaadcellen en eicellen ontstaan. Elke gameet bevat de helft (haploïd) van het aantal chromosomen dat een individu nodig heeft, zodat bevruchting ertoe leidt dat het nageslacht van elke ouder één allel voor een eigenschap krijgt. De scheidingswet stelt dat de ouderlijke genen zich tijdens de meiose willekeurig en gelijkmatig over de gameten moeten verdelen, zodat er een gelijke kans is dat de nakomelingen een van beide allelen erven. Geen enkel allel wordt bevoordeeld of heeft een voordeel ten opzichte van een ander.
Mendel nam segregatie waar in zijn experimenten toen ouderlijke erwtenplanten met twee eigenschappen nakomelingen voortbrachten die alle de dominante eigenschap tot uitdrukking brachten, maar hun nakomelingen brachten dominante en recessieve eigenschappen tot uitdrukking in een 3:1 verhouding. Als onderdeel van dit werk ontdekte Mendel dat hij de kleur en lengte van de nakomelingen kon voorspellen.
Wet van Onafhankelijk Assortiment
Deze wet zegt dat het erven van een allel niets te maken heeft met het erven van een allel voor een andere eigenschap. De allelen van de ouders worden onafhankelijk aan de nakomelingen doorgegeven. Na de bevruchting kan (kunnen) de resulterende zygote(n) elke combinatie van chromosomen van de ouders hebben en alle mogelijke combinaties komen met gelijke frequentie voor.
Net als segregatie vindt onafhankelijk assortiment plaats tijdens de meiose, met name in profase I wanneer de chromosomen zich in willekeurige oriëntatie langs de metafaseplaat opstellen. Crossing over, de uitwisseling en recombinatie van genetische informatie tussen chromosomen vindt ook plaats in profase I en draagt bij aan de genetische diversiteit van het nageslacht.
De bovenstaande afbeelding illustreert de wetten van de Mendeliaanse overerving. De scheiding van gameten en de onafhankelijke selectie van eigenschappen vindt plaats in meiose. Het resultaat is dat elk nageslacht het volledige aantal chromosomen krijgt dat willekeurig gesorteerde allelen van elke ouder bevat.