Para determinar si los rasgos se heredan juntos o por separado, Gregor Mendel cruzó las plantas de guisantes que diferían en dos rasgos. Estas plantas parentales eran homocigotas para ambos rasgos, pero mostraban diferentes fenotipos. La primera generación de crías eran todos dihíbridos, heterocigotos exhibiendo los dos fenotipos dominantes. Cuando se autofecundaron, los dihíbridos produjeron constantemente progenie con una proporción de 9:3:3:1 de cuatro combinaciones posibles de fenotipos.Esta proporción sugería que heredar un rasgo no afectaba a la probabilidad de heredar el otro, estableciendo la ley de Mendel de la combinación independiente.
Los cruces monohíbridos de Gregor Mendel, entre las plantas de guisantes que diferían en un solo rasgo, demostraron que (1) los organismos heredan aleatoriamente una de las dos copias de cada gen de cada padre (la primera ley de Mendel, segregación) y (2) el alelo dominante puede enmascarar los efectos recesivos del alelo sobre el fenotipo (el principio de uniformidad).
Para determinar si dos rasgos fueron heredados por separado o juntos, Mendel también realizó cruces con plantas de guisantes que diferían en dos rasgos, como el color del guisante y la forma del guisante.Para estos cruces dihíbridos, Mendel primero apareó plantas que eran de reproducción pura (es decir, homocigotas) para diferentes rasgos de las mismas dos características. Por ejemplo, cruzó plantas que se criaron verdaderas para los guisantes redondos y amarillos (genotipoRRYY) con aquellas que se criaron verdaderas para los guisantes verdes arrugados (genotiporryy). Esta generación parental (P0)producía descendencia (generación F1) que eran todos heterocigotos con fenotipos dominantes. Estos dihíbridos tenían genotipos RrYy y guisantes redondos y amarillos.
Mendel entonces indujo la autopolinización en los dihíbridos F1. De las dieciséis posibles combinaciones de alelos parentales, nueve producen descendencia con rasgos dominantes, guisantes amarillos y redondos. Seis eventos de fertilización confieren un rasgo dominante, con tres produciendo guisantes amarillos (dominantes), arrugados y tres creando guisantes verdes, redondos (dominantes). La única posibilidad restante resulta en guisantes verdes y arrugados, los dos fenotipos recesivos.
La proporción de fenotipos que Mendel observó en las plantas F2 fue consistentemente similar a esta proporción de 9:3:3:1, que se espera sólo si cada evento de fertilización es igualmente probable. Por lo tanto, observar esta proporción fenotípica sugiere que heredar uno de estos rasgos (por ejemplo, color amarillo o verde de guisante) no influye en la probabilidad de heredar uno de los otros (por ejemplo, guisantes redondos o arrugados).Este hallazgo es el quid de la segunda ley de Mendel, el principio (o ley) de la combinación independiente.
Los genes de cromosomas separados y no homólogos se varían de forma independiente en gametos durante la meiosis. Sin embargo, los genes cercanos entre sí en el mismo cromosoma son más propensos a ser distribuidos en los mismos gametos; un fenómeno llamado vinculación. Por lo tanto, heredar un rasgo puede estar relacionado con la probabilidad de heredar otro. Mendel nunca publicó los resultados de este cruce en particular, por lo que es posible que simplemente nunca llevara a cabo estos experimentos, lo que supuso que le faltaba un cruce para descubrir la vinculación.
Los alelos que determinan el color de la vaina y la forma del guisante están en los cromosomas 5 y 7, respectivamente, y por lo tanto están desvinculados. Para la mayoría de los otros rasgos, la falta de vinculación se puede explicar por la recombinación, que puede hacer que los patrones de herencia de los genes en el mismo cromosoma imitan el surtido independiente. Durante la profasa I de la meiosis, los pares de cromosomas se alinean, cruzan e intercambian segmentos genéticos homólogos, un proceso conocido como recombinación. Cuanto más cerca estén dos loci entre sí en un cromosoma, más probable es que estén en el mismo segmento recombinado y por lo tanto heredados juntos. Del mismo modo, los loci que están muy separados son más propensos a ser heredados por separado debido a eventos de recombinación más que los dividen.
Volviendo a los rasgos de Mendel, el color de los guisantes y las flores está determinado por dos loci cromosómicos 1 que están muy separados. Del mismo modo, el locus para la posición de la flor está lejos del otro cromosoma 4 loci, forma de vaina y altura de la planta. Debido a la recombinación, no es sorprendente que la vinculación nunca se manifieste en estas cruces. Loci para la forma de la vaina y la altura de la planta, sin embargo, están lo suficientemente cerca el uno del otro en el cromosoma 4 que algún enlace es probable. Mendel nunca publicó los resultados de este cruce en particular, por lo que es posible que simplemente nunca llevó a cabo estos experimentos, lo que lo convirtió en una cruz menos que descubrir la vinculación.
