Tartaruga e calico coats derivano da un’interazione tra fattori genetici e di sviluppo. Il gene primario per il colore del mantello (B)per i colori marrone, cioccolato, cannella, ecc.,, può essere mascherato dal gene co-dominante per il colore arancione (O) che è sul cromosoma X e ha due alleli, l’arancio (XO) e non-arancio (Xo), che producono phaeomelanin arancione e nero eumelanin pigmenti, rispettivamente. (NOTA: In genere, la X per il cromosoma è assunta dal contesto e gli alleli sono indicati solo dalla O maiuscola per l’arancione, o minuscola per il non-arancione.) I gatti tartaruga e calico sono indicati: Oo per indicare che sono eterozigoti sul gene O., I geni (B) e (O) possono essere ulteriormente modificati da un gene diluito recessivo (dd) che ammorbidisce i colori. L’arancione diventa crema, il nero diventa grigio, ecc. Vari termini sono usati per colori specifici, ad esempio, il grigio è anche chiamato blu, l’arancione è anche chiamato zenzero. Pertanto, un gatto tartaruga può essere una tartaruga al cioccolato o una tartaruga blu / crema o simili, in base agli alleli per i geni (B) e (D).,
Le cellule delle femmine di gatto, che come altre femmine di mammifero hanno due cromosomi X (XX), subiscono il fenomeno dell’inattivazione X, in cui l’uno o l’altro dei cromosomi X viene spento a caso in ogni cellula in uno sviluppo molto precoce. La X inattivata diventa un corpo Barr. Le cellule in cui il cromosoma che trasporta l’allele arancione (O) è inattivato esprimono l’allele alternativo non arancione (o), determinato dal gene (B). Le cellule in cui l’allele non arancione (o) è inattivato esprimono l’allele arancione (O)., I geni del pigmento sono espressi nei melanociti che migrano verso la superficie della pelle più tardi nello sviluppo. Nei gatti di tartaruga bicolore, i melanociti arrivano relativamente presto e i due tipi di cellule si mescolano, producendo il caratteristico aspetto brindato costituito da una miscela intima di cellule arancioni e nere, con occasionali piccole macchie diffuse di arancio e nero.
Nei gatti calico tricolore, un gene separato interagisce in modo evolutivo con il gene del colore del mantello., Questo gene spotting produce macchie bianche, non pigmentate ritardando la migrazione dei melanociti alla superficie della pelle. Ci sono un certo numero di alleli di questo gene che producono ritardi maggiori o minori. La quantità di bianco è artificialmente divisa in mitted, bicolor, arlecchino e van, passando da quasi nessun bianco a quasi completamente bianco. Nel caso estremo, nessun melanociti rendono alla pelle e il gatto è completamente bianco (ma non un albino). Nei casi intermedi, la migrazione dei melanociti viene rallentata, in modo che le cellule del pigmento arrivino in ritardo nello sviluppo e abbiano meno tempo per mescolarsi., L’osservazione dei gatti tricolore mostrerà che, con un po ‘ di colore bianco, le chiazze arancioni e nere diventano più definite, e con ancora più bianco, le chiazze diventano completamente distinte. Ogni patch rappresenta un clone di cellule derivate da una cellula originale nell’embrione precoce.
Un gatto maschio, come i maschi di altri mammiferi teriani, ha solo un cromosoma X e uno Y (XY). Quel cromosoma X non subisce l’inattivazione X e il colore del mantello è determinato dal quale l’allele è presente sulla X. Di conseguenza, il mantello del gatto sarà interamente arancione o non arancione., Molto raramente (circa 1 su 3.000) nasce un guscio di tartaruga o calico maschio; questi hanno tipicamente un cromosoma X extra (XXY), una condizione nota negli esseri umani come sindrome di Klinefelter, e le loro cellule subiscono un processo di inattivazione X come nelle femmine. Come negli esseri umani, questi gatti sono spesso sterili a causa dello squilibrio nei cromosomi sessuali., Alcuni gatti maschi di calico o tartaruga possono essere chimere, che derivano dalla fusione nello sviluppo precoce di due embrioni (gemelli fraterni) con genotipi di colore diversi; queste tortie possono passare un solo colore alla loro prole, non entrambi, secondo quale dei due embrioni originali da cui discendono i suoi testicoli. Altri sono mosaici, in cui la condizione XXY sorge dopo il concepimento e il gatto è una miscela di cellule con diversi numeri di cromosomi X.