Was ist in der Genetik Komplementation?
Die Untersuchung zellulärer Veränderungen oder Mutationen ist ein Hauptforschungsgebiet der Genetik. Ein Bereich von Interesse für Wissenschaftler ist, wie ein Organismus genetische Anomalien überwinden kann, um die normalisierte Version eines Merkmals beizubehalten. Komplementationstests können dieses Problem lösen, indem Organismen mit genetischen Mutationen und deren Nachkommen untersucht werden. Wenn ein Nachwuchsmerkmal auch bei Vorhandensein bekannter genetischer Mutationen normal exprimiert wird, wird die genetische Beziehung als komplementär bezeichnet.
Um die Komplementierung zu verstehen, müssen zunächst bestimmte genetische Begriffe definiert werden. Genexpressionen sind auf der grundlegendsten Ebene der Komplementierung, und Gene sind kleine Einheiten in einem Organismus, die Merkmale enthalten und weitergeben. Sie bestehen aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) und Ribonukleinsäure (RNA). Die verschiedenen Formen eines Gens sind als Allele bekannt, und jedes Gen ist auf DNA-Strukturen gespeichert, die als Chromosomen bezeichnet werden. Ein Gen kann in Form von Buchstabensymbolen, sogenannten Genotypen, exprimiert werden, aber seine tatsächliche physische Expression in Form eines Merkmals - wie blaue Augen - wird als Phänotyp bezeichnet.
Da die meisten Organismen zwei Chromosomensätze aufweisen, weist jedes Merkmal im Allgemeinen ein Gen auf jedem Chromosom auf. Wenn die Allele der beiden Gene gleich sind, wird die Expression als homozygot bezeichnet. Unterscheiden sich jedoch die Gen-Allele auf den Chromosomen, kommt es zu einer heterozygoten Expression.
Wissenschaftler betrachten Komplementation bei der Untersuchung genetischer Mutationen. Diese Anomalien treten auf, wenn eine Transformation innerhalb der DNA stattfindet. Sie können aufgrund von Umweltfaktoren oder durch Zellfehler oder -prozesse auftreten. Mutationen sind eher rezessiv - oder weniger häufig und einflussreich - als dominant. Wenn ein Phänotyp oder eine physikalische Expression eher Teil des normalen Durchschnitts als ein mutierter Ausdruck ist, wird dies als Wildtyp-Phänotyp bezeichnet.
Komplementation entsteht, wenn eine Zelle oder ein Organismus eine normale genetische Expression aufweist, auch wenn es sich um das Produkt zweier bekannter Mutationen handelt. Zum Beispiel haben bei den Fruchtfliegen die meisten Fliegen rote Augen. Mutanten haben jedoch weiße Augen. Wenn die Nachkommen von zwei weißäugigen Fruchtfliegen rote Augen besitzen, dann haben die Nachkommen wahrscheinlich komplementäre genetische Merkmale.
Solche Schlussfolgerungen können gezogen werden, weil Mutationen rezessive Merkmale sind, die zwei unterschiedliche rezessive Beiträge erfordern. Wenn eine Mutation auf verschiedenen Genen stattfindet, könnten die dominanten Versionen des Gens eines Organismus die rezessive Version des Gens des zweiten Organismus ersetzen. Dies erzeugt einen normalen Phänotyp.
Genforscher finden Verwendung in Komplementationstests, da die Komplement-DNA und die Komplementsequenz dabei helfen können, festzustellen, wo bestimmte Mutationen an einem Gen auftreten und welche Gene für die Mutation verantwortlich sind. Diese Tests kombinieren zwei Zellen mit der gleichen exprimierten Mutation über einen Komplementrezeptor. Wie bereits ausgeführt, untersuchen die Wissenschaftler dann, ob die Zellen einen Nachwuchs produzieren, bei dem auch die betreffende Mutation vorliegt. Ein Nicht-Komplementationsbefund macht die Forscher darauf aufmerksam, dass die Mutation wahrscheinlich in beiden Organismen auf demselben Gen auftritt. Hat der Nachwuchs die Mutation jedoch aufgehoben, trat die Abnormalität höchstwahrscheinlich bei zwei verschiedenen Genen auf.