Wat is aanvulling in de genetica?
De studie van cellulaire veranderingen of mutaties is een belangrijk onderzoeksgebied in de genetica. Een interessant gebied voor wetenschappers betreft hoe een organisme genetische afwijkingen kan overwinnen om de genormaliseerde versie van een kenmerk te behouden. Complementatietests kunnen dit probleem aanpakken door organismen met genetische mutaties en hun nakomelingen te bestuderen. Als een nakomelingenkenmerk normaal wordt uitgedrukt, zelfs in de aanwezigheid van bekende genetische mutaties, wordt gezegd dat de genetische relatie complementair is.
Om complementatie te begrijpen, moeten eerst bepaalde genetische termen worden gedefinieerd. Genexpressies bevinden zich op het meest basale niveau van complementatie en genen zijn kleine eenheden binnen een organisme die eigenschappen vasthouden en doorgeven. Ze bestaan uit deoxyribonucleïnezuur (DNA) en ribonucleïnezuur (RNA). De verschillende vormen van een gen staan bekend als allelen en elk gen wordt opgeslagen op DNA-structuren die chromosomen worden genoemd. Een gen kan worden uitgedrukt in de vorm van lettersymbolen die genotypen worden genoemd, maar de feitelijke fysieke expressie ervan in de vorm van een eigenschap - zoals blauwe ogen - wordt een fenotype genoemd.
Omdat de meeste organismen twee chromosoomsets hebben, heeft elke eigenschap in het algemeen een gen op elk chromosoom. Wanneer de allelen van de twee genen hetzelfde zijn, wordt naar de uitdrukking verwezen als homozygoot. Als echter de genallelen op de chromosomen verschillend zijn, ontstaat een heterozygote expressie.
Wetenschappers overwegen complementatie bij het bestuderen van genetische mutaties. Deze afwijkingen ontstaan wanneer een transformatie plaatsvindt in het DNA. Ze kunnen optreden als gevolg van omgevingsfactoren of door cellulaire fouten of processen. Mutaties zijn eerder recessief - of minder gebruikelijk en invloedrijk - in plaats van dominant. Wanneer een fenotype of fysieke expressie deel uitmaakt van het normale gemiddelde in plaats van een gemuteerde expressie, staat het bekend als een wildtype fenotype.
Complementatie ontstaat wanneer een cel of organisme een normale genetische expressie heeft, zelfs als het het product is van twee bekende mutaties. Bij de fruitvliegensoorten hebben de meeste vliegen bijvoorbeeld rode ogen. Mutanten hebben echter witte ogen. Als de nakomelingen van twee fruitvliegen met witte ogen rode ogen hebben, dan had de nakomelingen waarschijnlijk complementaire genetische kenmerken.
Dergelijke conclusies kunnen worden getrokken omdat mutaties recessieve eigenschappen zijn die twee verschillende recessieve bijdragen vereisen. Als er een mutatie op verschillende genen plaatsvindt, kunnen de dominante versies van het gen van een organisme de recessieve versie van het gen van het tweede organisme vervangen. Dit levert een normaal fenotype op.
Genetische onderzoekers vinden nut in complementatietests omdat complement-DNA en complementsequentie kunnen helpen bepalen waar specifieke mutaties op een gen voorkomen en welke genen verantwoordelijk zijn voor de mutatie. Deze tests combineren twee cellen met dezelfde tot expressie gebrachte mutatie samen via een complementreceptor. Zoals geschetst, bestuderen wetenschappers vervolgens of de cellen een nageslacht produceren dat ook de mutatie in kwestie heeft. Een niet-complementerende bevinding waarschuwt onderzoekers dat de mutatie waarschijnlijk op hetzelfde gen in beide organismen voorkomt. Als het nageslacht de mutatie echter heeft afgeschaft, is de afwijking hoogstwaarschijnlijk op twee verschillende genen opgetreden.