Hva er komplementar innen genetikk?

Studiet av celleforandringer, eller mutasjoner, er et hovedforskningsområde innen genetikk. Et område av interesse for forskere er hvordan en organisme kan overvinne genetiske avvik for å beholde den normaliserte versjonen av en egenskap. Komplementeringstester kan løse dette problemet ved å studere organismer med genetiske mutasjoner og deres avkom. Hvis en avkomegenskap uttrykkes normalt selv i nærvær av kjente genetiske mutasjoner, sies den genetiske sammenhengen å være komplementær.

For å forstå komplementasjon, må visse genetiske begrep først defineres. Genuttrykk er på det mest grunnleggende nivået av komplementering, og gener er små enheter i en organisme som holder og viderefører egenskaper. De består av deoksyribonukleinsyre (DNA) og ribonukleinsyre (RNA). De forskjellige formene for et gen er kjent som alleler, og hvert gen lagres på DNA-strukturer kalt kromosomer. Et gen kan komme til uttrykk i form av bokstavsymboler kalt genotyper, men dets faktiske fysiske uttrykk i form av en egenskap - som blå øyne - kalles en fenotype.

Siden de fleste organismer har to kromosomsett, vil hver egenskap generelt ha et gen på hvert kromosom. Når allelene til de to genene er de samme, omtales uttrykket som homozygot. Hvis imidlertid genallelene på kromosomene er forskjellige, resulterer et heterozygot uttrykk.

Forskere vurderer komplementaritet når de studerer genetiske mutasjoner. Disse avvikene oppstår når en transformasjon finner sted innenfor DNA. De kan oppstå på grunn av miljøfaktorer eller av cellulære feil eller prosesser. Mutasjoner har en tendens til å være recessive - eller mindre vanlige og innflytelsesrike - snarere enn dominerende. Når en fenotype, eller fysisk uttrykk, er en del av det normale gjennomsnittet snarere enn et mutert uttrykk, er det kjent som en villtype fenotype.

Komplementering resulterer når en celle eller organisme har et normalt genetisk uttrykk, selv om det er et produkt av to kjente mutasjoner. For eksempel hos fruktfluesorten har de fleste fluer røde øyne. Mutanter har imidlertid hvite øyne. Hvis avkommet til to hvite øyne fruktfluer har røde øyne, hadde avkommet sannsynligvis komplementære genetiske trekk.

Slike konklusjoner kan trekkes fordi mutasjoner er recessive egenskaper som krever to forskjellige recessive bidrag. Hvis en mutasjon finner sted på forskjellige gener, kan de dominerende versjonene av en organisms gen erstatte den recessive versjonen av den andre organismen's gen. Dette gir en normal fenotype.

Genetiske forskere finner nytten i komplementasjonstester fordi komplement-DNA og komplementsekvens kan være med på å bestemme hvor spesifikke mutasjoner oppstår på et gen, og hvilke gener som er ansvarlige for mutasjonen. Disse testene kombinerer to celler med den samme uttrykte mutasjonen sammen via en komplementreseptor. Som skissert studerer forskere deretter om cellene produserer et avkom som også har den aktuelle mutasjonen. Et ikke-komplementerende funn varsler forskere om at mutasjonen sannsynligvis forekommer på det samme genet i begge organismer. Hvis avkommet derimot har opphevet mutasjonen, skjedde abnormiteten mest sannsynlig på to forskjellige gener.