hipotetyczny przykład purpurowych kwiatów
Najprostszym sposobem zrozumienia testu komplementacji jest przykład (Rys.4.9). Barwnik w purpurowym kwiecie może zależeć od biochemicznej ścieżki bardzo podobnej do biochemicznych ścieżek prowadzących do produkcji argininy w Neurosporze (przegląd w rozdziale 1). Roślina, której brakuje funkcji genu A (genotyp aa), produkowałaby zmutowane, białe kwiaty, które wyglądałyby tak samo jak kwiaty rośliny, której brakuje funkcji genu B (genotyp bb). (Genetyka dwóch loci jest omówiona bardziej szczegółowo w kolejnych rozdziałach.) Zarówno A jak i B są enzymami w tej samej ścieżce, która prowadzi od bezbarwnego związku#1, poprzez bezbarwny związek#2, do purpurowego pigmentu. Blokady na którymkolwiek z tych etapów spowodują powstanie zmutowanego białego, a nie fioletowego kwiatu typu dzikiego.
Streamy z mutacjami w genie A mogą być reprezentowane jako genotyp aa, natomiast szczepy z mutacjami w genie B mogą być reprezentowane jako bb. Biorąc pod uwagę, że są tu dwa geny, A i B, to każdy z tych zmutowanych szczepów może być pełniej przedstawiony jako aaBB i AAbb . (UWAGA: Studenci często zapominają, że genotypy zwykle pokazują tylko zmutowane loci, jednak trzeba pamiętać, że wszystkie inne geny są zakładane jako typu dzikiego.)
Jeśli te dwa szczepy są skrzyżowane razem, to powstałe potomstwo będzie AaBb. Będą one miały zarówno dziki typ, funkcjonalny gen A i gen B, a zatem będą miały pigmentowany, purpurowy kwiat, fenotyp dzikiego typu. Jest to przykład komplementacji. Razem, każdy szczep dostarcza tego, czego brakuje drugiemu (AaBb). Mutacje są w różnych genach i dlatego są nazywane mutacjami nieallelicznymi.
Teraz, jeśli zostaniemy przedstawieni z trzecim czysto hodowlanym, niezależnie pochodzącym szczepem mutanta białego kwiatu, nie będziemy początkowo wiedzieć czy jest on zmutowany w genie A czy w genie B (lub ewentualnie w jakimś innym genie). Możemy wykorzystać badanie komplementarności w celu ustalenia, który gen jest zmutowany. Aby wykonać test komplementacji, dwa homozygotyczne osobniki z podobnymi zmutowanymi fenotypami są krzyżowane (Rysunek).
Jeśli potomstwo F1 ma ten sam zmutowany fenotyp (Przypadek 1 – Rysunek), wtedy wnioskujemy, że ten sam gen jest zmutowany u każdego z rodziców. Te mutacje byłyby nazywane mutacjami allelicznymi – w tym samym locus genowym. Te mutacje NIE DOPEŁNIAJĄ się wzajemnie (wciąż są zmutowane). Mogłyby to być albo dokładnie te same zmutowane allele, albo różne mutacje w tym samym genie (alleliczne).
I odwrotnie, jeżeli potomstwo F1 wydaje się być typu dzikiego (Przypadek 2 – Rysunek B), wtedy każde z rodziców najprawdopodobniej nosi mutację w innym genie. Te mutacje byłyby wtedy nazywane mutacjami nieallelicznymi – w innym locus genowym. Te mutacje uzupełniają się nawzajem.
Uwaga: Dla mutacji, które mają być użyte w testach komplementacji, są one (1) zwykle prawdziwe (homozygotyczne w zmutowanym locus), i (2) muszą być mutacjami recesywnymi. Mutacja dominująca NIE MOŻE być użyta w testach komplementacji. Pamiętaj również, że niektóre zmutowane szczepy mogą mieć więcej niż jedno zmutowane locus genu i w ten sposób nie dopełniałyby mutantów z więcej niż jednego innego locus (lub grupy).
| A. |  |
B. |  |
|
Ryc. A – Obserwacja: W typowym teście komplementacji genotypy dwojga rodziców są nieznane (choć muszą to być czystej hodowli, homozygotyczne mutanty). Jeśli wszystkie potomstwa F1 mają fenotyp mutanta (przypadek 1), to nie ma komplementacji. Jeśli wszystkie potomstwa F1 są typu dzikiego, mutacje z powodzeniem uzupełniły się wzajemnie. |
Rysunek B – Interpretacja: Czysto hodowlani, homozygotycznie zmutowani rodzice mieli nieznane genotypy przed testem komplementacji, ale można było założyć, że mieli albo mutacje w tych samych genach (Przypadek 1), albo w różnych genach (Przypadek 2). W przypadku 1, wszystkie potomstwa miałyby fenotyp mutanta, ponieważ wszystkie miałyby ten sam, homozygotyczny genotyp co rodzice. W przypadku 2, każde z rodziców ma mutację w innym genie, dlatego żadne z potomstwa F1 nie będzie homozygotycznie zmutowane w żadnym z locus. Zauważmy, że genotyp w przypadku 1 można zapisać jako aa lub aaBB. (Original-Deyholos-CC:AN) |
.