7.11E: Komplementering

Komplementering henviser til et forhold mellem to forskellige stammer af en organisme, som begge har homozygote recessive mutationer, der producerer den samme fænotype (f.eks. en ændring i vingestrukturen hos fluer), men som ikke ligger på det samme (homologe) gen.

Disse stammer er ægte avl for deres mutation. Hvis nogle af disse stammer, når de krydses med hinanden, viser genvinding af vildtypefænotypen hos nogle af deres afkom, siger man, at de viser “genetisk komplementering”. Når dette sker, leverer hver stammes haploid en wild-type-allel, der “supplerer” den muterede allel i den anden stammes haploid, hvilket medfører, at afkommet har heterozygote mutationer i alle relaterede gener. Da mutationerne er recessive, vil afkommet udvise wild-type-fænototypen.

En komplementeringstest (undertiden kaldet en “cis-trans”-test) henviser til dette forsøg, der er udviklet af den amerikanske genetiker Edward B. Lewis. Det besvarer spørgsmålet: “Redder en vildtypekopi af gen X funktionen af den mutantallel, som menes at definere gen X?”. Hvis der findes en allel med en observerbar fænotype, hvis funktion kan varetages af en vild type genotype (dvs. allelen er recessiv), kan man spørge, om den funktion, der gik tabt på grund af den recessive allel, kan varetages af en anden mutantgenotype. Hvis ikke, må de to alleler være defekte i det samme gen. Det smukke ved denne test er, at karaktertrækket kan tjene som en aflæsning af genets funktion, selv uden at man ved, hvad genet gør på molekylært niveau.

Komplementering opstår, fordi tab af funktion i gener, der er ansvarlige for forskellige trin i den samme stofskiftevej, kan give anledning til den samme fænotype. Når stammer avles sammen, arver afkommet wildtype-versioner af hvert gen fra begge forældre. Da mutationerne er recessive, er der tale om en genoprettelse af funktionen i den pågældende vej, så afkommet genvinder wild-type-fænotypen. Testen anvendes således til at afgøre, om to uafhængigt afledte recessive mutantfænotyper er forårsaget af mutationer i det samme gen eller i to forskellige gener. Hvis begge forældrestammer har mutationer i det samme gen, nedarves ingen normale versioner af genet til afkommet; de udtrykker den samme mutantfænotype, og komplementering har ikke fundet sted.

Med andre ord, hvis kombinationen af to haploide genomer indeholdende forskellige recessive mutationer giver en mutantfænotype, er der tre muligheder: Mutationerne forekommer i det samme gen; den ene mutation påvirker ekspressionen af den anden; den ene mutation kan resultere i et hæmmende produkt. Hvis kombinationen af to haploide genomer, der indeholder forskellige recessive mutationer, giver den vilde type fænotype, må mutationerne være i forskellige gener.