Oppimistavoitteet
- Erittele geneettisen komplementaation mekanismi
Komplementaatiolla tarkoitetaan kahden erilaisen organismin kannan välistä suhdetta, joissa molemmissa on homotsygoottisia resessiivisiä mutaatioita, jotka tuottavat saman fenotyypin (esimerkiksi siipirakenteen muuttumisen kärpäsillä), mutta jotka eivät sijaitse samalla (homologisella) geenillä.
Nämä kannat ovat mutaationsa puolesta aitoa jalostusta. Jos kun nämä kannat risteytetään keskenään, jotkut jälkeläiset osoittavat villin tyypin fenotyypin palautumista, niiden sanotaan osoittavan ”geneettistä komplementtia”. Tällöin kunkin kannan haploidi tuottaa villin tyypin alleelin ”täydentämään” toisen kannan haploidin mutatoitunutta alleelia, jolloin jälkeläisillä on heterotsygoottisia mutaatioita kaikissa asiaan liittyvissä geeneissä. Koska mutaatiot ovat resessiivisiä, jälkeläisillä on villin tyypin fenotyyppi.
Komplementaatiokokeella (jota kutsutaan joskus ”cis-trans”-testiksi) tarkoitetaan tätä kokeilua, jonka kehitti amerikkalainen geneetikko Edward B. Lewis. Se vastaa kysymykseen: ”Pelastaako geenin X villityyppinen kopio sen mutanttialleelin toiminnan, jonka uskotaan määrittävän geenin X?”. Jos on olemassa alleeli, jolla on havaittavissa oleva fenotyyppi, jonka toiminto voidaan tarjota villin tyypin genotyypillä (eli alleeli on resessiivinen), voidaan kysyä, voidaanko resessiivisen alleelin vuoksi menetetty toiminto tarjota toisella mutanttigenotyypillä. Jos näin ei ole, molempien alleelien on oltava viallisia samassa geenissä. Tämän testin kauneus on siinä, että ominaisuus voi toimia geenin toiminnan lukijana myös ilman tietoa siitä, mitä geeni tekee molekyylitasolla.
Komplementaatio johtuu siitä, että saman aineenvaihduntareitin eri vaiheista vastaavien geenien toimintakadot voivat aiheuttaa saman fenotyypin. Kun kantoja jalostetaan keskenään, jälkeläiset perivät kummankin geenin villityyppiversiot kummaltakin vanhemmalta. Koska mutaatiot ovat resessiivisiä, kyseisen reitin toiminta palautuu, joten jälkeläiset saavat takaisin villityyppisen fenotyypin. Näin ollen testiä käytetään päättämään, johtuvatko kaksi toisistaan riippumattomasti syntynyttä resessiivistä mutanttifenotyyppiä saman geenin vai kahden eri geenin mutaatioista. Jos molemmissa vanhemmissa kannoissa on mutaatioita samassa geenissä, jälkeläiset eivät peri geenin normaaleja versioita; ne ilmentävät samaa mutanttista fenotyyppiä, eikä komplementaatiota ole tapahtunut.
Muilla sanoilla, jos kahden eri resessiivisiä mutaatioita sisältävän haploidisen genomin yhdistelmä tuottaa mutanttisen fenotyypin, on olemassa kolme mahdollisuutta: Mutaatiot esiintyvät samassa geenissä; Toinen mutaatio vaikuttaa toisen geenin ilmentymiseen; Toinen mutaatio voi johtaa inhiboivaan tuotteeseen. Jos kahden eri resessiivisiä mutaatioita sisältävän haploidisen genomin yhdistelmä tuottaa villin tyypin fenotyypin, mutaatioiden on oltava eri geeneissä.
Key Points
- Komplementaatiotesti vastaa kysymykseen: ”Pelastaako geenin X villityyppikopio sen mutanttialleelin toiminnan, jonka uskotaan määrittelevän geenin X?”. ”.
- Komplementaatio syntyy, koska saman aineenvaihduntareitin eri vaiheista vastaavien geenien toiminnan menetys voi aiheuttaa saman fenotyypin.
- Kun kantoja jalostetaan keskenään, jälkeläiset perivät jommaltakummalta vanhemmalta villityyppiset versiot kummastakin geenistä.
Keskeiset termit
- Komplementaatio: Genetiikassa komplementaatiolla tarkoitetaan kahden eri organismin kannan välistä suhdetta, joissa molemmissa on homotsygoottisia resessiivisiä mutaatioita, jotka tuottavat saman fenotyypin (esimerkiksi siipirakenteen muutoksen kärpäsillä), mutta jotka eivät sijaitse samalla (homologisella) geenillä.
- mutaatio: Mikä tahansa periytyvä muutos perintöaineksen emäsparisekvenssissä.
- homotsygootti: organismista, jossa tietyn geenin molemmissa kopioissa on sama alleeli