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hypothetisches Beispiel einer violetten Blume

Am einfachsten lässt sich ein Komplementationstest anhand eines Beispiels verstehen (Abb.4.9). Das Pigment in einer violetten Blüte könnte von einem biochemischen Weg abhängen, ähnlich wie die biochemischen Wege, die zur Produktion von Arginin in Neurospora führen (Übersicht in Kapitel 1). Eine Pflanze, der die Funktion von Gen A (Genotyp aa) fehlt, würde mutierte, weiße Blüten produzieren, die genauso aussehen wie die Blüten einer Pflanze, der die Funktion von Gen B (Genotyp bb) fehlt. (Auf die Genetik der beiden Loci wird in den folgenden Kapiteln näher eingegangen.) Sowohl A als auch B sind Enzyme in demselben Stoffwechselweg, der von der farblosen Verbindung Nr. 1 über die farblose Verbindung Nr. 2 bis zum violetten Pigment führt. Wenn einer der beiden Schritte blockiert wird, führt dies zu einer weißen Mutante und nicht zu einer violetten Blume des Wildtyps.

Stämme mit Mutationen in Gen A können als Genotyp aa dargestellt werden, während Stämme mit Mutationen in Gen B als bb dargestellt werden können. Da es hier zwei Gene gibt, A und B, kann jeder dieser mutierten Stämme vollständiger als aaBB und AAbb dargestellt werden. (LERNHINWEIS: Schüler vergessen oft, dass Genotypen normalerweise nur mutierte Loci zeigen, man muss sich jedoch daran erinnern, dass alle anderen Gene als Wildtyp angenommen werden.)

Wenn diese beiden Stämme miteinander gekreuzt werden, werden die resultierenden Nachkommen alle AaBb sein. Sie haben sowohl ein funktionelles A-Gen als auch ein B-Gen vom Wildtyp und haben daher eine pigmentierte, violette Blüte, einen Wildtyp-Phänotyp. Dies ist ein Beispiel für Komplementation. Gemeinsam bieten beide Stämme das, was dem anderen fehlt (AaBb). Die Mutationen liegen in verschiedenen Genen und werden daher als nicht-allelische Mutationen bezeichnet.

Wenn wir nun einen dritten reinrassigen, unabhängig abgeleiteten Mutantenstamm mit weißer Blüte vorfinden, wissen wir zunächst nicht, ob er in Gen A oder Gen B (oder möglicherweise in einem ganz anderen Gen) mutiert ist. Mit Hilfe von Komplementationstests können wir feststellen, welches Gen mutiert ist. Um einen Komplementationstest durchzuführen, werden zwei homozygote Individuen mit ähnlichem Mutationsphänotyp gekreuzt (Abbildung \(\PageIndex{10}\)).

Wenn die F1-Nachkommen alle den gleichen Mutationsphänotyp aufweisen (Fall 1 – Abbildung \(\PageIndex{10}\)A), dann schließen wir daraus, dass in beiden Elternteilen das gleiche Gen mutiert ist. Diese Mutationen würden dann als allelische Mutationen – am gleichen Genort – bezeichnet werden. Diese Mutationen KOMPLIZIEREN sich NICHT (sie bleiben mutiert). Dabei kann es sich entweder um genau dieselben mutierten Allele handeln oder um verschiedene Mutationen in demselben Gen (allelisch).

Wenn dagegen die F1-Nachkommen alle als Wildtyp erscheinen (Fall 2 – Abbildung \(\PageIndex{10}\)B), dann trägt höchstwahrscheinlich jeder der Elternteile eine Mutation in einem anderen Gen. Diese Mutationen würden dann als nicht-allelische Mutationen bezeichnet – an einem anderen Genort. Diese Mutationen KOMPLIZIEREN sich gegenseitig.

Anmerkung: Damit Mutationen in Komplementationstests verwendet werden können, müssen sie (1) in der Regel reinerbig sein (homozygot am mutierten Locus) und (2) rezessiv sein. Dominante Mutationen können in Komplementationstests NICHT verwendet werden. Denken Sie auch daran, dass bei einigen mutierten Stämmen mehr als ein Genort mutiert sein kann und daher Mutanten von mehr als einem anderen Ort (oder einer Gruppe) nicht komplementär sind.

A.		B.
	Abbildung \(\PageIndex{10}\)A – Beobachtung: Bei einem typischen Komplementationstest sind die Genotypen der beiden Elternteile unbekannt (obwohl es sich um reinrassige, homozygote Mutanten handeln muss). Wenn die F1-Nachkommen alle einen mutierten Phänotyp aufweisen (Fall 1), liegt keine Komplementierung vor. Sind die F1-Nachkommen alle Wildtyp, haben sich die Mutationen erfolgreich komplementiert.		Abbildung \(\PageIndex{10}\)B – Interpretation: Die reinrassigen, homozygoten Mutanteneltern hatten vor dem Komplementationstest unbekannte Genotypen, aber es konnte angenommen werden, dass sie entweder Mutationen in denselben Genen (Fall 1) oder in verschiedenen Genen (Fall 2) hatten. Im Fall 1 würden alle Nachkommen den Phänotyp der Mutation aufweisen, da sie alle den gleichen homozygoten Genotyp wie die Eltern hätten. Im Fall 2 hat jeder Elternteil eine Mutation in einem anderen Gen, so dass keine der F1-Nachkommenschaft an einem der beiden Loci homozygot mutiert wäre. Man beachte, dass der Genotyp in Fall 1 entweder als aa oder als aaBB geschrieben werden könnte. (Original-Deyholos-CC:AN)