hypoteettinen esimerkki violeteista kukista
Komplementaatiotestit on helpointa ymmärtää esimerkin avulla (kuva 4.9). Purppuranpunaisen kukan pigmentti voisi olla riippuvainen biokemiallisesta reitistä, joka muistuttaa pitkälti neurosporassa arginiinin tuotantoon johtavia biokemiallisia reittejä (katsaus luvussa 1). Kasvi, jolta puuttuu geenin A toiminta (genotyyppi aa), tuottaisi mutanttisia, valkoisia kukkia, jotka näyttäisivät aivan samalta kuin sellaisen kasvin kukat, jolta puuttuu geenin B toiminta (genotyyppi bb). (Kahden lokuksen genetiikkaa käsitellään tarkemmin seuraavissa luvuissa.) Sekä A että B ovat entsyymejä samassa polussa, joka johtaa värittömästä yhdisteestä nro 1, perusteellisesti värittömästä yhdisteestä nro 2, violettiin pigmenttiin. Estot jommassakummassa vaiheessa johtavat siihen, että mutantti saa aikaan valkoisen, ei villityypin violetin kukan.
Kannat, joissa on mutaatioita geenissä A, voidaan esittää genotyyppinä aa, kun taas kannat, joissa on mutaatioita geenissä B, voidaan esittää bb. Kun otetaan huomioon, että tässä on kaksi geeniä, A ja B, kukin näistä mutanttikannoista voidaan esittää täydellisemmin aaBB:nä ja AAbb:nä. (OPPIMISEN HUOMAUTUS: Opiskelijat unohtavat usein, että genotyypit ilmaisevat tavallisesti vain mutanttilokit, mutta on muistettava, että kaikkien muiden geenien oletetaan olevan villiä tyyppiä.)
Jos näitä kahta kantaa risteytetään keskenään, tuloksena syntyvistä jälkeläisistä tulee kaikista AaBb. Niillä on sekä villityyppinen, toimiva A-geeni että B-geeni ja niillä on siten pigmentoitunut, violetti kukka, villityyppinen fenotyyppi. Tämä on esimerkki komplementaatiosta. Yhdessä kumpikin kanta tarjoaa sen, mikä toiselta puuttuu (AaBb). Mutaatiot ovat eri geeneissä, joten niitä kutsutaan ei-alleelisiksi mutaatioiksi.
Nyt jos meille esitetään kolmas puhdasrotuinen, itsenäisesti johdettu valkoisen kukan mutaatiokanta, emme aluksi tiedä, onko se mutantti geenissä A vai geenissä B (tai mahdollisesti jossakin muussa geenissä ylipäätään). Voimme käyttää komplementaatiotestejä selvittääksemme, mikä geeni on mutatoitunut. Komplementaatiotestin suorittamiseksi risteytetään kaksi homotsygoottista yksilöä, joilla on samanlainen mutanttifenotyyppi (kuva \(\PageIndex{10}\)).
Jos F1-jälkeläisillä on kaikilla sama mutanttifenotyyppi (tapaus 1 – kuva \(\(\PageIndex{10}\)A), päättelemme, että kumpikin vanhempi on mutaantunut samasta geenistä. Näitä mutaatioita kutsutaan tällöin alleelimutaatioiksi – samassa geenipaikassa. Nämä mutaatiot EIVÄT KOMPLEMENTOI toisiaan (ovat edelleen mutantteja). Nämä voivat olla joko täsmälleen samoja mutanttialleeleja tai eri mutaatioita samassa geenissä (alleelisia).
Kääntäen, jos F1-jälkeläiset näyttävät kaikki olevan villityyppisiä (tapaus 2 – kuva \(\PageIndex{10}\)B), kumpikin vanhempi kantaa todennäköisesti mutaatiota eri geenissä. Näitä mutaatioita kutsutaan tällöin ei-alleelisiksi mutaatioiksi – eri geenipaikoilla. Nämä mutaatiot KOMPLEMENTOIVAT toisiaan.
Huomautus: Jotta mutaatioita voidaan käyttää komplementaatiotesteissä, ne ovat (1) yleensä aidosti sukusiitettyjä (homotsygootteja mutanttilokuksessa) ja (2) niiden on oltava resessiivisiä mutaatioita. Dominoivia mutaatioita EI SAA käyttää komplementaatiotesteissä. Muistakaa myös, että joissakin mutanttikannoissa voi olla mutaatioita useammassa kuin yhdessä geenipaikassa, eivätkä ne näin ollen pysty komplementoimaan mutantteja useammasta kuin yhdestä muusta geenipaikasta (tai ryhmästä).
| A. |  |
B. |  |
|
Kuvio \(\PageIndex{10}\)A – Havainto: Tyypillisessä komplementaatiokokeessa kahden vanhemman genotyypit ovat tuntemattomia (vaikka niiden on oltava puhdasrotuisia, homotsygoottisia mutantteja). Jos kaikilla F1-jälkeläisillä on mutanttinen fenotyyppi (tapaus 1), komplementaatiota ei tapahdu. Jos kaikki F1-jälkeläiset ovat villityyppisiä, mutaatiot ovat onnistuneesti täydentäneet toisiaan. |
Kuva \(\PageIndex{10}\)B – Tulkinta: Puhdasrotuisten, homotsygoottisten mutanttivanhempien genotyypit olivat tuntemattomia ennen komplementaatiotestiä, mutta voitiin olettaa, että niillä oli mutaatioita joko samoissa geeneissä (tapaus 1) tai eri geeneissä (tapaus 2). Tapauksessa 1 kaikilla jälkeläisillä olisi mutanttifenotyyppi, koska niillä kaikilla olisi sama homotsygoottinen genotyyppi kuin vanhemmilla. Tapauksessa 2 kummallakin vanhemmalla on mutaatio eri geenissä, joten yksikään F1-jälkeläisistä ei olisi homotsygoottisesti mutantti kummassakaan lokuksessa. Huomaa, että tapauksen 1 genotyyppi voidaan kirjoittaa joko aa tai aaBB. (Alkuperäinen-Deyholos-CC:AN) |