hypothetisch voorbeeld van paarse bloemen
De eenvoudigste manier om een complementatietest te begrijpen is aan de hand van een voorbeeld (Fig.4.9). Het pigment in een paarse bloem zou afhankelijk kunnen zijn van een biochemische route die veel lijkt op de biochemische routes die leiden tot de productie van arginine in Neurospora (bespreking in hoofdstuk 1). Een plant die de functie van gen A mist (genotype aa) zou gemuteerde, witte bloemen produceren die er net zo uitzien als de bloemen van een plant die de functie van gen B mist (genotype bb). (De genetica van twee loci wordt meer besproken in de volgende hoofdstukken.) Zowel A als B zijn enzymen in dezelfde route die leidt van een kleurloze verbinding#1, door en door kleurloze verbinding#2, naar het paarse pigment. Blokkades in een van beide stappen leiden tot een gemuteerde witte bloem, niet tot een paarse bloem van het wilde type.
Stammen met mutaties in gen A kunnen worden weergegeven als het genotype aa, terwijl stammen met mutaties in gen B kunnen worden weergegeven als bb. Aangezien er hier twee genen zijn, A en B, kan elk van deze gemuteerde stammen vollediger worden voorgesteld als aaBB en AAbb. (LERENDE OPMERKING: Leerlingen vergeten vaak dat genotypen gewoonlijk alleen mutant loci weergeven, maar men moet onthouden dat alle andere genen verondersteld worden wild type te zijn.)
Als deze twee stammen met elkaar worden gekruist, zullen de daaruit voortkomende nakomelingen allemaal AaBb zijn. Zij zullen zowel een wildtype, functioneel A-gen als B-gen hebben en dus een gepigmenteerde, paarse bloem, een wildtype fenotype. Dit is een voorbeeld van complementatie. Samen levert elke stam wat de andere niet heeft (AaBb). De mutaties zitten in verschillende genen en worden daarom niet-allelische mutaties genoemd.
Nu, als we een derde raszuivere, onafhankelijk afgeleide gemuteerde witte-bloemenstam krijgen, weten we in eerste instantie niet of deze mutant is in gen A of gen B (of mogelijk een heel ander gen). We kunnen een complementatietest gebruiken om te bepalen welk gen gemuteerd is. Om een complementatietest uit te voeren, worden twee homozygote individuen met vergelijkbare mutante fenotypes gekruist (Figuur 1).
Als de F1 nakomelingen allemaal hetzelfde mutante fenotype hebben (Geval 1 – Figuur 1), dan concluderen we dat hetzelfde gen gemuteerd is in elke ouder. Deze mutaties zouden dan allelische mutaties genoemd worden – in dezelfde gen locus. Deze mutaties COMPLEMENTEREN elkaar NIET (nog steeds mutant). Dit kunnen ofwel precies dezelfde mutante allelen zijn, ofwel verschillende mutaties in hetzelfde gen (allelisch).
Achtergesteld dat de F1-afstammelingen allemaal wild-type lijken te zijn (Geval 2 – Figuur 10), dan draagt elk van de ouders hoogstwaarschijnlijk een mutatie in een ander gen. Deze mutaties zouden dan niet-allelische mutaties genoemd worden – in een verschillende gen locus. Deze mutaties COMPLEMENTEREN elkaar.
Noot: Mutaties kunnen alleen in complementatietests gebruikt worden als ze (1) meestal true-breeding (homozygoot op de mutant locus) zijn, en (2) recessieve mutaties zijn. Dominante mutaties KUNNEN NIET bij complementatietests worden gebruikt. Bedenk ook dat bij sommige gemuteerde stammen meer dan één gen locus gemuteerd kan zijn en dat mutanten van meer dan één andere locus (of groep) dus niet complementair zouden zijn.
| A. |  |
B. |  |
|
Figuur (Pagina-index{10})A – Waarneming: Bij een typische complementatietest zijn de genotypen van twee ouders onbekend (hoewel het zuivere fok, homozygote mutanten moeten zijn). Als de F1-nakomelingen allemaal een mutant fenotype hebben (Geval 1), is er geen complementatie. Als de F1-afstammelingen allemaal wild-type zijn, hebben de mutaties elkaar succesvol aangevuld. |
Figuurtje (Pagina-index{10})B – Interpretatie: De zuiver fokzuivere, homozygote mutantouders hadden vóór de complementatietest onbekende genotypes, maar er kon worden aangenomen dat zij ofwel mutaties in dezelfde genen (geval 1) ofwel in verschillende genen (geval 2) hadden. In geval 1 hebben alle nakomelingen het mutantfenotype, omdat ze allemaal hetzelfde homozygote genotype als de ouders hebben. In geval 2 heeft elke ouder een mutatie in een ander gen, zodat geen van de F1-nakomelingen homozygoot mutant op een van beide locus is. Merk op dat het genotype in geval 1 kan worden geschreven als aa of aaBB. (Origineel-Deyholos-CC:AN) |