Komplementationsprüfung
Gelegentlich werden mehrere Mutationen eines einzigen Wildtyp-Phänotyps beobachtet. Die entsprechende genetische Frage ist, ob eine dieser Mutationen in einem einzigen Gen liegt oder ob jede Mutation eines der mehreren Gene darstellt, die für die Ausprägung des Phänotyps erforderlich sind. Der einfachste Test zur Unterscheidung zwischen diesen beiden Möglichkeiten ist der Komplementationstest. Der Test ist einfach durchzuführen – zwei Mutanten werden gekreuzt, und die F1 wird analysiert. Wenn die F1 den Phänotyp des Wildtyps aufweist, kann man daraus schließen, dass jede Mutation in einem der beiden möglichen Gene liegt, die für den Phänotyp des Wildtyps erforderlich sind. Wenn genetisch nachgewiesen wird, dass zwei (oder mehr) Gene einen Phänotyp kontrollieren, spricht man von einer Komplementationsgruppe. Wenn die F1 jedoch nicht den Wildtyp-Phänotyp, sondern einen mutierten Phänotyp aufweist, kann man daraus schließen, dass beide Mutationen in demselben Gen auftreten.
Diese beiden Ergebnisse lassen sich erklären, wenn man die Bedeutung der Gene für die phänotypische Funktion betrachtet. Wenn zwei getrennte Gene beteiligt sind, wird jede Mutante eine Läsion in einem Gen aufweisen, während das zweite Gen als Wildtyp erhalten bleibt. Wenn die F1 erzeugt wird, exprimiert sie das mutierte Allel von Gen A und das Wildtyp-Allel von Gen B (das jeweils von einem der mutierten Elternteile stammt). Die F1 exprimiert auch das Wildtyp-Allel für Gen A und das mutierte Allel für Gen B (das von dem anderen mutierten Elternteil stammt). Da die F1 beide erforderlichen Wildtyp-Allele exprimiert, wird der Wildtyp-Phänotyp beobachtet.
Umgekehrt, wenn die Mutationen in demselben Gen liegen, wird jedes Homolog eine mutierte Version des Gens in der F1 exprimieren. Ohne ein normal funktionierendes Genprodukt in dem Individuum entsteht ein mutierter Phänotyp.
Die Augenfarbe bei Drosphila ist ein gutes Modell zur Demonstration des Komplementationstests. Es wurde eine breite Palette von Spontanmutationen untersucht. Diese Experimente zeigten, dass fünf Gene (weiß, rubinrot, zinnoberrot, granatrot und nelkenrot), die die Augenfarbe kontrollieren, innerhalb von 60 cM voneinander auf dem X-Chromosom liegen. Das dominante Wildtyp-Allel für jedes Gen erzeugt die tiefroten Augen. Die mutierten Allele erzeugen eine andere Farbe. Wenn Mutanten eines dieser fünf Gene gekreuzt werden, würde die F1 eine tiefrote Augenfarbe aufweisen (Wildtyp-Phänotyp).
Fünf verschiedene Allele (buff, coral, apricot, white und cherry) sind auch für das weiße Gen bekannt, wobei jedes eine Mutation an einer anderen Stelle des Gens darstellt. Wenn mutierte Fliegen für eines der fünf weißen Allele gekreuzt werden, würden die F1-Nachkommen eine mutierte Augenfarbe haben. Zwei Gene, die an der Ausprägung eines Phänotyps beteiligt sind, ergänzen sich also gegenseitig. Eine Komplementierung zwischen zwei Allelen desselben Gens findet jedoch nicht statt.
