El estudio de los cambios celulares, o mutaciones, es un área de investigación primordial en genética. Un área de interés para los científicos se refiere a cómo un organismo puede superar las anomalías genéticas para retener la versión normalizada de un rasgo. Las pruebas de complementación pueden abordar este problema mediante el estudio de organismos con mutaciones genéticas y su descendencia. Si un rasgo de la descendencia se expresa normalmente incluso en presencia de mutaciones genéticas conocidas, se dice que la relación genética es complementaria.
Para comprender la complementación, primero se deben definir ciertos términos genéticos. Las expresiones génicas se encuentran en el nivel más básico de complementación, y los genes son pequeñas unidades dentro de un organismo que mantienen y transmiten rasgos. Están compuestos de ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN). Las diferentes formas de un gen se conocen como alelos y cada gen se almacena en estructuras de ADN llamadas cromosomas. Un gen puede expresarse en forma de símbolos de letras llamados genotipos, pero su expresión física real en forma de rasgo, como los ojos azules, se llama fenotipo.
Dado que la mayoría de los organismos tienen dos conjuntos de cromosomas, cada rasgo generalmente tendrá un gen en cada cromosoma. Cuando los alelos de los dos genes son iguales, la expresión se denomina homocigótica. Sin embargo, si los alelos de los genes en los cromosomas son diferentes, se produce una expresión heterocigótica.
Los científicos consideran la complementación al estudiar mutaciones genéticas. Estas anomalías surgen cuando se produce una transformación dentro del ADN. Pueden ocurrir debido a factores ambientales o por errores o procesos celulares. Las mutaciones tienden a ser recesivas, o menos comunes e influyentes, en lugar de dominantes. Cuando un fenotipo, o expresión física, es parte del promedio normal en lugar de una expresión mutada, se conoce como fenotipo de tipo salvaje.
La complementación se produce cuando una célula u organismo tiene una expresión genética normal, incluso si es el producto de dos mutaciones conocidas. Por ejemplo, en las especies de moscas de la fruta, la mayoría de las moscas tienen ojos rojos. Los mutantes, sin embargo, tienen ojos blancos. Si la descendencia de dos moscas de la fruta de ojos blancos posee ojos rojos, es probable que la descendencia tenga características genéticas complementarias.
Se pueden sacar tales conclusiones porque las mutaciones son rasgos recesivos que requieren dos contribuciones recesivas diferentes. Si se produce una mutación en diferentes genes, entonces las versiones dominantes del gen de un organismo podrían reemplazar a la versión recesiva del gen del segundo organismo. Esto produce un fenotipo normal.
Los investigadores genéticos encuentran utilidad en las pruebas de complementación porque el ADN del complemento y la secuencia del complemento pueden ayudar a determinar dónde surgen mutaciones específicas en un gen y qué genes son responsables de la mutación. Estas pruebas combinan dos células con la misma mutación expresada a través de un receptor del complemento. Como se describe, los científicos luego estudian si las células producen una descendencia que también tenga la mutación en cuestión. Un hallazgo de no complementación alerta a los investigadores de que la mutación probablemente ocurre en el mismo gen en ambos organismos. Sin embargo, si la descendencia ha abolido la mutación, lo más probable es que la anomalía se haya producido en dos genes diferentes.