Die Untersuchung zellulärer Veränderungen oder Mutationen ist ein Hauptforschungsbereich in der Genetik. Ein für Wissenschaftler interessanter Bereich betrifft die Frage, wie ein Organismus genetische Anomalien überwinden kann, um die normalisierte Version eines Merkmals beizubehalten. Ergänzungstests können dieses Problem lösen, indem sie Organismen mit genetischen Mutationen und deren Nachkommen untersuchen. Wenn ein Nachkommenmerkmal auch bei bekannten genetischen Mutationen normal exprimiert wird, spricht man von einer komplementären genetischen Verwandtschaft.
Um Komplementation zu verstehen, müssen zunächst bestimmte genetische Begriffe definiert werden. Genexpressionen sind auf der grundlegendsten Ebene der Komplementierung, und Gene sind kleine Einheiten innerhalb eines Organismus, die Eigenschaften besitzen und weitergeben. Sie bestehen aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) und Ribonukleinsäure (RNA). Die verschiedenen Formen eines Gens werden als Allele bezeichnet, und jedes Gen ist auf DNA-Strukturen gespeichert, die als Chromosomen bezeichnet werden. Ein Gen kann in Form von Buchstabensymbolen, die Genotypen genannt werden, exprimiert werden, aber seine tatsächliche physische Expression in Form eines Merkmals – wie blaue Augen – wird als Phänotyp bezeichnet.
Da die meisten Organismen zwei Chromosomensätze haben, weist jedes Merkmal im Allgemeinen ein Gen auf jedem Chromosom auf. Wenn die Allele der beiden Gene gleich sind, wird die Expression als homozygot bezeichnet. Sind jedoch die Genallele auf den Chromosomen unterschiedlich, ergibt sich eine heterozygote Expression.
Wissenschaftler ziehen die Komplementation in Betracht, wenn sie genetische Mutationen untersuchen. Diese Anomalien entstehen, wenn eine Transformation innerhalb der DNA stattfindet. Sie können aufgrund von Umweltfaktoren oder durch zelluläre Fehler oder Prozesse auftreten. Mutationen sind eher rezessiv – oder weniger häufig und einflussreich – als dominant. Wenn ein Phänotyp oder eine physikalische Expression eher Teil des normalen Durchschnitts als eine mutierte Expression ist, wird dies als Wildtyp-Phänotyp bezeichnet.
Eine Komplementierung ergibt sich, wenn eine Zelle oder ein Organismus eine normale genetische Expression aufweist, selbst wenn sie das Produkt zweier bekannter Mutationen ist. Bei den Fruchtfliegenarten haben die meisten Fliegen beispielsweise rote Augen. Mutanten haben jedoch weiße Augen. Wenn der Nachwuchs von zwei weißäugigen Fruchtfliegen rote Augen besitzt, dann hatte der Nachwuchs wahrscheinlich komplementäre genetische Merkmale.
Solche Schlussfolgerungen können gezogen werden, weil Mutationen rezessive Merkmale sind, die zwei verschiedene rezessive Beiträge erfordern. Wenn eine Mutation an verschiedenen Genen stattfindet, können die dominanten Versionen des Gens eines Organismus die rezessive Version des Gens des zweiten Organismus ersetzen. Dies führt zu einem normalen Phänotyp.
Genetische Forscher finden in Komplementationstests nützlich, da Komplement-DNA und Komplementsequenz dazu beitragen können, festzustellen, wo bestimmte Mutationen an einem Gen auftreten und welche Gene für die Mutation verantwortlich sind. Diese Tests kombinieren zwei Zellen mit derselben exprimierten Mutation über einen Komplementrezeptor. Wie skizziert, untersuchen die Wissenschaftler dann, ob die Zellen einen Nachkommen produzieren, der auch die fragliche Mutation aufweist. Ein nicht komplementärer Befund warnt die Forscher, dass die Mutation wahrscheinlich in beiden Organismen auf demselben Gen auftritt. Wenn jedoch die Nachkommen die Mutation aufgehoben haben, ist die Anomalie höchstwahrscheinlich an zwei verschiedenen Genen aufgetreten.