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Lexikon der Biologie: Komplementation

Komplementation w [von *komplement- ], 1) intergene Komplementation, in einer diploiden, heterokaryoten oder merozygoten Zelle, besonders aber bei der Mischinfektion von Bakteriophagen die gegenseitige Ergänzung zweier Defektmutationen, die in trans-Konfiguration in 2 verschiedenen Genen liegen, zum Phänotyp des Wildtyps. Intergene Komplementation beruht darauf, daß das in der Regel nicht funktionelle Produkt des mutierten Gens durch das funktionell wirksame Produkt des homologen Wildtyp-DNA-Abschnitts kompensiert wird. Mit Hilfe des sog. Komplementationstests kann darüber entschieden werden, ob 2 vorliegende Mutationen, z.B. auf dem Genom von Phagen, ein und dasselbe Gen betreffen, also Allele darstellen, oder in 2 verschiedenen Genen liegen (Cis-Trans-Test). Im Fall von Phagen-Mutanten wird dazu eine Mischinfektion eines Bakterienstamms durchgeführt, d.h., Bakterien werden gleichzeitig mit beiden mutierten Phagen infiziert. Betreffen die beiden Mutationen 2 verschiedene Gene, so können in den infizierten Bakterienzellen, die bezüglich der eingedrungenen Phagen-DNA als partiell diploid aufzufassen sind, die jeweils nicht mutierten Gene die Wildtyp-Funktion ausüben, so daß insgesamt nach einer Mischinfektion Phagen-Plaques entstehen wie nach der Infektion mit einem Wildtyp-Phagen. Betreffen die beiden Mutationen ein und dasselbe Gen, liegt also kein Wildtypallel vor, so können sich die defekten Funktionen des betreffenden Gens bei einer Mischinfektion nicht komplementieren (mit Ausnahme von intragener Komplementation). 2) intragene Komplementation, in einer diploiden, heterokaryoten oder merozygoten Zelle die Ergänzung zweier in trans-Konfiguration vorliegender Mutationen in ein und demselben Gen (also zweier Allele) zum Wildtyp ( vgl. Abb. ). In der Regel handelt es sich dabei um Punktmutationen, die auf den homologen DNA-Abschnitten zwar innerhalb des gleichen Gens, aber nicht an gleicher Position liegen.



Komplementation

Intragene Komplementation (Abb.) tritt auf bei Genen, die für multimer aufgebaute Proteine mit 2 oder mehreren identischen Untereinheiten codieren (z.B. αα). Liegen in trans-Konfiguration 2 unterschiedliche Mutationen des gleichen Gens (z.B. α1 und α2) vor, so kann es vorkommen, daß sich die beiden defekten Untereinheiten zu einem Protein mit normaler oder nur unwesentlich reduzierter Aktivität ergänzen.
Bei der gelegentlich beobachteten negativen intragenen Komplementation verhindert ein einziges Defektallel (trotz Vorhandenseins des entsprechenden Wildtypallels und der dadurch möglichen Bildung von funktionell intaktem Polypeptid) durch das von ihm codierte defekte Polypeptid (z.B. α1) die normale Funktion eines aus mehreren identischen Polypeptiden bestehenden Proteins.

Copyright 1999 Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg

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