Epistaas
Supressorite ja sünteetilise letaalsuse uuring on epistaatilise analüüsi aluseks. Epistaasiks ("epistasis") nimetatakse mittealleelsete geenide produktide vastastikust mõju. Mõiste võttis kasutusele W. Bateson (Bateson, 1907). Epistaas on geneetiline interaktsioon, mille korral ühe geeni mutatsioon varjab või vaigistab teises lookuses asuva mutatsiooni fenotüübi avaldumise. Allasurutavat geeni nimetatakse hüpostaatiliseks ("hypostatic").
Juhul kui kaks mutantset geeni, mis asuvad ühes haploidses rakus, põhjustavad fenotüübi, mis on identne nende mutantsete geenide poolt üksikult tekitatud fentüübiga, siis need kaks geeni on epistaatilised. Juhul kui mõlemat mutatsiooni omaval haploidsel mutandil on võimendatud fenotüüpi, siis need kaks geeni kuuluvad erinevatesse epistaatilistesse rühmadesse.
Biokeemiliste radade puhul on kaksikmutandil sama fenotüüp mis eespool asuvat reaktsiooni läbiviiva ensüümi mutandil. Seega on eespool oleva etapi mutant epistaatiline hilisema etapi mutandi suhtes. Näiteks, mutageneesi käigus eraldati 4 retsessiivset Neurospora crassa arginiini auksotroofset mutanti. Analüüsiti nende mutantide võimet kasvada erinevates minimaalsöötmetes. Tulemused on toodud tabelis 2.
Tabel 2. Neurospora crassa tüvede kasv erinevate lisanditega minimaalsöötmes. "+" tähistab rakkude kasvu, "-" tähistab kasvu puudumist.
| Lisandid | |||||
| Uuritud tüvi |
Lisandid puuduvad
|
Ornitiin | Tsitruliin |
Arginiinosuktsinaat | Arginiin |
| metsiktüüpi Arg+ |
+ | + | + | + | + |
| Arg-E- | - | + | + | + | + |
| Arg-F- | - | - | + | + | + |
| Arg-G- | - | - | - | + | + |
| Arg-H- | - | - | - | - | + |
Mutantide analüüs võimaldab välja selgitada arginiini biosünteesi raja. Metsiktüüpi Arg+ rakud ei vaja lisandeid, et kasvada minimaalsöötmes. Seevastu, Arg-E- kasvab kui söötmesse lisada ornitiini. Seega on Arg-E- mutant võimeline kasutama ornitiini ning jätkama arginiini biosünteesi rada. Mutant Arg-F- vajab lisaks ornitiinile ka tsitruliini, et arginiini biosüntees toimuks. Seega kodeerib ARG-F ensüümi, mis on vajalik tsitruliini sünteesiks, jne. Mutantide analüüsil kindlaks tehtud Neurospora crassa arginiini biosünteesi raja osa on toodud joonisel 15.
Joonis 15. Osa Neurospora crassa arginiini biosünteesi rajast.
Signaaliülekande radade puhul on kaksikmutandil sama fenotüüp mis rajas tagapool asuvat etappi reguleeriva geeni mutandil. Seega on tagapool asuva etapi mutant epistaatiline eespool paikneva etapi mutandi suhtes. Näiteks on toodud signaaliülekande rada joonisel 16. Positiivsed regulaatorid (näidatud nooltega) on vajalikud järgmise etapi toimumiseks. Nende geenide deletsioonimutantides ei tunta signaali ära ning geeniekspressiooni ei aktiveerita. Negatiivsed regulaatorid (näidatud ristidega) represseerivad järgmise etapi toimumist. Nende geenide deletsioonimutantides on geeniekspressioon aktiveeritud kogu aeg ning see aktivatsioon on sõltumatu signaali olemasolust. Seega, mutant b- ei tunneta signaali ning nendes rakkudes geeniekspressiooni ei aktiveerita. Mutandis d- on geeniekspressioon konstitutiivselt aktiveeritud ning see ei allu regulatsioonile signaali poolt. Kaksikmutant b-d- omab mutandi d- fenotüüpi, st. geeniekspressioon on signaalist sõltumatult aktiveeritud.
Epistaas ei ole sama mis dominantsus. Epistaasi puhul varjab ühe geeni alleel teise geeni alleeli ekspressiooni. Dominantsuse korral varjab geeni alleel teise, sellesama geeni alleeli ekspressiooni.