Studiul modificărilor celulare, sau al mutațiilor, este un domeniu principal de cercetare în genetică. Un domeniu de interes pentru oamenii de știință se referă la modul în care un organism poate depăși anomaliile genetice pentru a păstra versiunea normalizată a unei trăsături. Testele de completare pot aborda această problemă prin studierea organismelor cu mutații genetice și a descendenților lor. Dacă o trăsătură a descendenței este exprimată în mod normal chiar și în prezența mutațiilor genetice cunoscute, atunci se spune că relația genetică este complementară.
Pentru a înțelege complementarea, trebuie mai întâi definiți anumiți termeni genetici. Expresiile genelor sunt la cel mai elementar nivel de complementaritate, iar genele sunt mici unități dintr-un organism care dețin și transmit trăsături. Sunt formați din acid dezoxiribonucleic (ADN) și acid ribonucleic (ARN). Diferitele forme ale unei gene sunt cunoscute sub numele de alele și fiecare genă este stocată pe structurile ADN numite cromozomi. O genă poate fi exprimată sub formă de simboluri cu litere numite genotipuri, dar expresia ei fizică reală sub forma unei trăsături – cum ar fi ochii albaștri – se numește fenotip.
Deoarece majoritatea organismelor au două seturi de cromozomi, fiecare trăsătură va avea, în general, o genă pe fiecare cromozom. Când alelele celor două gene sunt aceleași, expresia este denumită homozigotă. Dacă, totuși, alelele genelor de pe cromozomi sunt diferite, rezultă o expresie heterozigotă.
Oamenii de știință iau în considerare complementarea atunci când studiază mutațiile genetice. Aceste anomalii apar atunci când are loc o transformare în ADN. Ele pot apărea din cauza factorilor de mediu sau a unor erori sau procese celulare. Mutațiile tind să fie recesive – sau mai puțin frecvente și influente – mai degrabă decât dominante. Atunci când un fenotip, sau o expresie fizică, face parte din media normală, mai degrabă decât o expresie mutantă, este cunoscut ca un fenotip de tip sălbatic.
Complementarea rezultă atunci când o celulă sau un organism are o expresie genetică normală, chiar dacă este produsul a două mutații cunoscute. De exemplu, la speciile de muște de fructe, majoritatea muștelor au ochii roșii. Cu toate acestea, mutanții au ochii albi. Dacă descendenții a două muște de fructe cu ochi albi posedă ochi roșii, atunci urmașii probabil aveau caracteristici genetice complementare.
Astfel de concluzii pot fi trase deoarece mutațiile sunt trăsături recesive care necesită două contribuții recesive diferite. Dacă o mutație are loc pe gene diferite, atunci versiunile dominante ale genei unui organism ar putea înlocui versiunea recesivă a genei celui de-al doilea organism. Aceasta produce un fenotip normal.
Cercetătorii în genetică găsesc utilitate în testele de completare, deoarece ADN-ul și secvența complementului pot ajuta la determinarea locului în care apar mutații specifice pe o genă și care gene sunt responsabile pentru mutație. Aceste teste combină două celule cu aceeași mutație exprimată împreună prin intermediul unui receptor de complement. După cum sa subliniat, oamenii de știință studiază apoi dacă celulele produc un descendent care are și mutația în cauză. O constatare de non-complementare alertează cercetătorii că mutația are loc probabil pe aceeași genă în ambele organisme. Dacă, totuși, descendenții a abolit mutația, atunci anomalia a apărut cel mai probabil pe două gene diferite.