Η μελέτη των κυτταρικών αλλαγών ή μεταλλάξεων, είναι ένας πρωταρχικός ερευνητικός τομέας στη γενετική. Ένας τομέας που ενδιαφέρει τους επιστήμονες αφορά το πώς ένας οργανισμός μπορεί να ξεπεράσει τις γενετικές ανωμαλίες για να διατηρήσει την κανονικοποιημένη εκδοχή ενός χαρακτηριστικού. Οι δοκιμές συμπλήρωσης μπορούν να αντιμετωπίσουν αυτό το ζήτημα μελετώντας οργανισμούς με γενετικές μεταλλάξεις και τους απογόνους τους. Εάν ένα χαρακτηριστικό των απογόνων εκφράζεται κανονικά ακόμη και με την παρουσία γνωστών γενετικών μεταλλάξεων, τότε η γενετική σχέση λέγεται ότι είναι συμπληρωματική.
Για να κατανοήσουμε τη συμπλήρωση, πρέπει πρώτα να οριστούν ορισμένοι γενετικοί όροι. Οι γονιδιακές εκφράσεις βρίσκονται στο πιο βασικό επίπεδο συμπλήρωσης και τα γονίδια είναι μικρές μονάδες μέσα σε έναν οργανισμό που κρατούν και μεταβιβάζουν χαρακτηριστικά. Αποτελούνται από δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) και ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA). Οι διαφορετικές μορφές ενός γονιδίου είναι γνωστές ως αλληλόμορφα και κάθε γονίδιο αποθηκεύεται σε δομές DNA που ονομάζονται χρωμοσώματα. Ένα γονίδιο μπορεί να εκφράζεται με τη μορφή συμβόλων γραμμάτων που ονομάζονται γονότυποι, αλλά η πραγματική του φυσική έκφραση με τη μορφή ενός χαρακτηριστικού – όπως τα μπλε μάτια – ονομάζεται φαινότυπος.
Δεδομένου ότι οι περισσότεροι οργανισμοί έχουν δύο σύνολα χρωμοσωμάτων, κάθε χαρακτηριστικό θα έχει γενικά ένα γονίδιο σε κάθε χρωμόσωμα. Όταν τα αλληλόμορφα των δύο γονιδίων είναι τα ίδια, η έκφραση αναφέρεται ως ομόζυγη. Εάν, ωστόσο, τα γονιδιακά αλληλόμορφα στα χρωμοσώματα είναι διαφορετικά, προκύπτει ετερόζυγη έκφραση.
Οι επιστήμονες εξετάζουν τη συμπλήρωση όταν μελετούν γενετικές μεταλλάξεις. Αυτές οι ανωμαλίες προκύπτουν όταν λαμβάνει χώρα ένας μετασχηματισμός εντός του DNA. Μπορούν να προκύψουν λόγω περιβαλλοντικών παραγόντων ή από κυτταρικά σφάλματα ή διεργασίες. Οι μεταλλάξεις τείνουν να είναι υπολειπόμενες – ή λιγότερο συχνές και με επιρροή – και όχι κυρίαρχες. Όταν ένας φαινότυπος ή φυσική έκφραση είναι μέρος του κανονικού μέσου όρου και όχι μια μεταλλαγμένη έκφραση, είναι γνωστός ως φαινότυπος άγριου τύπου.
Η συμπλήρωση προκύπτει όταν ένα κύτταρο ή ένας οργανισμός έχει φυσιολογική γενετική έκφραση ακόμα κι αν είναι προϊόν δύο γνωστών μεταλλάξεων. Για παράδειγμα, στο είδος της καρπόμυγας, οι περισσότερες μύγες έχουν κόκκινα μάτια. Οι μεταλλαγμένοι, ωστόσο, έχουν λευκά μάτια. Εάν ο απόγονος δύο μυγών με λευκά μάτια έχει κόκκινα μάτια, τότε ο απόγονος πιθανότατα είχε συμπληρωματικά γενετικά χαρακτηριστικά.
Τέτοια συμπεράσματα μπορούν να εξαχθούν επειδή οι μεταλλάξεις είναι υπολειπόμενα γνωρίσματα που απαιτούν δύο διαφορετικές υπολειπόμενες συνεισφορές. Εάν λάβει χώρα μια μετάλλαξη σε διαφορετικά γονίδια, τότε οι κυρίαρχες εκδόσεις του γονιδίου ενός οργανισμού θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν την υπολειπόμενη έκδοση του γονιδίου του δεύτερου οργανισμού. Αυτό παράγει έναν κανονικό φαινότυπο.
Οι γενετικοί ερευνητές βρίσκουν χρησιμότητα στις δοκιμές συμπλήρωσης επειδή το DNA του συμπληρώματος και η αλληλουχία του συμπληρώματος μπορούν να βοηθήσουν στον προσδιορισμό του πού προκύπτουν συγκεκριμένες μεταλλάξεις σε ένα γονίδιο και ποια γονίδια είναι υπεύθυνα για τη μετάλλαξη. Αυτές οι δοκιμές συνδυάζουν δύο κύτταρα με την ίδια εκφρασμένη μετάλλαξη μαζί μέσω ενός υποδοχέα συμπληρώματος. Όπως υπογραμμίστηκε, οι επιστήμονες στη συνέχεια μελετούν εάν τα κύτταρα παράγουν έναν απόγονο που έχει επίσης την εν λόγω μετάλλαξη. Ένα εύρημα μη συμπλήρωσης ειδοποιεί τους ερευνητές ότι η μετάλλαξη πιθανότατα συμβαίνει στο ίδιο γονίδιο και στους δύο οργανισμούς. Εάν, ωστόσο, ο απόγονος έχει καταργήσει τη μετάλλαξη, τότε η ανωμαλία πιθανότατα συνέβη σε δύο διαφορετικά γονίδια.