Datorită acumulării unei cantități uriașe de informații despre secvențele genelor , în prezent, metodele de genetică inversă sunt adesea folosite pentru a identifica funcțiile genelor . Cercetătorii manipulează secvențele de gene, schimbând sau dezactivând o anumită genă și analizează la ce schimbări duce aceasta. Aceasta este calea geneticii inverse: de la genă la trăsătură/ fenotip . Genetica directă și inversă nu sunt abordări care se exclud reciproc, ci se completează reciproc în studiul funcției genelor.
Schimbarea intenționată a secvenței unei gene și studiul consecințelor unor astfel de modificări. La bacterii, animale, drojdie, transformarea celulară pe bază de recombinare omoloagă este utilizată în acest scop . Cu toate acestea, la plante, recombinarea omoloagă este practic imposibilă, ceea ce se explică prin particularitățile sistemului de recombinare la plante. În timpul transformării plantei, ADN-ul exogen este inserat aleatoriu într-o regiune a ADN-ului gazdă, iar inserția prin omologie are loc foarte rar. Cu toate acestea, există o excepție de la această regulă - mușchiul haploid Physcomitrella patens , în care frecvența recombinării omoloage ajunge la 100%. Deoarece mușchii sunt caracterizați prin tipuri comune de hormoni cu alte plante superioare, mecanisme de răspuns la stres și lumină, caracteristici ale diferențierii celulare etc., acest mușchi s-a dovedit a fi un obiect model foarte convenabil pentru studierea proceselor de bază ale biologiei plantelor.
Utilizarea ARN -urilor mici pentru a regla activitatea genelor. Acest mecanism este un mecanism natural de reglare a activității genelor, mediat de ARN dublu catenar mic, ale cărui secvențe sunt complementare secvenței genei a cărei activitate o reglează. ARN-ul dublu catenar mic, care se formează fie ca urmare a exprimării în celulă, fie ARN-ul dublu catenar exogen, de exemplu, care este materialul genetic al diferitelor viruși vegetali, interacționează în celulă cu un întreg complex de proteine implicate în prelucrarea acestuia. Ca rezultat, se formează un mic complex de ARN cu proteine ribonuclează (RISC, complex de tăcere indus de ARN). Acest complex suprimă transcripția genei țintă (o genă care conține secvențe complementare cu ARN-ul mic), fie prin tăierea transcriptului, fie prin reprimarea translației . Astfel de mecanisme care apar în mod natural sunt utilizate pentru a suprima transcripția genei de interes. Plantele sunt transformate cu un construct care conține fragmente ale genei țintă în orientare înainte și inversă. Ca urmare a exprimării acestui construct, se formează un ARN dublu catenar care formează ac de păr, care interacționează cu proteinele din celulă, este supus procesării și împreună cu proteinele formează un complex RISC care suprimă expresia genei țintă.
Pentru mutageneza de inserție a ADN-T , în funcție de obiectivele cercetării, se folosesc diverse variante de vectori agrobacterieni bazați pe plasmida Ti a Agrobacterium tumefaciens. În varianta cea mai comună, mutageneza de inserție ADN-T este utilizată pentru a obține mutații recesive. În acest caz, vectorii sunt utilizați pentru transformare, a cărui regiune T-ADN conține doar un marker selectiv necesar pentru screeningul transformanților. În timpul transformării plantei, T-ADN este inserat aleatoriu în genomul plantei și, de regulă, perturbă gena și duce la pierderea funcției sale. O altă versiune a vectorilor utilizați pentru mutageneza ADN-T sunt constructele activatoare, a căror regiune ADN-T conține elemente de reglare (de exemplu, amplificatori ). Inserarea unui astfel de element de reglare lângă secvența genei conduce la activarea expresiei acestei gene sau la o schimbare a modelului de expresie a acesteia. Al treilea tip de vectori utilizați pentru mutageneza ADN-T este folosit pentru a căuta elemente de reglare în plante. În acest caz, ADN-ul T inserat conține o genă reporter . Dacă, ca rezultat al integrării în genomul plantei, regiunea T-ADN care conține gena raportor intră în zona de acțiune a regulatorului transcripției, atunci expresia genei reporter este activată.
Permite identificarea mutațiilor punctuale ale genelor cu o secvență cunoscută.
Lutova L.A. Genetica dezvoltării plantelor: pentru specialitățile biologice ale universităților / L.A. Lutova, T.A. Ezhova, I.E. Dodueva, M.A. Osipova; ed. S.G. Inge-Vechtomov. - Ed. a II-a. revizuit si suplimentare - Sankt Petersburg: Editura N-L, 2010. - 432s.