α互補

α互補是指 lacZ 基因上缺失近操縱基因區段的突變體與帶有完整的近操縱基因區段的 β-半乳糖苷酶（β -galactosidase ，由 1024 個胺基酸組成）陰性的突變體之間實現互補。α互補是基於在兩個不同的缺陷 β-半乳糖苷酶之間可實現功能互補而建立的。

人們發現lacZ基因的突變體M15質粒（缺失胺基酸殘基11到41）是沒有野生型lacZ基因產物那種分解X-gal能力的。但如果在M15突變體的抽取物中加入β-半乳糖苷酶的第3至第92胺基酸殘基的肽段（α肽）則能恢復M15分解X-gal，而顯示藍色的能力。這樣一種基因內互補現象稱做α互補（α-complementation）。

大腸桿菌的乳糖 lac 操縱子中的 lacZ 基因編碼 β-半乳糖苷酶，如果 lacZ 基因發生突變，則不能合成有活性的 β-半乳糖苷酶。例如， lacZ△M15 基因是缺失了編碼 β-半乳糖苷酶中第 11-41 個胺基酸的 lacZ 基因，無酶學活性。對於只編碼 N-端 140 個胺基酸的 lacZ 基因 （稱為 lacZ'） ，其產物也沒有酶學活性。但這兩個無酶學活性的產物混合在一起時，可恢復 β-半乳糖苷酶的活性，實現基因內互補。

在 lacZ' 編碼區上游插入一小段 DNA 片段（如 51 個鹼基對的多克隆位點），不影響 β-半乳糖苷酶的功能內互補。但是，若在該 DNA 小片段中再插入一個片段，將幾乎不可避免地導致產生無α-互補能力的 β-半乳糖苷酶片段。

利用這一互補性質，可用於篩選在載體上插入了外源片段的重組質粒。在相應的載體系統中，lacZ△M15 放在 F 質粒上, 隨宿主傳代； lacZ' 放在載體上, 作為篩選標記。

相應的受體菌有 JM 系列、 TG1 和 XL1-Blue ，前二者均帶有 D （lac - proAB）F'[ proAB + lacIq lacZD M15] 基因型。其中 lacI 為 lac 阻抑物的編碼基因，lacIq 突變使阻抑物產量增加，防止 lacZ 基因滲漏表達。

lacZ 基因是乳糖 lac 操縱子中編碼 β-半乳糖苷酶的基因，乳糖及其衍生物可誘導其表達。 乳糖既是 lac 操縱子的誘導物，也是作用的底物。異丙基-β-D- 硫代半乳糖苷（IPTG）是乳糖的衍生物，可作為 lac 操縱子的誘導物，但不能作為反應的底物； 5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷（X-gal） 可作為 lac 操縱子的底物，但不能作為誘導物。底物 X-gal 還可充作生色劑，被 β-半乳糖苷酶分解後可產生蘭色產物，可使菌落或噬菌斑呈蘭色。