Krydsning over: Mekanismer, Kendelser, Faktorer og Betydning

Krydsning over kromosomerne: Mekanismer, typer, faktorer og betydning!

Krydsning er processen med udveksling af genetisk materiale eller segmenter mellem ikke-søsterkromatider af to homologe kromosomer. Krydsning sker på grund af udvekslingen af ​​sektioner af homologe kromosomer.

Normalt, hvis uafhængigt sortiment finder sted, dvs. når gener er til stede på forskellige kromosomer, bør vi forvente et testkorsforhold på 1: 1: 1: 1. Men når vi ser på figur 5.48, viste et meget lavt antal rekombinante klasser sig. Det kan derfor konkluderes, at to gener er på samme kromosom, og udseendet af rekombinanter i ringe antal er resultatet af krydsning.

Kromosomerne undergår normalt brud under gametogenese. Der eksisterer således en mekanisme, hvorved en gruppe af gener på samme kromosom ændres med den tilsvarende gruppe af gener på det homologe kromosom. Procentdelen af ​​krydsning, der opnås mellem forskellige bundne gener varierer afhængigt af afstanden mellem generne på kromosomerne.

Desuden er de to gener adskilt på et kromosom, mere sandsynligt er forekomsten af ​​krydsning mellem dem. På et bestemt tidspunkt er kun to af de fire chromatider involveret i udvekslingen af ​​deres dele og til fremstilling af 50 procent rekombinante gameter.

Generne i en sådan sag bør placeres så meget fra hinanden på samme kromosom som at tillade overgangen i alle modercellerne under reduktionsdelingen. Under sådanne forhold opfører gener sig som om de er placeret på forskellige kromosomer. Mendel's lov om uafhængig sortiment holder kun godt under følgende betingelser:

(a) Når generne er placeret på forskellige kromosomer.

(b) Hvis generne er placeret på samme kromosom, men afstanden imellem dem er så god, at de producerer 50 procent rekombinante gameter på grund af krydsning.

Overgangsmekanisme:

Krydsningsmekanismen kan forklares under følgende hoved:

(i) Synapsis:

De homologe kromosomer er parret i længderetningen på grund af en kraft af gensidig tiltrækning i zygot af profase-I i majose. Parringen starter ved et eller flere punkter og fortsætter langs hele længden i lynlås mode. Parringsprocessen kaldes synapsis. De parrede homologe kromosomer kaldes bivalenter. Under synapsis justerer en molekylær stillads kaldet synaptonemal-kompleks DNA-molekylet af to homologe kromosomer ved siden af ​​hinanden.

(ii) Duplikation af kromosomer:

Synapsis efterfølges af duplikering af kromosomer, der ændrer den bivalente natur af kromosom til firestrenget stadium eller tetravalent. Fire strengede trin (fig. 5.48) af kromatider opstår på grund af splittelse af homologe kromosomer i søsterkromatider fastgjort med ikke splittede centromerer.

Fig. 5.48. Krydsning på 4-strandet trin resulterer i 50% rekombinante og 50% forældres typer gameter.

(iii) Krydsning:

I pachytene forekommer krydsning. Ikke-søsterkromatider af homologe par vrider over hinanden på grund af virkningen af ​​enzymendonuclease. Kromatiderne bliver forbundet med hinanden ved punkter kendt som chiasmata.

Krydsningen kan finde sted flere steder. Antallet af dannede chiasmata er proportional med længden af ​​kromatider. Genene i fjerne loci gennemgår krydsning, men tæt placerede gener undlader at krydse over og udvise fænomenet kobling.

Under diakinesis af profase-I chiasmata bevæger sig mod slutningen af ​​bivalent ved en proces kaldet terminalisering. Således adskilles vridningskromatider således, at de homologe kromosomer adskilles fuldstændigt.

Ved anafase - 1 af meioser adskilles de homologe kromosomer. Det er klart, at et af kromatiderne af hvert kromosom bærer en del af kromatid fra dets homologe kromosom. I slutningen af ​​meiose dannes fire typer gameter. To vil være af overordnede typer og to vil indeholde kromosomer med rekombination af gener dannet under krydsning.

Janssens (1909) var den første til korrekt at forstå processen med chiasma formation. Hvad der faktisk forårsager brud og genforening af kromatider forbliver stadig uklart. Ifølge Stem og Hota (1978) forekommer pauser eller nicks i kromatiderne på grund af enzymendonuclease.

Disse nicks bliver normalt plugget, men en ud af 1000 udvikler et hul ved hjælp af enzym exonuklease. Segmenterne af kromatider adskilles i mellem to huller ved hjælp af et enzym kaldet U-protein. Disse segmenter genforene ved hjælp af R-protein.

Figur 5.49. De fem knuder A, B, C, D og E på en streng adskilles af de viste afstande.

Krydsning og chiasmata:

Der er to teorier om forholdet mellem krydsning og chiasmata formation.

1. Chiasma type teori (Jenssen, 1909):

Ifølge denne teori efterfølges overgangen til chiasma formation. Her er chiasmaformationen konsekvensen af ​​krydsning. Denne opfattelse fastslår, at tilstødende sløjfer er organiseret i et plan, og derfor kaldes det en plan teori. Ifølge denne teori finder overgangen sted på pachytene-scenen, og chiasma fremstår ved diplotene.

2. Klassisk teori (Sharp, 1934):

Ifølge denne teori, krydser man over resultatet af chiasma formation. Tilgrænsende sløjfer er organiseret vinkelret på hinanden og dermed kaldes det to plan teori. Chiasmata er organiseret på pachytene og krydsning foregår på diplotensfasen. Denne teori er blevet betragtet som uholdbar og dermed afvist.

Typer af krydsning:

Afhængigt af antallet af chiasmata dukkede op, kan følgende former for krydsning diskuteres:

(i) Enkelt overkørsel:

I dette tilfælde er der kun dannet en chiasma, som fører til dannelse af single cross-over gameter. Det er mest almindelige form for crossover.

(ii) Dobbelt overgang:

I dobbeltkrydsning udvikles to chiasmata. Disse chiasmata kan forekomme mellem de samme kromatider eller mellem forskellige kromatider. Denne form for krydsning danner dobbeltkrydsning af gameter.

(iii) Flere overkrydsninger:

Her er der mere end to chiasmata. Den kan yderligere klassificeres i triple (3 chiasmata), firedobbelt (4 chiasmata) og så videre. Flere krydsning er sjældent forekommende.

Faktorer der påvirker overkrydsning:

Afstand mellem generne. Mere afstanden mellem to gener på samme kromosom, højere frekvensen af ​​krydsning over.

Betydningen af ​​krydsning:

(i) Denne proces giver en uudtømmelig butik af genetisk variation i seksuelt reproducerende organismer.

(ii) Nyttige rekombinationer anvendes af plante- og dyreopdrættere. Opdrættere forsøger at opdele forbindelserne ved at krydse over for at få kombinationer af nyttige træk i afkom.

(iii) Denne proces producerer en ny kombination af gener (rekombination). Den grønne revolution og den hvide revolution skyldes hovedsagelig selektiv optagelse af nyttig genetisk rekombination, der er udviklet ved krydsningsprocessen.