Crossing-over

Crossing-over
schematische Darstellung eines Crossovers und eines Double-Crossovers

Die Begriffe chromosomales Crossing-over (chromosomale Überkreuzung) bzw. chromosomale Rekombination bezeichnen in der Genetik einen Stückaustausch zwischen väterlichen und mütterlichen Chromosomen während der Entwicklung der Keimzellen, genauer während der Meiose. An die nachfolgende Generation werden also Chromosomen weitergegeben, die eine Mischung aus väterlichen und mütterlichen Abschnitten darstellen und dadurch eine große genetische Vielfalt ermöglichen. Das Crossing-over findet während der Zellkernteilung im synaptonemalen Komplex (einer Struktur im Zellkern) in der Prophase I statt. Die lichtmikroskopisch sichtbare Folge dieser chromosomalen Rekombination sind Überkreuzungen zweier Chromatiden.

Inhaltsverzeichnis

Ablauf

Schematische Darstellung der genetischen Rekombination durch Crossover

Vor der Meiose kommt es zunächst zu einer normalen Verdopplung der DNA, so dass alle Chromosomen mit zwei Chromatiden vorliegen. Während der Meiose lagern sich in der Prophase I die zwei homologen Chromosomen, also die sich jeweils entsprechenden mütterlichen und väterlichen, aneinander an: Zwischen ihnen bildet sich der Synaptonemale Komplex aus. Die Phase der Anlagerung wird als Zygotän, die sich daran anschließende Phase der Paarung als Pachytän bezeichnet. Die entstehende Struktur wird als Bivalent (da zwei Chromosomen vorhanden sind) oder als Tetrade (da vier Chromatiden vorhanden sind) bezeichnet.

In manchen Eukaryoten ist die Ausbildung des synaptonemalen Komplexes nur möglich, wenn die Rekombination bereits begonnen hat, in anderen kann er auch ohne begonnene Rekombination ausgebildet werden. Der Rekombinations-Prozess wird jedoch immer innerhalb des Synaptonemalen Komplexes beendet.[1]

schematische Darstellung einer Holliday-Struktur

Die Bruchstellen in den Chromosomen werden dabei „über Kreuz“ (crossing over = Überkreuzung) zusammengesetzt. Daher werden ganze Chromosomenbereiche zwischen zwei Chromosomen ausgetauscht. Die DNA-Einzelstränge werden aufgetrennt, und es bilden sich sogenannte Holliday-Junctions.

Im weiteren Verlauf der Meiose verkürzen sich die neu kombinierten homologen Zwei-Chromatiden-Chromosomen und weichen in Richtung der Zellpole auseinander, weil sie entlang des Spindelapparats dorthin wandern. Hat ein Crossing-over stattgefunden, bleiben die Chromatiden an den Stellen des falsch verschmolzenen Bereichs jedoch etwas länger aneinander hängen, was im Lichtmikroskop als Chiasma (eine Figur entsprechend dem griechischen Chi) zu beobachten ist. Es entstehen Mosaikchromatiden, die sowohl väterliches als auch mütterliches Erbgut enthalten.

Das Crossing-over ist die Voraussetzung für die intrachromosomale Rekombination und sorgt mit dafür, dass neue Merkmalskombinationen bei den sich geschlechtlich fortpflanzenden Lebewesen entstehen.

Inäquales Crossing-over

Kommen bei der Tetradenbildung zwei paraloge oder sehr ähnliche nichthomologe Sequenzen, wie etwa naheliegende Transposons oder bei Satelliten-DNA, zum Übereinanderliegen, so kann es zu nichthomologem, oder inäqualem Crossing-over kommen. Dies kann zwischen Nicht-Schwesterchromatiden bei der Meiose oder zwischen Schwesterchromatiden bei der Mitose geschehen. Dabei gehen auf einem Strang Informationen verloren (Deletion), auf dem anderen kommt es zu einer Insertion bzw. Duplikation. Dieses Phänomen ist ein bedeutender Faktor in der Evolution von Genfamilien, kann jedoch auch zu Krankheiten wie zum Beispiel Chorea Huntington führen.

Weblinks

Einzelnachweis

  1. Alberts et al., Molecular Biology of the Cell, 4. Aufl. 2002, online über das „NCBI-Bookshelf“

Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Нужно сделать НИР?

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Crossing Over — may refer to: Chromosomal crossover, a cellular process Hesperus Crossing Over, a book by John Edward Crossing Over (film), a 2009 film Crossing Over , a song by Five Finger Death Punch from the album War Is the Answer Crossing Over with John… …   Wikipedia

  • Crossing over — Cette page d’homonymie répertorie les différents sujets et articles partageant un même nom. Crossing over peut faire référence à : Crossing over, terme anglophone pour l enjambement (génétique), Crossing over (2009), un film américain de… …   Wikipédia en Français

  • crossing-over — [ krɔsiŋɔvɶr ] n. m. inv. • 1926; mot angl., de to cross over « se croiser en se recouvrant » ♦ Anglic. Biol. Enjambement des chromosomes avec échange de segments entre deux chromatides (⇒ recombinaison). ● crossing over nom masculin invariable… …   Encyclopédie Universelle

  • Crossing Over — bezeichnet: Crossing over, in der Genetik einen Stückaustausch zwischen väterlichen und mütterlichen Chromosomen Crossing Over (Film), US amerikanischer Film aus dem Jahr 2009 Diese Seite ist eine Begriffsklärung zur …   Deutsch Wikipedia

  • crossing over — [kʀɔsiŋɔvœʀ] n. m. invar. ÉTYM. 1926, in Rey Debove et Gagnon; mot angl. (1912), de to cross over « se croiser (to cross) en se recouvrant ». ❖ ♦ Anglic., didact. Enjambement des chromosomes. || « Des chromosomes mixtes, dans lesquels les… …   Encyclopédie Universelle

  • crossing-over — crossing over. См. обмен. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

  • crossing-over — [krôs′iŋō′vər] n. an exchange of equivalent genetic material between homologous chromatids during meiosis * * * …   Universalium

  • crossing-over — crossing over, crossover, molekularer Prozess, der in der Meiose zu Beginn des Pachytäns stattfindet und durch Austausch von Chromatidenstücken zwischen den gepaarten homologen Chromosomen zu intrachromosomaler Rekombination führt. Die gepaarten… …   Deutsch wörterbuch der biologie

  • Crossing-over — [krọßingó̱uwer; engl. = Überkreuzung] s; [s], auch …   Das Wörterbuch medizinischer Fachausdrücke

  • crossing-over — [krôs′iŋō′vər] n. an exchange of equivalent genetic material between homologous chromatids during meiosis …   English World dictionary

  • Crossing over — Darstellung eines Crossovers von Thomas Hunt Morgan (1916) Die Begriffe chromosomales Crossing over (Englisch: chromosomale Überkreuzung) bzw. chromosomale Rekombination bezeichnen in der Genetik einen Stückaustausch zwischen väterlichen und… …   Deutsch Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”