Kryss over: Mekanismer, Typer, Faktorer og Betydning

Kryssing over på kromosomene: Mekanismer, kjennetegn, faktorer og betydning!

Kryssing er prosessen med utveksling av genetisk materiale eller segmenter mellom ikke-søsterkromatider av to homologe kromosomer. Kryssing oppstår på grunn av utveksling av seksjoner av homologe kromosomer.

Normalt, hvis uavhengig sortiment finner sted, dvs. når gener er tilstede på forskjellige kromosomer, bør vi forvente et testkorsforhold på 1: 1: 1: 1. Men når vi ser på figur 5.48, oppstod et svært lavt antall rekombinante klasser. Det kan derfor konkluderes at to gener er på samme kromosom, og utseendet av rekombinanter i lavt antall har oppstått av krysset over.

Kromosomene gjennomgår vanligvis brudd under gametogenese. Dermed eksisterer en mekanisme hvor en gruppe av gener på samme kromosom endres med den tilsvarende gruppen av gener på det homologe kromosomet. Prosentdelen av overgang som er oppnådd mellom forskjellige koblede gener, varierer avhengig av avstanden mellom gener på kromosomene.

Videre er de to genene fra hverandre på et kromosom, mer sannsynlig er forekomsten av krysset mellom dem. På et bestemt tidspunkt er bare to av de fire kromatidene involvert i utvekslingen av deres deler og for å produsere 50 prosent rekombinante gameter.

Generene i et slikt tilfelle bør plasseres så mye fra hverandre på samme kromosom som muliggjør overgang i alle moderceller under reduksjonsdelingen. Under slike forhold oppfører gener seg som om de ligger på forskjellige kromosomer. Mendels lov av uavhengig sortiment holder bare bra under følgende forhold:

(a) Når gener ligger på forskjellige kromosomer.

(b) Hvis gener ligger på samme kromosom, men avstanden mellom dem er så god som å produsere 50 prosent rekombinante gameter på grunn av kryssing.

Mekanisme for kryssing:

Overgangsmekanisme kan forklares under følgende hoder:

(i) Synapsis:

De homologe kromosomene parrer i lengderetningen på grunn av en kraft av gjensidig tiltrekning i zygote av profase-I i meiose. Parringen starter på ett eller flere punkter og fortsetter langs hele lengden i glidelåsmodus. Parringsprosessen kalles synapsis. De parrede homologe kromosomene kalles bivalenter. Under synapsis justerer en molekylær stillas som heter synaptonemal-kompleks DNA-molekylet av to homologe kromosomer ved siden av hverandre.

(ii) Duplisering av kromosomer:

Synapsis etterfølges av duplisering av kromosomer som forandrer den bivalente naturen til kromosom til firestrenget stadium eller tetravalent. Fire strengetrinn (figur 5.48) av kromatider oppstår på grunn av splittelse av homologe kromosomer i søsterkromatider festet med ikke splittede sentromerer.

Fig. 5, 48. Kryssing over på 4-strenget stadium resulterer i 50% rekombinante og 50% foreldetyper av gameter.

(iii) Kryssing:

I pachytene skjer kryss over. Ikke-søsterkromatider av homologe par vrir over hverandre på grunn av virkning av enzymendonuklease. Kromatidene blir forbundet med hverandre på punkter kjent som chiasmata.

Krysset over kan finne sted flere steder. Antallet dannet chiasmata er proporsjonalt med lengden av kromatider. Generene i fjerne loki gjennomgår kryssing, men nært plassert gener mislykkes i å krysse over og utvise fenomenet kobling.

Under diakinesis av profase-I chiasmata beveger seg mot slutten av bivalent med en prosess som kalles terminalisering. Dermed dreier vridningskromatider seg slik at de homologe kromosomer skilles helt.

Ved anafase - 1 av meiosis, separerer de homologe kromosomer. Det er tydelig at en av kromatidene i hvert kromosom bærer en del av kromatid fra sitt homologe kromosom. På slutten av meiose blir fire typer gameter dannet. To vil være av overordnede typer og to vil inneholde kromosomer med rekombination av gener dannet under kryssing.

Janssens (1909) var den første til å forstå prosessen med chiasmaformasjon riktig. Det som faktisk forårsaker ødeleggelse og gjenforening av kromatider forblir fortsatt uklart. Ifølge Stem og Hota (1978) forekommer brudd eller nicks i kromatidene på grunn av enzymendonuklease.

Disse nicks blir vanligvis plugget, men en av 1000 utvikler et gap ved hjelp av enzym exonuklease. Segmentene av kromatider skilles mellom to hull med hjelp av et enzym som kalles U-protein. Disse segmentene gjenforene seg ved hjelp av R-protein.

Fig. 5, 49. De fem knutene A, B, C, D og E på en streng skilles av de viste avstandene.

Kryssing og chiasmata:

Det er to teorier om forholdet mellom kryssing og chiasmataformasjon.

1. Chiasma type teori (Jenssen, 1909):

I følge denne teorien følger overgangen til chiasma-dannelsen. Her er chiasmaformasjonen konsekvensen av kryssing. Denne oppfatningen sier at tilstøtende sløyfer er organisert i ett plan og dermed kalles det en flyteori. I følge denne teorien foregår kryssing på pachytene-scenen, og chiasma vises på diplotene.

2. Klassisk teori (Sharp, 1934):

I følge denne teorien krysser man over resultatet av chiasmaformasjon. Tilgrensende løkker er organisert vinkelrett på hverandre og dermed kalles det to flyteori. Chiasmata er organisert på pachytene og kryssing foregår på diplotene stadium. Denne teorien har blitt ansett å være uholdbar og dermed avvist.

Typer av kryssing:

Avhengig av antall chiasmata dukket opp, kan følgende typer kryssing bli diskutert:

(i) Enkelt overgang:

I dette tilfellet dannes kun en chiasma som fører til dannelse av enkeltkryssende gameter. Det er vanligste typen kryssoverføring.

(ii) Dobbelt overgang:

I dobbeltkryssing utvikler to chiasmata. Disse chiasmata kan forekomme mellom de samme kromatider eller mellom forskjellige kromatider. Denne typen krysset over danner dobbeltkryssing av gameter.

(iii) Flere overganger:

Her er det mer enn to chiasmata. Den kan videre klassifiseres i triple (3 chiasmata), firedobbelt (4 chiasmata) og så videre. Flere kryssoverføringer er sjeldne forekomster.

Faktorer som påvirker krysset over:

Avstand mellom gener. Mer avstanden mellom to gener på samme kromosom, høyere frekvensen av krysset over.

Betydningen av krysset over:

(i) Denne prosessen gir en uuttømmelig butikk av genetisk variasjon i seksuelt reproduserende organismer.

(ii) Nyttige rekombinasjoner brukes av plante- og dyreavlere. Oppdrettere prøver å bryte opp forbindelsene ved å krysse over for å få kombinasjoner av nyttige egenskaper i avkommet.

(iii) Denne prosessen produserer ny kombinasjon av gener (rekombinasjon). Den grønne revolusjonen og den hvite revolusjonen skyldes i hovedsak selektiv oppsamling av nyttig genetisk rekombinasjon utviklet av overgangsprosessen.