Inhoud
- DNA-replicatie
- Crossing Over Biology: Allelen
- Mechanica van oversteken
- Frequentie van overschrijding: meiose
- Genetische diversiteit
Een gen wordt gedefinieerd als een eenheid van erfelijkheid die wordt doorgegeven van de ene generatie op de volgende, volgens MedicineNet.com. Genen omvatten korte sequenties van deoxyribonucleïnezuur of DNA en zijn gerangschikt langs chromosomen. Chromosomen zijn gewoon lange reeksen DNA die uit veel genen bestaan. Genetici definiëren "oversteken" als een proces waarbij een paar chromosomen nauw op elkaar worden uitgelijnd en segmenten van DNA-bevattende genen verwisselen tijdens replicatie. Crossing over staat ook bekend als genetische recombinatie.
DNA-replicatie
Er zijn twee verschillende DNA-replicatieprocessen die voorkomen in planten en dieren. De eerste, mitose, treedt op wanneer een cel repliceert om twee kopieën van zichzelf te vormen. Het tweede replicatieproces wordt meiose genoemd en vindt alleen plaats bij het aanmaken van zaadcellen of eicellen. Meiose begint met één cel die paren chromosomen bevat en eindigt met twee cellen die afzonderlijke kopieën van elk chromosoom bevatten. Wanneer een sperma en een ei worden gecombineerd om een zygote te vormen, zoals een embryo in zijn vroege stadia wordt genoemd, vormen ze chromosoomparen. Crossing vindt plaats tijdens zowel mitose als meiose, hoewel de frequentie veel hoger is bij meiose, volgens Science Gateway.
Crossing Over Biology: Allelen
Het aantal chromosomen dat een organisme heeft, verschilt per soort; mensen hebben 23 paren, of 46 chromosomen in totaal. De paren bestaan uit twee kopieën van elk chromosoom; het is echter mogelijk dat de kopieën niet identiek zijn, omdat ze vaak verschillende allelen bevatten. Een allel is een alternatieve vorm van een gen, volgens Access Science. Een DNA-segment op elke chromosoomsectie kan bijvoorbeeld coderen voor oogkleur, hoewel het ene chromosoom codeert voor bruine ogen en het andere voor blauwe ogen. Welke oogkleur wordt uitgedrukt, hangt af van welk gen dominant is. Crossing vindt meestal plaats tussen verschillende allelen die coderen voor hetzelfde gen.
Mechanica van oversteken
Chromosomen bestaan normaal gesproken in een gecomprimeerde, super opgerolde toestand. Tijdens mitose en meiose moeten ze worden afgewikkeld om replicatie mogelijk te maken. Dit gebeurt wanneer enzymen op verschillende punten langs de chromosomen breken, waardoor ze kunnen ontspannen en worden gekopieerd. Na replicatie herstelt een andere set enzymen de gebroken DNA-fragmenten. Chromosoomparen staan tijdens deze processen dicht bij elkaar. In de niet-afgeronde en gefragmenteerde fase kunnen DNA-segmenten van gelijke grootte worden verwisseld en vervolgens opnieuw worden gelijmd, waardoor een chromosoom wordt gevormd met een andere combinatie van allelen dan waarmee het begon, volgens Science Gateway.
Frequentie van overschrijding: meiose
Volgens de Origins of Sex is de frequentie van oversteken binnen het genoom van een individu niet consistent. Er zijn hotspots, zo genoemd omdat ze oversteken met een hogere frequentie dan gemiddeld, evenals koude spots die zelden combineren. Bij mensen is ook een verschil vastgesteld tussen geslachten, waarbij de gemiddelde man cross-overgebeurtenissen ongeveer 57 keer tijdens meiose heeft, terwijl bij vrouwen naar schatting 75 keer in dezelfde fase optreedt.
Genetische diversiteit
Een voordeel van oversteken is dat het de genetische diversiteit binnen een populatie behoudt, waardoor miljoenen verschillende genetische combinaties kunnen worden doorgegeven van ouders op nakomelingen. Genetische variabiliteit is erg belangrijk voor de overleving op lange termijn van een soort. Zonder oversteken kunnen meiose en mitose niet de genetische diversiteit produceren die nodig is voor populaties om ongunstige omstandigheden, zoals droogte of ziekte, te overleven.