Korsning: Mekanismer, slag, faktorer och betydelse

Korsning över kromosomerna: Mekanismer, slag, faktorer och betydelse!

Korsning är processen för utbyte av genetiskt material eller segment mellan icke-systerskromatider av två homologa kromosomer. Korsning sker på grund av utbytet av sektioner av homologa kromosomer.

Normalt, om oberoende sortiment äger rum, dvs när gener är närvarande på olika kromosomer, borde vi förvänta oss ett testkorsförhållande på 1: 1: 1: 1. Men när vi tittar på figur 5.48 uppträdde ett mycket lågt antal rekombinanta klasser. Man kan därför dra slutsatsen att två gener ligger på samma kromosom och utseendet av rekombinanter i lågt antal har uppstått genom att korsa över.

Kromosomerna brukar genomgå brott under gametogenesen. Således existerar en mekanism genom vilken en grupp av gener på samma kromosom förändras med den motsvarande gruppen av gener på den homologa kromosomen. Procentdelen av korsning som erhålls mellan olika länkade gener varierar beroende på avståndet mellan generna på kromosomerna.

Vidare är de två generna sönder på en kromosom, mer sannolikt är förekomsten av korsning mellan dem. Vid en viss punkt är endast två av de fyra kromatiderna involverade i utbytet av deras delar och för att producera 50 procent rekombinanta gameter.

Generna i ett sådant fall bör placeras så mycket ifrån varandra på samma kromosom för att möjliggöra korsning i alla modercellerna under reduktionsdelning. Under sådana förhållanden uppträder gener som om de ligger på olika kromosomer. Mendels lag av oberoende sortiment har bara bra under följande villkor:

(a) När generna ligger på olika kromosomer.

(b) Om generna ligger på samma kromosom men avståndet mellan dem är så bra att de producerar 50 procent rekombinanta gameter på grund av korsning.

Övergångsmekanism:

Övergångsmekanismen kan förklaras under följande huvuden:

(i) Synapsis:

De homologa kromosomen parar i längdriktning på grund av en kraft av ömsesidig attraktion i zygot av profas-I hos meios. Parningen börjar på en eller flera punkter och fortsätter längs hela längden i ett dragkedjemode. Parningsprocessen kallas synapsis. De parade homologa kromosomerna kallas bivalenter. Under synapser, ställer en molekylskikt som heter synaptonemal-komplexet DNA-molekylen ihop av två homologa kromosomer sida vid sida.

(ii) Dubbelkopiering av kromosomer:

Synapsis följs av dubblering av kromosomer som ändrar den bivalenta naturen av kromosom till fyrsträngat stadium eller tetravalent. Fyra strängade steg (figur 5.48) av kromatider uppstår på grund av splittring av homologa kromosomer i systerskromatider bundna med icke splittrade centromerer.

Fig. 5, 48. Korsning på 4-strängad scen resulterar i 50% rekombinant och 50% föräldra typer av gameter.

(iii) Korsning:

I pachytene uppträder korsning. Icke-systerskromatider av homologa par vrids över varandra på grund av verkan av enzymendonukleas. Kromatiderna kommer i förbindelse med varandra på punkter som kallas chiasmata.

Korsningen kan ske på flera punkter. Antalet bildade chiasmata är proportionellt mot kromatidernas längd. Generna i avlägsna loci genomgår korsning, men nära placerade gener misslyckas med att korsa över och uppvisa fenomenet koppling.

Under diakinesen av profas-I-chiasmata flyttas mot slutet av bivalent genom en process som kallas terminalisering. Sålunda separerar vridkromatider så att de homologa kromosomerna separeras fullständigt.

Vid anafas - 1 av meios, separerar de homologa kromosomerna. Det är uppenbart att en av kromatiderna i varje kromosom bär en del av kromatid från sin homologa kromosom. Vid slutet av meios bildas fyra typer av gameter. Två kommer att vara av förälderstyper och två kommer att innehålla kromosomer med rekombination av gener som bildas under korsning.

Janssens (1909) var den första som korrekt förstod processen med chiasmaformation. Vad som faktiskt orsakar bristning och återförening av kromatider är fortfarande oklart. Enligt Stem och Hota (1978) uppträder raster eller nicks i kromatiderna på grund av enzymendonukleas.

Dessa nicks brukar bli anslutna, men en av 1000 utvecklar ett gap med hjälp av enzymexonukleas. Segmenten av kromatider separeras mellan två luckor med hjälp av ett enzym som kallas U-protein. Dessa segment återförenas med hjälp av R-protein.

Fig. 5, 49. De fem knutarna A, B, C, D och E på en sträng separeras av de avstånd som visas.

Korsning och chiasmata:

Det finns två teorier om förhållandet mellan korsning och chiasmataformation.

1. Chiasma-typteori (Jenssen, 1909):

Enligt denna teori följs övergången genom chiasmbildning. Här är chiasmaformationen konsekvensen av korsning. Denna uppfattning säger att intilliggande loopar är organiserade i ett plan och så kallas det en planteori. Enligt denna teori sker korsning på pachytenstadiet och chiasma visas vid diploten.

2. Klassisk teori (Sharp, 1934):

Enligt denna teori övergår resultatet av chiasmbildning. Intilliggande slingor är organiserade vinkelrätt mot varandra och det kallas därför två planteori. Chiasmata är organiserad vid pachytene och korsning sker på diplotentapet. Denna teori har ansetts vara ohållbar och därmed avvisad.

Typer av korsning:

Beroende på antalet chiasmata uppträdde kan följande typer av överkorsning diskuteras:

(i) Enkel övergång:

I detta fall bildas endast en chiasma som leder till bildandet av enkla överkropps gameter. Det är vanligaste typen av cross-over.

(ii) Dubbelkorsning:

I dubbelkorsning utvecklas två chiasmata. Dessa chiasmata kan förekomma mellan samma kromatider eller mellan olika kromatider. Denna typ av korsning över bildar dubbla kors-över-gameter.

(iii) Multipla crossover:

Här utgörs mer än två chiasmata. Den kan ytterligare klassificeras i trefaldiga (3 chiasmata), fyrdubbla (4 chiasmata) och så vidare. Multipla korsning är av sällsynt hänseende.

Faktorer som påverkar övergången:

Avståndet mellan generna. Mer avståndet mellan två gener på samma kromosom, högre frekvensen av korsning över.

Betydelsen av korsning:

(i) Denna process ger en outtömlig butik av genetisk variation i sexuellt reproducerande organismer.

(ii) Användbara rekombinationer används av växt- och djuruppfödare. Uppfödare försöker bryta upp länkarna genom korsning för att få kombinationer av användbara egenskaper i avkomman.

(iii) Denna process producerar en ny kombination av gener (rekombination). Den gröna revolutionen och den vita revolutionen beror främst på selektiv upptagning av användbar genetisk rekombination som utvecklats genom övergångsprocessen.