Кроссинговер

Кроссинговер

Кроссинговер — перекрест, взаимный обмен гомо­логичными участками гомологичных хромосом в результа­те разрыва и соединения в новом порядке их нитей — хроматид; приводит к новым комбинациям аллелей разных генов. Важнейший механизм, обеспечивающий комбинативную изменчивость в популяциях и тем самым дающий материал для естественного отбора. Протекает в мейотически, реже — в митотически делящихся клетках. Может приводить к перекомбинации больших|больших участков хромосо­мы с несколькими генами или частей одного гена (внутригенный кроссинговер), обеих нитей молекулы ДНК или только одной. Частота кроссинговера между генами отра­жает расстояние между ними в хромосоме. Иными слова|слова­ми, в паре гомологичных хромосом между несестринскими хроматидами происходит обмен гомологичными участка­ми. Поскольку в паре хромосом одна хромосома происхо­дит от матери, а другая — от отца, процесс кроссинговера ведёт к внутрихромосомным рекомбинациям наследствен­ности. Молекулярный механизм кроссинговера оконча­тельно не выяснен.

Кроссинговер

Кроссинговер

Кроссинговер (crossing-over)

Кроссинговер (crossing-over): обмен генетического материала междухромосомами, как результат «разрыва» и соединения хромосом;процесс обмена участками хромосом при перекресте хромосом (рис. 118, Б4).

Во время пахитены (стадия толстых нитей), гомологичные хромосомы находятсяв состоянии конъюгации длительный период: у дрозофилы — четверо суток, учеловека больше двух недель. Всё это время отдельные участки хромосомнаходятся в очень тесном соприкосновении. Если в таком участке произойдётразрыв цепочек ДНК одновременно в двух хроматидах, принадлежащих разнымгомологам, то при восстановлении разрыва может получиться так, что ДНКодного гомолога окажется соединённой с ДНК другой, гомологичной хромосомы.Этот процесс носит -название кроссинговера (англ. crossing-over -перекрест).

Посколькукроссинговер — взаимный обмен гомологичными участками хромосом междугомологичными (парными|парными) хромосомами исходных гаплоидных наборов- особи имеют новые, различающиеся между собой генотипы. При этомдостигается перекомбинация наследственных свойств родителей, чтоувеличивает изменчивость и даёт более богатый материал для естественногоотбора.

Гены перемешиваются благодаря слиянию гамет двух различныхособей|особей, однако генетические изменения осуществляются не только этим путём.Никакие два потомка одних и тех же родителей (если только это не идентичныеблизнецы) не будут абсолютно одинаковыми. Во время мейоза осуществляются два различных видапересортировки генов.

Один вид пересортировки — это результатслучайного распределения разных материнских и отцовских гомологов междудочерними клетками при первом делении мейоза, каждая гамета получает свою,отличную от других выборку материнских и отцовских хромосом. Из этогоследует, что клетки любой|любой особи могут в принципе образовать 2 в степени nгенетически различающихся гамет, где n — гаплоидное число хромосом. Однакона самом деле число возможных гамет неизмеримо больше из-за кросинговера(перекреста) — процесса, происходящего во время длительной профазы первого деления мейоза , когдагомологичные хромосомы обмениваются участками. У человека в каждой парегомологичных хромосом кроссинговер происходит в среднем в 2 — 3 точках .

При кроссинговере происходит разрыв двойной спирали ДНК в однойматеринской и одной отцовской хроматиде, а затем получившиеся отрезкивоссоединяются «наперекрёст» (процесс генетической рекомбинации).Рекомбинация происходит в профазе первого деления мейоза, когда две сестринские хроматидытак тесно сближены друг с другом, что их невозможно увидеть в отдельности.Гораздо позже в этой растянутой профазе становятся ясно различимы двеотдельные хроматиды каждой хромосомы. В это время видно, что они связанысвоими центромерами и тесно сближены по всейдлине. Два гомолога остаются связанными в тех точках, где произошёлкроссинговер между отцовской и материнской хроматидами. В каждой такойточке, которую называют хиазмой ,две из четырёх хроматид перекрещиваются  Таким образом, это морфологическийрезультат произошедшего кроссинговера, который сам по себе недоступен длянаблюдения.

На этой стадии мейозагомологи в каждой паре (или бивалент) остаются связанными друг с другом поменьшей мере одной хиазмой. Во многих бивалентах бывает большее числохиазм, так как возможны множественные перекресты между гомологами

Видео по теме : Кроссинговер

Кроссинговер

23.3.1. Кроссинговер и частота рекомбинаций

В 1909 г. бельгийский цитолог Янссенс наблюдал образование хиазм во время профазы I мейоза (см. разд. 22.3). Генетическое значение этого процесса разъяснил Морган, высказавший мнение, что кроссинговер (обмен аллелями) происходит в результате разрыва и рекомбинации гомологичных хромосом во время образования хиазм. В дальнейшем сопоставление цитологических данных с данными о соотношениях рекомбинантных фенотипов подтвердило, что обмен генетическим материалом в мейозе происходит почти буквально между всеми гомологичными хромосомами. Аллели, входящие в группы сцепления у родительских особей|особей, разделяются и образуют новые сочетания, которые попадают|попадают в гаметы,- процесс, называемый генетической рекомбинацией. Потомков, которые получаются из таких гамет с «новыми» сочетаниями аллелей, называют рекомбинантами. Таким образом, кроссинговер представляет собой важный источник генетической изменчивости, наблюдаемой в популяциях.

Для иллюстрации принципа кроссинговера можно рассмотреть поведение пары|пары гомологичных хромосом дрозофилы, несущих аллели серой окраски тела|тела и длинных крыльев (оба аллеля доминантные) и чёрной окраски тела|тела и зачаточных крыльев (оба аллеля рецессивные), во время образования хиазм. Скрещивание между гомозиготным серым длиннокрылым самцом и гомозиготной чёрной самкой с зачаточными крыльями дало в F1 гетерозиготных потомков с серым телом и длинными крыльями (рис. 23.10).

Рис. 23.10. Генетическое объяснение процесса кроссинговера и появления рекомбинантных генотипов. Подсчитав число особей|особей, у которых выявляется рекомбинация (х), и общее|общее число особей|особей (у), можно вычислить частоту рекомбинаций по формуле: Частота рекомбинации (%) =

При возвратном скрещивании мух из поколения F1 с гомозиготными двойными рецессивами были получены следующие результаты:

Как показывают эти результаты, гены, определяющие окраску тела|тела и длину крыльев, сцеплены. (Вспомните, что если бы эти гены находились в разных хромосомах и поэтому распределялись случайным образом, то при дигибридном скрещивании гетерозиготы F1 с гомозиготой по двум рецессив-ным признакам получилось бы соотношение фенотипов 1:1:1:1.) Из приведённых цифр можно вычислить частоту рекомбинации генов, определяющих окраску тела|тела и длину крыльев.

Частота рекомбинаций вычисляется по формуле

В нашем примере частота рекомбинации равна

Это значение соответствует числу рекомбинаций, происходящих при образовании гамет. Один из учеников Моргана, А. X. Стертевант, высказал мысль, что частоты|частоты рекомбинаций свидетельствуют о линейном расположении генов вдоль хромосомы. Ещё более важное предположение Стертеванта состояло в том, что частота рекомбинаций отражает относительное расположение генов в хромосоме: чем дальше друг от друга находятся сцепленные гены, тем больше вероятность того, что между ними произойдёт кроссинговер, т.е. тем выше частота рекомбинантов (рис. 23.11).

Рис. 23.11. А В и С — три генных локуса, расположенных в одной хромосоме. Вероятность кроссинговера и разделения для генов А и С выше, чем для генов В и С или А и В, так как частота кроссинговера зависит от расстояния между генами

23.8. На приведённой ниже схеме изображены локусы двенадцати аллелей, расположенные в паре хромосом. Показаны их относительные расстояния от центромеры.

а) Как называют изображённые здесь хромосомы?

б) Между какими двумя локусами чаще всего будет происходить кроссинговер?

в) Произойдёт ли кроссинговер между генами, определяющими цвет глаз и форму антенн? Обоснуйте свой ответ.


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector