O que é crossing over na genética e como isso ocorre?
Em genética , os termos cruzamento cromossômico (crossover cromossômico) ou recombinação cromossômica descrevem uma troca de peças entre cromossomos paternos e maternos durante o desenvolvimento das células germinativas , mais precisamente durante a meiose . Assim, os cromossomos são passados para a geração seguinte, que representa uma mistura de seções paternas e maternas e, assim, possibilita uma grande diversidade genética. O cruzamento ocorre no complexo sinaptonêmico (uma estrutura no núcleo da célula) na prófase I durante a divisão celular . A luz microscópicaconsequências visíveis desta recombinação cromossômica são cruzamentos de duas cromátides.
procedimento
Representação esquemática da recombinação genética por meio de cruzamento
A duplicação normal do DNA ocorre antes da meiose , de modo que todos os cromossomos têm duas cromátides . Durante a meiose, na prófase I, os dois cromossomos homólogos , ou seja, os cromossomos materno e paterno correspondentes, ligam-se um ao outro: o complexo sinaptonêmico é formado entre eles. A fase de fixação é chamada de zigóteno e a fase de acasalamento subsequente é chamada de paquíteno. A estrutura resultante é chamada bivalente (porque há dois cromossomos) ou tetrad (porque há quatro cromátides ).
Em alguns eucariotos, a formação do complexo sinaptonêmico só é possível quando a recombinação já começou, em outros também pode ser formada sem que a recombinação tenha começado. No entanto, o processo de recombinação sempre termina dentro do complexo sinaptonêmico. Representação esquemática de uma estrutura Holliday
Os pontos de quebra nos cromossomos são colocados juntos “crosswise” ( crossing over ). Portanto, regiões cromossômicas inteiras são trocadas entre dois cromossomos. As fitas simples de DNA são separadas e as chamadas junções de Holliday são formadas.
À medida que a meiose progride, os cromossomos homólogos de duas cromátides recém-combinados encurtam e divergem em direção aos pólos celulares porque migram para lá ao longo do aparato do fuso . Se o cruzamento ocorreu, no entanto, as cromátides nos locais da área incorretamente fundida ficam um pouco mais juntas, o que pode ser observado sob o microscópio de luz como um quiasma (uma figura correspondente ao chi grego). Surgem cromátides em mosaico que contêm material genético paterno e materno.
O cruzamento é o pré-requisito para a recombinação intracromossômica e garante que novas combinações de características surjam em organismos que se reproduzem sexualmente.
Cruzamento desigual
Se duas sequências não homólogas parálogas ou muito semelhantes, como transposons próximos ou DNA satélite , são sobrepostas durante a formação de tétrade, pode ocorrer crossing-over não homólogo ou desigual. Isso pode acontecer entre cromátides não irmãs na meiose ou entre cromátides irmãs na mitose . A informação é perdida em uma fita (deleção) e ocorre uma inserção ou duplicação na outra fita. Esse fenômeno é um fator importante na evolução das famílias de genes, mas também pode levar a doenças como a doença de Huntington .
Crossing over simplesmente explicado
O crossing over é um processo durante a meiose, mais especificamente durante a prófase I. Durante o crossing over, seções de cromossomos semelhantes (homólogos) são trocadas. Isso significa que um cromossomo da mãe e um do pai se cruzam e, assim, trocam genes.
Funciona assim : Quase todas as células humanas contêm 23 pares de cromossomos, ou seja, 46 cromossomos. Um cromossomo vem da mãe e outro do pai. Eles são homólogos, ou seja, da mesma forma e sequência de genes. Durante a prófase I da meiose, os cromossomos se cruzam e trocam aleatoriamente certos segmentos gênicos entre si.
Isso garante a diversidade genética na prole. Por exemplo, significa que você tem cabelos castanhos, mas sua irmã é loira.
Definição de cruzamento
Crossing-over (também crossover) descreve um processo no qual seções correspondentes de dois cromossomos homólogos são trocadas. Ocorre durante a prófase I da meiose.
Procedimento de cruzamento
O cruzamento ocorre durante a prófase 1 da meiose . A meiose é uma divisão nuclear. Serve para formar células germinativas (óvulo ou espermatozóide), ou seja, células com um único conjunto de cromossomos. Passo a passo funciona assim:
- As cromátides dos pares homólogos de cromossomos se alinham paralelamente durante a fase da meiose . O cromossomo da mãe é então localizado ao lado do cromossomo do pai.
- Os cromossomos estão exatamente próximos uns dos outros com as localizações dos genes correspondentes. Os genes da mãe e do pai, que determinam a cor dos olhos, por exemplo , ficam próximos um do outro. Quando se trata do arranjo, você fala da chamada sinapse.
- Agora , as cromátides dos dois cromossomos homólogos se cruzam acidentalmente em alguns lugares.
- As cromátides quebram nos pontos de cruzamento, que você chama de quiasma, ou mais comumente, quiasma .
- As seções de genes dos cromossomos homólogos podem ser trocadas nos locais das quebras .
- No final da prófase 1 , os cromossomos homólogos se separam novamente . Agora o cromossomo materno contém partes do cromossomo paterno e vice-versa.
Atravessando o significado
Crossing over tem implicações de longo alcance para todos os eucariotos , ou seja, humanos, animais e plantas. A maior diversidade genética ocorre como resultado da recombinação durante a meiose.
Além disso, durante o chamado acoplamento gênico , ao fazer o crossing over, os genes que estão espacialmente próximos podem ser trocados entre si. Como resultado, certos genes são frequentemente transmitidos para as gerações subsequentes em combinação. Por exemplo, se os genes para olhos castanhos e cabelos castanhos estivessem próximos um do outro, eles muitas vezes seriam herdados juntos.
recombinação
Na biologia, você pode imaginar a recombinação como a redistribuição da informação genética nas células . O cruzamento faz parte da redistribuição do material genético dentro dos cromossomos (recombinação intracromossômica). Em contraste, na recombinação intercromossômica, cromossomos inteiros são redistribuídos no conjunto de cromossomos.
Dentro dos cromossomos, cromátides aleatórias são cruzadas pelo crossing-over . É criada uma combinação única de alelos , ou seja, características que são constituídas pelo material genético da mãe e do pai. Como resultado, pode acontecer, por exemplo, que sua irmã tenha cabelos castanhos enquanto seu cabelo é loiro.
ligação genética
Você pode imaginar a ligação genética como a herança conjunta de certos genes . As características são geralmente herdadas em combinação com outras características. Isso ocorre porque os genes são muito pequenos e muito próximos nos cromossomos. Devido ao fato de que pedaços maiores dos cromossomos geralmente se cruzam e são trocados durante o cruzamento, ocorre uma troca de vários genes ao mesmo tempo.
O seguinte se aplica ao acoplamento de genes:
- Quanto mais próximos os genes ligados estiverem espacialmente, maior a probabilidade de que eles não sejam separados por crossing over (genes ligados). A probabilidade de rearranjo/recombinação desses genes diminui assim.
- Por outro lado, quanto mais distantes estiverem os genes ligados , maior a probabilidade de serem separados por cruzamento. Isso pode levar à chamada quebra de acoplamento.
Crossing over e mutações
O crossing over é um processo importante para a diversidade ( variabilidade ) de todos os seres vivos. Sem a troca de genes durante a meiose, a diversidade genética que conhecemos não existiria.
Além do crossing over, as mutações também desempenham um papel importante na variabilidade, pois também alteram o material genético e podem ser transmitidas aos descendentes. Em seguida, assista ao nosso vídeo de mutação para descobrir quais são os tipos de mutações e quais efeitos elas têm. Você também pode aprender lá por que nem todas as mutações têm impacto, então confira!