Crossing over
Was ist ein Crossing-over in der Genetik und wie findet es statt? Eine Definition und eine einfache Erklärung findest du hier und in unserem Video zu dem Thema!
Inhaltsübersicht
Crossing over einfach erklärt
Ein Crossing over ist ein Vorgang während der Meiose, genauer gesagt der Prophase I. Beim Crossing over werden Abschnitte von gleichartigen (homologen) Chromosomen ausgetauscht. Das bedeutet, dass je ein Chromosom von Mutter und Vater sich überkreuzen (cross over) und dabei Gene austauschen.
Das funktioniert so: Fast jede Zelle eines Menschen enthält 23 Chromosomenpaare, also 46 Chromosomen. Dabei stammt jeweils ein Chromosom von der Mutter und eins vom Vater. Sie sind homolog, also gleichartig in ihrer Gestalt und der Abfolge der Gene. Während der Prophase I der Meiose überkreuzen sich die Chromosomen und tauschen bestimmte Genabschnitte zufällig untereinander aus.
Das sorgt für eine genetische Vielfalt der Nachkommen. Es sorgt also beispielsweise dafür, dass du braune Haare hast, deine Schwester aber blond ist.
Das Crossing-over (auch Crossover) bezeichnet einen Vorgang, bei dem einander entsprechende Abschnitte zweier homologer Chromosomen ausgetauscht werden. Es findet während der Prophase I der Meiose statt.
Crossing over Ablauf
Das Crossing over findet während der Prophase 1 der Meiose statt. Die Meiose ist eine Kernteilung. Sie dient der Bildung von Keimzellen (Eizelle bzw. Spermium), also Zellen mit einem einfachen Chromosomensatz. Schritt für Schritt funktioniert das folgendermaßen:
- Die Chromatiden der homologen Chromosomenpaare lagern sich während der Phase der Meiose parallel aneinander. Das Chromosom der Mutter befindet sich dann neben dem Chromosom des Vaters.
- Die Chromosomen liegen genau mit den einander entsprechenden Genorten nebeneinander. Die Gene von Mutter und Vater, die beispielsweise die Augenfarbe bestimmen, liegen dann nebeneinander. Bei der Anordnung sprichst du von der sogenannten Synapsis.
- Nun überkreuzen sich die Chromatiden der beiden homologen Chromosomen zufällig an manchen Stellen.
- An den Überkreuzungspunkten, die du Chiasma oder in der Mehrzahl Chiasmata nennst, kommt es zu Brüchen an den Chromatiden.
- An den Stellen der Brüche können die Genabschnitte der homologen Chromosomen ausgetauscht werden.
- Gegen Ende der Prophase 1 lösen sich die homologen Chromosomen wieder voneinander. Nun enthält das mütterliche Chromosom Teile des väterlichen Chromosoms und umgekehrt.
Crossing over Bedeutung
Das Crossing over hat eine weitreichende Bedeutung für alle Eukaryoten , also Menschen, Tiere und Pflanzen. Durch die Rekombination während der Meiose kommt es zu einer größeren genetischen Vielfalt.
Außerdem können während der sogenannten Genkopplung beim Crossing over räumlich nahe Gene gemeinsam ausgetauscht werden. Das führt dazu, dass bestimmte Gene häufig in Kombination an nachfolgende Generationen weitergegeben werden. Würden beispielsweise die Gene für braune Augen und braune Haare nebeneinander liegen, würden sie sehr häufig zusammen vererbt werden.
Rekombination
Unter der Rekombination kannst du dir in der Biologie die Neuverteilung der Erbinformation in den Zellen vorstellen. Das Crossing-over gehört zur Neuverteilung des Genmaterials innerhalb der Chromosomen (intrachromosomalen Rekombination). Im Gegensatz dazu werden bei der interchromosomalen Rekombination ganze Chromosomen im Chromosomensatz neu verteilt.
Innerhalb der Chromosomen werden durch die Crossing-over zufällige Chromatiden überkreuzt. Es entsteht eine einzigartige Kombination aus Allelen , also Merkmalsausprägungen, die sich aus dem Erbmaterial von Mutter und Vater zusammensetzt. Dadurch kann es beispielweise passieren, dass deine Schwester braune Haare hat, während deine Haare blond sind.
Genkopplung
Unter der Genkopplung kannst du dir die gemeinsame Vererbung bestimmter Gene vorstellen. So werden Merkmale meist in Kombination mit anderen Merkmalen zusammen vererbt. Das liegt daran, dass Gene sehr klein sind und auf den Chromosomen sehr nah aneinander liegen. Dadurch, dass beim Crossing over in der Regel größere Stücke der Chromosomen sich überkreuzen und getauscht werden, findet ein Tausch mehrerer Gene gleichzeitig statt.
Bei der Genkopplung gilt:
- Je näher die gekoppelten Gene räumlich beieinander liegen, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie durch das Crossing over nicht getrennt werden (gekoppelte Gene). Die Neuanordnung/Rekombinationswahrscheinlichkeit dieser Gene sinkt also.
- Je weiter entfernt die gekoppelten Gene liegen, desto höher ist dagegen die Wahrscheinlichkeit, dass sie durch das Crossing over aufgetrennt werden. So kann es zu einem sogenannten Kopplungsbruch kommen.
Crossing over und Mutationen
Das Crossing over ist ein wichtiger Vorgang für die Verschiedenheit (Variabilität ) aller Lebewesen. Ohne das Austauschen von Genen während der Meiose würde es die genetische Vielfalt, die wir kennen, gar nicht geben.
Neben dem Crossing over spielen aber auch Mutationen eine große Rolle für die Variabilität, denn auch sie verändern das Erbgut und können an die Nachkommen weitervererbt werden. Sieh dir als Nächstes unser Video zu den Mutationen an und finde heraus, welche Mutationsarten es gibt und welche Auswirkungen sie haben. Außerdem kannst du dort erfahren, warum nicht alle Mutationen einen Einfluss haben, also schau vorbei!
