染色體互換
染色體互換（英語：chromosomal crossover，也稱染色體交換、交叉互換）是指有性生殖中，兩條同源染色體的非姊妹染色單體部分的DNA發生交換的過程，是基因重組的最後階段之一，發生在減數分裂前期I的粗線期的聯會的過程中。聯會在聯會複合體發育前就開始了，直到前期I接近結束時才完成。交叉互換通常發生在配對染色體上的匹配區域斷裂，然後與另一個染色體重新連接時。
最早描述並提出互換理論的科學家是托馬斯·亨特·摩根，而互換的物理基礎最早則是於1931年由哈麗特·克萊登和巴巴拉·麥克林托克提出[1]。
起源
[編輯]染色體互換的起源有兩種流行且重疊的理論，這兩個理論來自關於減數分裂起源的不同理論。
第一個理論基於減數分裂進化為另一種DNA修復方法的想法，認為交叉互換是一種替代可能受損的DNA部分的新方法。
第二個理論來自減數分裂從細菌轉化而來的想法變換，認為交叉互換具有產生多樣性的功能[2]。
結果
[編輯]在大多數真核生物中，一個細胞攜帶每個基因的兩個版本，稱為等位基因。每個父母將一個等位基因傳遞給每個後代。單個配子繼承染色體上等位基因的完整單倍體互補，這些等位基因是從中期板上排列的每對染色單體中獨立選擇的。如果沒有重組，在同一條染色體上連接在一起的那些基因的所有等位基因將一起遺傳。減數分裂重組可以佔據單個基因位置的兩個等位基因能夠更加獨立地分離，因為重組改變了同源染色體之間的等位基因含量。
重組導致同一染色體上母本和父本等位基因的新排列。儘管相同的基因以相同的順序出現，但有些等位基因不同。這樣，後代理論上可以擁有親本等位基因的任意組合，並且兩個等位基因可以一個後代中同時出現，這對另一個後代具有相同組合的統計概率沒有任何影響。這是孟德爾自由組合定律的遺傳學基礎。[3]
然而，所有基因組合的重組頻率實際上並不相同，因此存在「遺傳距離」的概念，指的是（適當大的）譜系樣本上平均重組頻率的量度。簡單來說，這是因為重組受到基因之間的距離影響。如果兩個基因在一條染色體上的位置很近，那麼重組時將這兩個基因分開的可能性就顯然很小。遺傳連鎖描述了基因位於同一染色體上而共同遺傳的趨勢，其中基因或遺傳標記的某些組合在群體中發生的頻率並不一定，受到基因的距離影響，這一現象稱為連鎖不平衡。這一概念可用於在尋找致病基因，通過比較特定DNA序列的出現與疾病的出現來完成，當發現兩者之間存在高度相關性時，很可能有關的的基因序列也就更接近。
參見
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ Creighton, Harriet B.; McClintock, Barbara. A Correlation of Cytological and Genetical Crossing-Over in Zea Mays. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1931-08, 17 (8). ISSN 0027-8424. PMC 1076098
. PMID 16587654. doi:10.1073/pnas.17.8.492 （英語）.
- ^ Bernstein, H; Bernstein, C. Evolutionary origin of recombination during meiosis. BioScience. 2010, 60 (7): 498–505. S2CID 86663600. doi:10.1525/bio.2010.60.7.5.
- ^ 基因重组 genetic recombination. [2022-11-06]. （原始內容存檔於2022-11-06）.
