Een gen wordt gedefinieerd als een eenheid van erfelijkheid die wordt doorgegeven van de ene generatie naar de volgende, volgens MedicineNet.com. Genen omvatten korte sequenties van deoxyribonucleïnezuur of DNA en zijn gerangschikt langs chromosomen. Chromosomen zijn eenvoudig lange DNA-sequenties die uit vele genen bestaan. Op het gebied van de genetica verwijst de term "crossing-over" naar een proces waarbij een paar chromosomen nauw op elkaar aansluiten en segmenten van DNA-genen verwisselen tijdens replicatie. Cross-over is ook bekend als genetische recombinatie.

Replicatie van DNA

Er zijn twee verschillende DNA-replicatieprocessen die voorkomen in planten en dieren. De eerste mitose treedt op wanneer een cel repliceert om twee exemplaren van zichzelf te vormen. Het tweede replicatieproces wordt meiose genoemd en komt alleen voor bij de aanmaak van sperma of eicellen. Meiose begint met één cel die paren chromosomen bevat en eindigt met twee cellen die enkele kopieën van elk chromosoom bevatten. Wanneer een sperma en een ei samen een zygote vormen, zoals een embryo in de vroege stadia wordt genoemd, vormen ze chromosoomparen. Cross-over vindt plaats tijdens zowel mitose als meiose, hoewel de frequentie veel hoger is in meiose, volgens Science Gateway.

Allelen

Het aantal chromosomen dat een organisme heeft, verschilt per soort; mensen hebben 23 paren, of 46 chromosomen in totaal. De paren bestaan ​​uit twee kopieën van elk chromosoom; de kopieën zijn echter mogelijk niet identiek omdat ze vaak verschillende allelen bevatten. Een allel is een alternatieve vorm van een gen, volgens Access Science. Een DNA-segment op elke chromosoomsectie kan bijvoorbeeld coderen voor oogkleur, hoewel één chromosoom kan coderen voor bruine ogen en de andere voor blauwe ogen. Welke oogkleur wordt uitgedrukt, hangt af van welk gen dominant is. Oversteken gebeurt het vaakst tussen verschillende allelen die coderen voor hetzelfde gen.

Mechanica van Oversteken

Chromosomen bestaan ​​normaal gesproken in een gecompacteerde, super-opgerolde toestand. Tijdens mitose en meiose moeten ze worden afgewikkeld om replicatie mogelijk te maken. Dit gebeurt wanneer enzymen op verschillende punten langs de chromosomen breuken maken, waardoor ze kunnen ontspannen en worden gekopieerd. Na replicatie herstelt een andere reeks enzymen de gebroken DNA-fragmenten. Chromosoomparen komen tijdens deze processen dicht bij elkaar in de buurt. In de afgewikkelde en gefragmenteerde fase kunnen DNA-segmenten van gelijke grootte worden verwisseld en vervolgens opnieuw worden gelijmd, waardoor een chromosoom wordt gevormd met een andere combinatie van allelen dan waarmee het begon, volgens Science Gateway.

Frequentie

Volgens de oorsprong van seks is de frequentie van oversteken binnen het genoom van een individu niet consistent. Er zijn hotspots, zo genoemd omdat ze met meer frequentie dan gemiddeld oversteken, evenals koude plekken die zelden recombineren. Bij de mens is er ook een verschil opgemerkt tussen geslachten, waarbij de gemiddelde man ongeveer 57 keer cross-over optreedt tijdens de meiose, terwijl bij vrouwen het 75 keer voorkomt tijdens dezelfde fase.

Genetische diversiteit
>

Een voordeel van oversteken is dat het de genetische diversiteit binnen een populatie behoudt, waardoor miljoenen verschillende genetische combinaties kunnen worden doorgegeven van de ouders naar het nageslacht. Genetische variabiliteit is erg belangrijk voor de overleving op de lange termijn van een soort; zonder dit zou een hele bevolking kunnen bezwijken voor droogte of ziekte, volgens Origins of Sex