Oversteken

De Oversteken is de uitwisseling van maternale en vaderlijke chromosomen zoals die plaatsvindt in de profase van meiose. Deze uitwisseling van stukken maakt de verscheidenheid aan kenmerken van de nakomelingen mogelijk. Fouten bij het oversteken leiden tot ziekten zoals het Wolf-Hirschhorn-syndroom.

Wat is de oversteek?

Genetica beschrijft de chromosomale kruising als kruising. Tijdens dit proces is er een uitwisseling van stukjes tussen de chromosomen van de moeder en de vader.

Chromosomen bevatten DNA dat is verpakt in eiwitten. Tijdens de kruising bestaat het DNA van het nageslacht dus uit het genetisch materiaal van beide ouders. Deze stap maakt deel uit van meiose, ook wel meiose genoemd. Dit wordt voorafgegaan door een breuk in de DNA-strengen veroorzaakt door enzymen.

De oversteek vindt plaats tijdens profase één van meiose en vindt plaats in het synaptonemale complex. Het is een structuur die bestaat uit eiwitten, DNA en RNA. Met de oversteek kunnen kruisingen van twee chromatiden elk onder een lichtmicroscoop worden waargenomen.

De recombinatie van de kruising wordt ook wel intrachromosomale recombinatie genoemd. Het volgt interchromosomale recombinatie, die een willekeurige rangschikking van vaderlijke en moederlijke gameten creëert om zygoten te vormen.

Functie en taak

Genetica maakt onderscheid tussen mitose en meiose. Mitose wordt ook wel eenvoudige celdeling genoemd. De chromosmeparen van vader en moeder worden tijdens dit proces verdubbeld en verdeeld over dochtercellen. Dit betekent dat elk van de twee helften na de eenvoudige verdeling een homologe partner krijgt toegewezen. Dus de dochtercellen hebben tweemaal zoveel chromosomen als de oorspronkelijke cellen. Om zo te zeggen, DNA verdubbelt bij mitose.

In vergelijking hiermee is meiose de deling van volwassenheid waarin de kiemcellen ontstaan. In de eerste stap van de meiose worden de gepaarde genkopieën weer verdubbeld. Er wordt een viervoudige genkopievervanging gemaakt. Alle bestaande chromosomen zitten elk in twee chromatiden, d.w.z. in dubbele strengen DNA inclusief de bijbehorende eiwitten. Recombinatie gaat hand in hand met het proces van DNA-verdubbeling. Allelen worden uitgewisseld en het genetisch materiaal wordt herschikt.

Deze nieuwe regeling tijdens interchromosomale recombinatie wordt aan het toeval overgelaten. Tijdens profase één hechten de corresponderende chromosomen van moeder en vader aanvankelijk willekeurig aan elkaar. Deze aanhechting staat ook bekend als zygoteen en resulteert in het synaptonemale complex van eiwitten, DNA en RNA.

Het zygoteen wordt gevolgd door een paringsfase, ook wel bekend als pachytene. De structuur die op deze manier wordt gegenereerd, wordt bivalent genoemd vanwege de verdubbeling van de chromosomen. Soms is er ook sprake van een tetrad, aangezien er nu vier chromatiden zijn.

Ten slotte zorgen speciale enzymen voor een breuk in de DNA-strengen. Deze breuk vindt plaats waar de afzonderlijke chromatiden elkaar overlappen. De intrachomosomale recombinatie verbindt nu de breekpunten van de chromosomen kruiselings. Daarom wordt dit proces ook wel chromosomale cross-over genoemd.

Bij cross-over is er een uitwisseling van volledige chromosoomgebieden tussen twee verschillende chromosomen. Zonder de kruising kunnen er voor de nakomelingen geen nieuwe combinaties van eigenschappen ontstaan. De recombinatie is slechts de basis voor aanpassingsverschijnselen aan veranderde omgevingsomstandigheden. Intrachromosomale recombinatie is daarom een ​​belangrijk onderdeel van evolutie.

Meiose en de intrachromosomale kruising worden gevolgd door mitose.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten en aandoeningen

Het niet oversteken is een belangrijke oorzaak van ziekte. Als bijvoorbeeld twee chromosoomsequenties erg op elkaar lijken tijdens tetradvorming, dan kunnen deze sequenties worden over elkaar heen gelegd, ook al zijn ze niet homoloog. We hebben het over een ongelijke oversteek. Bij dit fenomeen gaat vaak een streng verloren en een andere verdubbelt. In dit verband hebben we het ook over verwijdering en duplicatie.

Sommige fouten bij het oversteken hebben geen ziektewaarde, maar andere resulteren in combinaties die resulteren in mensen die niet kunnen overleven. In andere gevallen wordt opnieuw de overlevingskansen gegeven, maar de ziektewaarde houdt verband met de foutieve kruising.

Ziekten die verband houden met kruising zijn ofwel chromosomale afwijkingen of chromosomale dysplasieën. Als gevolg van dergelijke afwijkingen of dysplasieën kunnen bijvoorbeeld aangeboren ziekten zoals de ziekte van Huntington ontstaan.

De ziekte van Huntington is een erfelijke ziekte van de hersenen die verminderde aandoeningen, verlies van controle over de spieren, waanvoorstellingen en dementie of cognitieve stoornissen veroorzaakt. De ziekte wordt veroorzaakt door een onnatuurlijk hoge reeks glutamine-residuen die worden gecodeerd door bepaalde genen.

Het Cri-du-chat-syndroom kan ook worden teruggevoerd op een fout bij het oversteken. Deze ziekte is een voorbeeld van een erfelijke ziekte die het gevolg is van deletie. De korte arm van chromosoom vijf wordt verwijderd. De getroffenen zijn verstandelijk gehandicapt en maken vreemde geluiden. Vaak hebben ze een heel klein hoofd en wijd uit elkaar staande ogen.

Het Wolf-Hirschhorn-syndroom wordt ook veroorzaakt door een fout bij het oversteken. In dit geval gaat een deel van de korte arm van chromosoom vier verloren. Als gevolg hiervan treden ernstige verstandelijke beperkingen en groeistoornissen op.

Een minder ernstige ziekte die wordt veroorzaakt door fouten bij het oversteken, is roodgroen slecht zicht. Bij deze ziekte mist de defecte recombinatie genen voor bepaalde lichtgevoeligheden. De getroffen persoon kan de kleuren van het overeenkomstige lichtgebied niet waarnemen. Dit fenomeen wordt doorgegeven in de X-gebonden recessieve overerving.