Crossing-over

Als Crossing-over (englisch Crossing over) oder Crossover (englisch für ‚Kreuzung‘) wird in der Genetik der Vorgang bzw. das Ergebnis eines gegenseitigen Austausches von einander entsprechenden Abschnitten zweier homologer Chromosomen (und damit der Austausch von Genen) bei Eukaryoten während der Reifeteilung der Keimzellen bezeichnet.

Dieser findet zwischen väterlichen und mütterlichen Chromatiden bei einer Meiose (Reifeteilung) recht häufig statt und führt zu Neukombinationen der genetischen Information. Hierbei kommt es nach Strangbrüchen der DNA-Moleküle in sogenannten Rekombinationsknoten zu wechselseitigen Paarungen komplementärer Einzelstränge, wobei auch eine kreuzweise Überlagerung auftritt. Deren mikroskopisch sichtbare Folge stellt sich als Chiasma dar.

Ein Crossing-over findet bei Teilungen des Zellkerns während der Prophase der Meiose I statt. Dabei handelt es sich nicht etwa um Fälle fehlerhafter DNA-Reparatur, sondern um einen Vorgang, dessen Ablauf im Zellkern durch hierfür gebildete Strukturen – den synaptonemalen Komplex – wohlorganisiert erleichtert wird. So kommt es während der 1. meiotischen Teilung im Zygotän der Prophase zur parallelen Aneinanderlagerung der Chromatiden eines homologen Chromosomenpaars, womit im anschließenden Stadium, dem Pachytän, ein Crossing-over zwischen einander nach Genloci entsprechenden Abschnitten von Nichtschwesterchromatiden möglich wird. Hierdurch können Anteile zwischen maternalen und paternalen Chromosomen getauscht werden, was neue Kombinationen entstehen lässt (intrachromosomale Rekombination). Im folgenden Stadium lösen sich die Chromosomen wieder voneinander, und zuvor ereignete Crossover werden nun im Diplotän auch lichtmikroskopisch als Chiasmata sichtbar.^[1]

Darüber hinaus entstehen in der folgenden 2. meiotischen Teilung (Meiose II) durch die neue Verteilung der elterlichen Chromatiden als Ganze im einfachen Chromosomensatz der Geschlechtszellen (Gameten) neue Kombinationen (interchromosomale Rekombination).

Der Begriff des Crossing-over ist nicht gleichbedeutend mit dem der Kreuzung, wie er bei der Zucht von Tieren und Pflanzen für das Verpaaren von Individuen mit unterschiedlichen Eigenschaften gebraucht wird.

1. ↑ Wilfried Janning, Elisabeth Knust: Genetik: Allgemeine Genetik – Molekulare Genetik – Entwicklungsgenetik. 2. Auflage. Georg Thieme, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-13-151422-6, S. 31 f.