O fenômeno conhecido como crossing over, ou permutação, é um dos dois processos que levam à recombinação gênica durante a meiose nos organismos eucariontes. O outro processo que resulta nesse mesmo efeito é a segregação independente dos cromossomos.
A recombinação gênica consiste na mistura de genes de indivíduos diferentes durante a reprodução sexuada. Essa mistura é essencial porque aumenta a variabilidade genética. Continue lendo, pois você vai entender melhor esse conceito a seguir.
O que é recombinação gênica?
Compreender o conceito de recombinação gênica é fundamental, já que ele explica o papel do crossing over. Como mencionado acima, a recombinação gênica é a mistura de genes provenientes de indivíduos distintos durante a reprodução sexuada. Em suma, esse processo realiza uma troca e reorganização dos genes.
Nos eucariontes, a recombinação gênica ocorre por meio de dois processos durante a meiose: o crossing over (permutação) e a segregação independente dos cromossomos. Por causa disso, surgem inúmeras combinações possíveis entre genes de dois indivíduos.
Para exemplificar, pense na mistura entre cromossomos maternos e paternos. O número de combinações possíveis pode ser calculado pela expressão 2ⁿ, em que n representa o número de pares de cromossomos do indivíduo. Como o ser humano tem 23 pares, o resultado é 8.388.608 combinações possíveis entre cromossomos maternos e paternos.
O que é Crossing Over?
A chamada permutação cromossômica, ou crossing over, é uma troca natural e recíproca entre cromátides homólogas. Essa troca ocorre durante a meiose I, mais precisamente na prófase I, dentro da subfase paquíteno.
Nessa etapa, ocorre o quiasma, isto é, a aproximação entre os cromossomos homólogos pareados. Eles ficam tão próximos que podem, literalmente, trocar trechos de DNA em suas extremidades. Assim, seus braços se cruzam, realizando um intercâmbio de segmentos alélicos.
Dessa forma, um cromossomo de origem paterna pode apresentar, em uma de suas cromátides-irmãs, um trecho materno, e o inverso também ocorre. Esse evento permite uma maior taxa de recombinação gênica e, portanto, aumenta a variabilidade genética nas células reprodutivas — óvulos e espermatozoides.
Consequentemente, há uma mistura dos cromossomos herdados da mãe e do pai, o que gera diferenças entre os descendentes. Por isso, o crossing over é um processo de grande relevância, pois garante diversidade genética dentro de uma espécie.
Crossing Over e o surgimento de diferenças em uma espécie
O fenômeno do crossing over é essencial, tanto do ponto de vista genotípico quanto fenotípico, porque leva ao surgimento de diferenças entre os indivíduos. Se esse processo não ocorresse desde o início da espécie humana, seríamos todos clones, ou seja, organismos geneticamente idênticos.
Em outras palavras, o crossing over pode ser comparado a embaralhar cartas de um baralho: cada mistura gera uma combinação diferente de genes, e, por causa disso, cada indivíduo se torna único.
Teoria do cruzamento cromossômico
O cientista Thomas Hunt Morgan foi o responsável por propor a teoria do cruzamento cromossômico. Sua proposta teve como base uma descoberta feita por Frans Alfons Janssens, em 1909, que descreveu o fenômeno denominado “quiasmatopia”. Aliás, o termo quiasma tem relação direta com o cruzamento cromossômico.
Morgan percebeu que a interpretação citológica do quiasma de Janssens possuía grande importância para sua pesquisa sobre a hereditariedade na Drosophila sp. Posteriormente, em 1931, Harriet Creighton e Barbara McClintock confirmaram os fundamentos físicos do cruzamento cromossômico, fortalecendo a teoria.
O que é segregação independente dos cromossomos?
Como mencionado anteriormente, nos eucariontes a recombinação gênica pode acontecer por dois processos durante a meiose. Agora que você já entendeu o que é o crossing over e sua importância para a variabilidade genética, vale conhecer o segundo processo: a segregação independente dos cromossomos.
Basicamente, esse fenômeno está relacionado às diferentes possibilidades de separação dos cromossomos homólogos. Imagine que uma célula possua três pares de cromossomos homólogos — portanto, seis cromossomos no total, sendo três de origem materna e três de origem paterna.
Durante a anáfase I, os cromossomos homólogos se separam de modo aleatório. Por isso, é possível gerar células com duas cópias paternas e uma materna, ou o contrário. O número de combinações distintas de gametas pode ser calculado pela expressão 2ⁿ, em que n é o número de pares de cromossomos.
Retomando o exemplo anterior, se houver três pares de homólogos, o resultado será oito combinações possíveis de gametas que podem ser formadas.
Agora você já conhece o conceito de crossing over e entende sua importância para a variabilidade genética. Esse processo, juntamente com a segregação independente, explica como surgem as diferenças entre os indivíduos e, portanto, a diversidade nas espécies.
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