Un gene è definito come un'unità di ereditarietà passata da una generazione all'altra, secondo MedicineNet.com. I geni comprendevano brevi sequenze di acido desossiribonucleico o DNA e sono disposti lungo i cromosomi. I cromosomi sono semplicemente lunghe sequenze di DNA costituite da molti geni. Nel campo della genetica, il termine "crossing over" si riferisce a un processo mediante il quale una coppia di cromosomi si allinea strettamente l'una all'altra e scambia segmenti di DNA contenenti geni durante la replicazione. L'incrocio è noto anche come ricombinazione genetica.

Replicazione del DNA

Esistono due diversi processi di replicazione del DNA che si verificano nelle piante e negli animali. Il primo, mitosi, si verifica quando una cellula si replica per formare due copie di se stesso. Il secondo processo di replicazione si chiama meiosi e si verifica solo nella creazione di spermatozoi o cellule uovo. La meiosi inizia con una cellula contenente coppie di cromosomi e termina con due cellule contenenti singole copie di ciascun cromosoma. Quando uno spermatozoo e un uovo si uniscono per formare uno zigote, come viene chiamato un embrione nelle sue fasi iniziali, formano coppie cromosomiche. L'attraversamento avviene sia durante la mitosi che nella meiosi, sebbene la frequenza sia molto più alta nella meiosi, secondo Science Gateway.

Alleli

Il numero di cromosomi che un organismo ha varia tra le specie; gli esseri umani hanno 23 coppie o 46 cromosomi in totale. Le coppie consistono in due copie di ciascun cromosoma; tuttavia, le copie potrebbero non essere identiche in quanto contengono spesso alleli diversi. Un allele è una forma alternativa di un gene, secondo Access Science. Ad esempio, un segmento di DNA su ciascuna sezione cromosomica può codificare per il colore degli occhi, sebbene un cromosoma possa codificare per gli occhi marroni e l'altro per gli occhi blu. Quale colore degli occhi è espresso dipenderà dal gene che è dominante. Il crossover si verifica più spesso tra diversi alleli che codificano per lo stesso gene.

Meccanica di attraversamento

I cromosomi normalmente esistono in uno stato compatto e superculturato. Durante la mitosi e la meiosi, devono essere svolti per consentire il verificarsi della replicazione. Questo accade quando gli enzimi fanno delle pause in diversi punti lungo i cromosomi, permettendo loro di rilassarsi e di essere copiati. Dopo la replicazione, un altro gruppo di enzimi riattacca i frammenti rotti del DNA. Le coppie cromosomiche si allineano l'una accanto all'altra durante questi processi. Nella fase srotolata e frammentata, segmenti di DNA di uguali dimensioni possono essere scambiati e quindi reincollati, formando un cromosoma con una diversa combinazione di alleli rispetto a quanto iniziato con, secondo Science Gateway.

Frequenza

Secondo Origins of Sex, la frequenza di attraversamento all'interno del genoma di un individuo non è coerente. Ci sono punti caldi, così chiamati perché attraversano con una frequenza maggiore della media, oltre a punti freddi che raramente si ricombinano. Nell'uomo è stata osservata anche una differenza tra i sessi, con il maschio medio che ha eventi di crossover circa 57 volte durante la meiosi, mentre nelle femmine si stima che si verifichi 75 volte durante la stessa fase.

Diversità genetica

Il vantaggio di attraversare è che mantiene la diversità genetica all'interno di una popolazione, consentendo a milioni di combinazioni genetiche diverse di passare dai genitori alla prole. La variabilità genetica è molto importante per la sopravvivenza a lungo termine di una specie; senza di essa un'intera popolazione potrebbe soccombere alla siccità o alla malattia, secondo Origins of Sex.