交叉互換(crossing over)
/ KRAW-sing OH-ver /
想像兩副撲克牌,一副遺傳自你母親,一副遺傳自你父親,兩副的主題清單相同,但每個主題對應的牌略有不同。在發出新的手牌之前,你讓兩副牌實實在在地交換它們一些彼此對應的牌。發出來的手牌如今便成了兩副牌獨一無二的混合。交叉互換正是這件事:相互匹配的染色體在減數分裂期間實實在在地交換對應的片段,把父母的基因洗成新的組合。
交叉互換發生在減數第一次分裂的早期,那時每一對同源染色體的兩個成員(一條染色體來自母親和父親的兩個版本)緊緊地並排排列。在叫作交叉點(chiasmata)的位置,染色體在完全對應的部位斷裂,再與另一個搭檔重新接合,於是每條染色體最終都攜帶著母源與父源 DNA 拼成的鑲嵌圖案。由於斷裂發生在彼此對應的位點,沒有任何基因丟失或重複——染色體只是交換了等價的片段,就像在同一部電影的兩份拷貝之間剪接對應的場景。
交叉互換之所以重要,是因為它是後代遺傳多樣性的一個首要來源。沒有它,你只能把每條染色體原封不動地、按你接收的樣子傳下去;有了它,你給孩子的染色體便是一份前所未見的新混合。這種重新洗牌幫助族群適應環境,也正是為什麼即便是親兄弟姊妹(同卵雙胞胎除外)在遺傳上也各不相同。遺傳學家還利用它:在染色體上彼此靠得很近的基因很少被交叉互換分開,這讓科學家得以繪製基因所在的位置。
交叉互換正是為什麼同一對父母的兩個孩子可以長得如此不同:每個孩子的染色體都是祖輩 DNA 新近剪接成的混合,於是一個兄弟姊妹可能得到外祖父的眼色基因,跟外祖母的身高基因搭在同一條染色體上。
交叉互換讓每個孩子的染色體成為祖輩 DNA 的全新混合。
交叉互換是在同源染色體(來自母親和父親的兩個版本)之間交換 DNA,而不是在姊妹染色單體之間——交換完全相同的姊妹什麼也洗不出來,因為它們攜帶相同的序列。