乗換え (生物学)
減数分裂による乗換えが相同染色体の間で起きるのに対し、体細胞における乗換えは姉妹染色分体の間に起きる。体細胞乗換えは特に菌類などの無性生殖を行う生物で多く見られる。
動物では、DNAが損傷を受けたまま細胞分裂が起きた場合に多いことが知られており(姉妹染色分体交換:Sister chromatid exchange)、どちらかというと病理的な現象と考えられる。
また体細胞に生じた不等乗換えは、がんの原因となりうる。
ある2個の遺伝子が別の染色体上にあるならば、それらの対立遺伝子は親から子へ独立に受け継がれる(メンデルの独立の法則)。
しかしこれらが同じ染色体上にあるならば、受け継がれ方は独立ではなく、これらが親と同じ組み合わせ(ハプロタイプ)として受け継がれる確率が高い(遺伝的連鎖)。
とはいえ、この組み合わせは固定されたものではなくて、他の組み合わせも生じ、その確率は遺伝子によって異なる。このような親と異なる組み合わせが生じる原因が、乗換えによる遺伝子の組換えである。
このように乗換えの仕組みによって、有性生殖の際に、単なる染色体の混ぜ合わせだけではなく、同一染色体の内部にも遺伝的多様性が生まれることになる。
2つの遺伝子が染色体上で物理的に離れているほど、その間の組換えの確率が高くなると 考えられ、このデータに基づいて遺伝子地図が作成できる。ただし組換えの起こりやすさは位置によって異なるため、距離のみで決まるわけではない。また、乗換えがあっても組換えが見出されるとは限らない(2つの遺伝子の間で二重に乗換えが起きれば、見かけ上組換えは見られないため)。
減数分裂の第一分裂前期には、各相同染色体が対合し付着して二価染色体という太い染色体を形成する時期がある。乗換えはこの時期に起きていると考えられている。その後、相同染色体が分離する過程で、それらに含まれる非姉妹染色分体が交差している像がみられ、キアズマ(chiasma)と呼ばれるが、これが乗換えの結果であると考えられている。
相同染色体の対合は、乗換えを一つの主要な目的としていると考えられる。