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Das Crossing-over ist ein zentraler Prozess der Meiose, bei dem genetisches Material zwischen homologen Chromosomen ausgetauscht wird, um die genetische Vielfalt zu erhöhen.
Das Crossing-over beschreibt den physikalischen Austausch von DNA-Abschnitten zwischen homologen Chromosomen (Chromosomenpaare, die in Form und Genabfolge übereinstimmen, wobei eines vom Vater und eines von der Mutter stammt). Dieser Prozess findet ausschließlich während der Prophase I der Meiose statt, spezifisch im Stadium des Pachytäns.
Damit dieser Austausch präzise erfolgen kann, müssen sich die homologen Chromosomen in der sogenannten Synapsis eng aneinanderlegen. Dabei bildet sich der synaptonemale Komplex, eine proteinreiche Struktur, die wie ein Reißverschluss fungiert und die Chromosomenpaare stabilisiert, sodass die Gensegmente exakt gegenüberliegen.
Während des Crossing-overs kommt es zu enzymatisch gesteuerten Brüchen in den DNA-Strängen der Nicht-Schwesterchromatiden. Diese Brüche werden 'über Kreuz' wieder verknüpft. Man kann sich das wie zwei ähnliche Baupläne vorstellen, bei denen man identische Abschnitte austauscht: Die Struktur des Plans bleibt erhalten, aber die spezifischen Details (Allele) werden neu gemischt.
Die Stellen, an denen der Austausch stattgefunden hat und die Chromosomen nach dem Abbau des synaptonemalen Komplexes noch verbunden bleiben, nennt man Chiasmata (Singular: Chiasma). Diese mikroskopisch sichtbaren Überkreuzungspunkte sind essenziell, um die Chromosomenpaare bis zur Trennung in der Anaphase I zusammenzuhalten.
Das biologische Ziel des Crossing-overs ist die intrachromosomale Rekombination. Im Gegensatz zur interchromosomalen Rekombination (der zufälligen Verteilung ganzer Chromosomen in der Metaphase I) werden hier Gene *innerhalb* eines einzelnen Chromosoms neu kombiniert. Dies stellt sicher, dass die entstehenden haploiden Keimzellen genetisch einzigartig sind.
Für den MedAT ist entscheidend zu wissen, dass Crossing-over nicht in der Mitose stattfindet. In der Mitose ist das Ziel die Erzeugung identischer Tochterzellen, weshalb ein Austausch von Erbgut zwischen Chromosomen dort kontraproduktiv wäre.
