染色體內重組是交換的結果，但交換不一定導致重組。因為我們是依據標記基因來判斷是否重組的，若在兩個標記基因之間發生奇次數交換，結果必然導致重組，但若發生偶次數交換，標記基因並不重組。不能進行自由組合的基因群則稱之為連鎖群（Linkagegroup），排列在同一條染色體上及其同源染色體上的基因同屬於同一連鎖群。
基本介紹
- 中文名：染色體交換理論
- 外文名：Chromosome exchange theory
- 概述：有絲分裂過程中染色體的交換
- 結果：染色體內重組是交換的結果
概述,發現,不等交換,
概述
有絲分裂過程中染色體的交換：在有絲分裂過程中，染色體進行有規律的運動，最終產生兩個與親代細胞遺傳組成一致的子細胞。過去一直認為只有在減數分裂過程中才有遺傳物質的交換及重新組合，而在有絲分裂中沒有這種現象的發生。隨著科學技術的發展，現在的研究結果表明：在有絲分裂過程中也存在著遺傳物質的重新組合。
發現
最早發現有絲分裂過程中存在遺傳重組現象的是斯特恩(C．Stern)，他在1936年以果蠅為實驗材料，證明了遺傳物質的交換不僅可以發生在減數分裂形成配子的過程中，同樣也可以發生在體細胞有絲分裂的過程中，一對同源染色體的非姊妹染色單體間可以發生交換。在實驗中，他使用了了兩種易於辨別的性狀作為標記性狀，控制其性狀表現的是兩個連鎖的伴性遺傳基因，一個影響果蠅的體色，使其表現為黃色(y)；另一個改變剛毛的形態為焦剛毛(sn)，並且兩個基因均為隱性基因。他設計這樣一個實驗組合：以野生型個體(YSn/YSn)與焦剛毛黃體類型(ysn/ysn)雜交，則其子代雜合體的基因型為YSn/ysn，在正常情況下應只表現出野生型的灰色與正常剛毛狀。但在實驗結果中，發現有的個體身上出現部分黃體組織，並且這部分黃體組織上的剛毛為焦剛毛，更為巧合的是二者出現的範圍大小相當一致。對於這種實驗結果，有人認為可能是由於基因突變造成的，但是基因突變發生的頻率非常低，果蠅基因平均突變率僅為10-6，若位於同一條染色體上的兩個顯性基因同時發生突變，其機率應為10-12，這種情況是難以出現的。但是，如果按照體細胞染色體交換的說法進行分析，則其發生的可能性要大得多，具體過程如下圖分析所示：
研究結果表明：有絲分裂過程中遺傳物質發生重組的頻率要比減數分裂過程中染色體交換重組的頻率低得多。另外在一個細胞中，如果發生了一次有絲分裂的染色體重組，則在同一條染色體上或甚至不同的染色體上再次發生染色體重組的機會是非常小的，而減數分裂的遺傳重組幾乎可以發生在每一條染色體上，且雙交換是相當常見的。有絲分裂的重組機理似乎是按照減數分裂的重組機理進行的，即在同樣的染色體段落處於足夠接近時，二者之間發生物質的交換。
除了果蠅以外，在許多黴菌，特別是麴黴中已經發現了這種有絲分裂過程中的遺傳重組過程。另外在50年代晚期，泰勒(J．H．Taylor)利用同位素氚(3H)標記蠶豆的體細胞染色體，並在有絲分裂中觀察其變化特點，第一次發現在姊妹染色單體之間也可以發生交換，記為SCE (Sister Chromatid Exchange)。70年代中，在活體和離體培養的中國倉鼠卵巢細胞中都發現了SCE現象，並且其發生的頻率與環境因素有關，例如，當有致癌物或有其他藥物時，其出現的頻率會大為提高。大量的研究結果表明，有絲分裂過程中染色體間遺傳物質的重組及姊妹染色單體間的交換與DNA的損傷和修復有著密切的關係。另外，組織培養的某些培養條件有可能增加體細胞的交換率，如果發生非對稱性交換，或非同源染色體的交換，還可能導致結構變異，從而引起相應的遺傳學效應。
由此可見，染色體間，甚至姊妹染色單體之間均可以發生遺傳物質的重新組合，遺傳物質的交換過程並不只發生於減數分裂中。
不等交換
發生在聯會時略有參差的兩條染色體區段間的交換。其結果使一條染色體具有重複，而另一條染色體具有缺失。染色體交換通常是對等的，即兩條同源染色體在對應的位置上發生交換，發生交換的兩條染色體都不增加或減少任何基因。但如同源染色體聯合時不能準確配對，交換髮生在不對應的位置上，結果使一條染色體缺少一部分，而另一條染色體則多了一小部分。這種不等交換最早是在果蠅的棒眼研究中發現的，重棒眼是由於果蠅X染色體上有3個16A區的重複，這種重複就是由於不等交換產生的。棒眼雌果蠅（兩條X染色體上各有2個16A區）的偶爾不等交換。
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套用學科：遺傳學（一級學科）、經典遺傳學（二級學科）
