Crossover is a reciprocal exchange of chromatid fragments between homologous chromosomes and takes place during second meiotic division. Many factors affect the distribution and frequency of crossovers – for instance, the activity of trans-acting modifiers, chromatin methylation level or the presence of polymorphisms between recombining chromosomes. MMR system, and specifically MSH2 protein, serves to recognize and repair mismatched DNA bases, and prevents recombination between divergent chromosomal regions during meiosis. Unexpectedly, MSH2 displays also a pro-recombination role in plants by detecting polymorphisms and directing crossover events into more diverged regions. In this review, we demonstrate how interhomolog polymorphism may affect crossover chromosomal distribution and, as a consequence, plant genomes evolution. It is especially important for self-fertilizing plants which naturally exhibit high level of homozygosity. If recombination were to occur only in homozygous regions, no new genotypes would be created in subsequent generations, slowing down the evolution of the organisms.
Zjawisko crossing-over (CO) polega na wzajemnej wymianie fragmentów chromatyd pomiędzy chromosomami homologicznymi i zachodzi podczas pierwszego podziału mejotycznego. Na ostateczną lokalizację i częstość crossing-over na chromosomie wpływa wiele czynników, m.in. aktywność modyfikatorów działających in trans, stopień metylacji chromatyny czy obecność polimorfizmów pomiędzy rekombinującymi chromosomami. System MMR, a przede wszystkim białko MSH2, służą do rozpoznawania i naprawy nieprawidłowo sparowanych zasad DNA, a w mejozie zapobiegają rekombinacji pomiędzy niedopasowanymi regionami chromosomowymi. Okazuje się, iż u roślin białko MSH2 może pełnić także rolę pro-rekombinacyjną, rozpoznając polimorfizmy i nakierowując zdarzenia crossing-over w regiony silniej polimorficzne. W niniejszej pracy pokazujemy, jak obecność polimorfizmów może wpływać na chromosomową dystrybucję CO, a w konsekwencji - na ewolucję genomów roślinnych. Jest to szczególnie istotne w przypadku roślin samopylnych, u których naturalnie występuje duży stopień homozygotyczności. Gdyby rekombinacja zachodziła wyłącznie w regionach homozygotycznych, nie dochodziłoby do powstawania nowych genotypów w kolejnych pokoleniach, a ewolucja organizmów byłaby spowolniona.