Přechod nastává během meiózy I a je to proces, kdy se homologní chromozomy spárují mezi sebou a vyměňují si různé segmenty svého genetického materiálu za vzniku rekombinantních chromozomů. Přechod je nezbytný pro normální segregaci chromozomů během meiózy. Přechod také počítá s genetickou variací, protože kvůli výměně genetického materiálu během přechodu nejsou chromatidy držené pohromadě centromerou identické. Takže když chromozomy přejdou na meiózu II a oddělí se, některé z dceřiných buněk obdrží dceřiné chromozomy s rekombinovanými alelami. Díky této genetické rekombinaci mají potomci jinou sadu alel a genů než jejich rodiče. V diagramu jsou geny B a jsou vzájemně zkřížené, takže výsledné rekombinanty po meióze Ab, AB, ab a aB.
Thomas Hunt Morgan ilustrace přejezdu (1916)
Rekombinace zahrnuje rozbití a opětovné spojení rodičovských chromozomů
Chromozomální crossover (nebo crossover) je výměna genetického materiálu mezi homologními chromozomy, jejímž výsledkem jsou rekombinantní chromozomy. Je to jedna z finálních fází genetické rekombinace, ke které dochází během profázy I meiózy (pachytenu) v procesu zvaném synapsis. Synapse začíná dříve, než se vyvine synaptonemální komplex, a není dokončena až do konce profázy I.
Přechod byl teoreticky popsán Thomasem Huntem Morganem. Opíral se o objev belgického profesora Franse Alfonse Janssense z univerzity v Leuvenu, který jev popsal v roce 1909 a nazval ho ‚chiasmatypie‘. Termín chiasma je spojen, ne-li totožný s chromozomálním přechodem. Morgan okamžitě pochopil velký význam Janssensovy cytologické interpretace chiasmatu pro experimentální výsledky jeho výzkumu dědičnosti Drosophily. Fyzikální základ přechodu byl poprvé prokázán Harriet Creightonovou a Barbarou McClintockovou v roce 1931.
Meiotická rekombinace začíná dvouvláknovými přestávkami, které jsou do DNA zavedeny proteinem Spo11. Jedna nebo více exonukleáz pak stráví 5’ konce vytvořené dvouvláknovými přestávkami a vytvoří 3’ jednovláknové řetězce DNA. Rekombináza Dmc1 specifická pro meiózu a obecná rekombiáza Rad51 obalí jednovláknovou DNA a vytvoří nukleoproteinová vlákna. Rekombinázy katalyzují invazi protilehlé chromatidy jednovláknovou DNA z jednoho konce přestávky. Dále, 3’ konec invazní DNA primuje syntézu DNA, což způsobuje vytěsnění komplementárního řetězce, který se následně připojí k jednovláknové DNA vytvořené z druhého konce počátečního dvouvláknového přestávky. Výslednou strukturou je výměna mezi řetězci, známá také jako Hollidayova křižovatka. Kontakt mezi dvěma chromatidami, které brzy projdou křížením, je znám jako chiasma. Hollidayova křižovatka je čtyřvláknová struktura, která může být „tažena“ jinými rekombinázami, pohybující se podél čtyřvláknové struktury.
Rozdíl mezi genovou konverzí a chromozomálním křížením. Modrá je dvě chromatidy jednoho chromozomu a červená je dvě chromatidy druhého.
U většiny eukaryot nese buňka dvě verze každého genu, každý z nich je označován jako alela. Každý rodič předává na každého potomka jednu alelu. Jednotlivá gameta dědí kompletní haploidní komplement alel na chromozomech, které jsou nezávisle vybrány z každého páru chromatid seřazených na metafázové destičce. Bez rekombinace by se všechny alely pro ty geny, které jsou spojeny na stejném chromozomu, dědily společně. Meiotická rekombinace umožňuje nezávislejší výběr mezi dvěma alelami, které zaujímají pozice jednotlivých genů, protože rekombinace míchá obsah alel mezi homologními chromozomy.
Výsledkem rekombinace je nové uspořádání mateřských a otcovských alel na stejném chromozomu. Ačkoli se stejné geny objevují ve stejném pořadí, alely jsou odlišné. Tímto způsobem je teoreticky možné mít u potomka jakoukoli kombinaci rodičovských alel a skutečnost, že se dvě alely objevují společně v jednom potomkovi, nemá žádný vliv na statistickou pravděpodobnost, že další potomek bude mít stejnou kombinaci. Tato teorie „nezávislého sortimentu“ alel je základem genetické dědičnosti.
Frekvence rekombinace však ve skutečnosti není stejná pro všechny genové kombinace. To vede k pojmu „genetická vzdálenost“, což je míra frekvence rekombinace zprůměrovaná přes (vhodně velký) vzorek rodokmenů. Volně řečeno, lze říci, že je to proto, že rekombinace je značně ovlivněna blízkostí jednoho genu k druhému. Jsou-li dva geny umístěny blízko sebe na chromozomu, pravděpodobnost, že událost rekombinace oddělí tyto dva geny, je menší, než kdyby byly dále od sebe. Genetická vazba popisuje tendenci genů být děděny společně v důsledku jejich umístění na stejném chromozomu. Linkage disequilibrium popisuje situaci, kdy se některé kombinace genů nebo genetických markerů vyskytují v populaci více či méně často, než by se očekávalo z jejich vzdáleností od sebe. Tento pojem se používá při hledání genu, který může způsobit konkrétní onemocnění. To se provádí porovnáním výskytu konkrétní sekvence DNA s výskytem onemocnění. Když se najde vysoká korelace mezi oběma, je pravděpodobné, že příslušná sekvence genů je opravdu blíže.
Ačkoli obvykle dochází ke křížení mezi homologickými oblastmi shodných chromozomů, podobnosti v pořadí mohou vést k nesourodému zarovnání. Tyto procesy se nazývají nevyvážená rekombinace. Nevyvážená rekombinace je ve srovnání s normální rekombinací poměrně vzácná, ale vážné problémy mohou nastat, pokud se gameta obsahující nevyvážené rekombinanty stane součástí zygoty. Výsledkem může být lokální duplikace genů na jednom chromozomu a jejich odstranění na druhém, translokace části jednoho chromozomu na jiný nebo inverze.