Synapse (auch Syndesis genannt) ist die Paarung zweier Chromosomen, die während der Meiose auftritt. Es ermöglicht das Matching homologer Paare vor ihrer Trennung und einen möglichen chromosomalen Übergang zwischen ihnen. Die Synapse findet während der Prophase I der Meiose statt. Wenn homologe Chromosomen synapsen, werden ihre Enden zuerst an die Kernhülle gebunden. Diese Endmembrankomplexe wandern dann mit Unterstützung des extranukleären Zytoskeletts, bis die passenden Enden gepaart sind. Dann werden die dazwischenliegenden Regionen des Chromosoms zusammengebracht und können durch einen Protein-RNA-Komplex verbunden sein, der als synaptonemaler Komplex bezeichnet wird. Autosomen durchlaufen während der Meiose eine Synapse und werden von einem Proteinkomplex über die gesamte Länge der Chromosomen zusammengehalten, der als synaptonemaler Komplex bezeichnet wird. Geschlechtschromosomen unterliegen ebenfalls einer Synapse; Der synaptonemale Proteinkomplex, der die homologen Chromosomen zusammenhält, ist jedoch nur an einem Ende jedes Geschlechtschromosoms vorhanden.
Synapse während der Meiose. Der eingekreiste Bereich ist der Teil, in dem die Synapse auftritt, in dem sich die beiden Chromatiden treffen, bevor sie
überqueren. Dies ist nicht mit Mitose zu verwechseln. Mitose hat auch eine Prophase, führt jedoch normalerweise keine Paarung zweier homologer Chromosomen durch.
Wenn sich die Nichtschwesterchromatiden verflechten, können Segmente von Chromatiden mit ähnlicher Sequenz auseinander brechen und in einem als genetische Rekombination bekannten Prozess ausgetauscht werden oder „Überqueren“. Dieser Austausch erzeugt ein Chiasma, eine Region, die wie ein X geformt ist und in der die beiden Chromosomen physikalisch verbunden sind. Mindestens ein Chiasma pro Chromosom scheint häufig notwendig zu sein, um Bivalente entlang der Metaphasenplatte während der Trennung zu stabilisieren. Die Überkreuzung von genetischem Material bietet auch eine mögliche Abwehr gegen „Chromosomenkiller“ -Mechanismen, indem die Unterscheidung zwischen „Selbst“ und „Nicht-Selbst“, durch die ein solcher Mechanismus funktionieren könnte, aufgehoben wird. Eine weitere Folge der rekombinanten Synapse ist die Erhöhung der genetischen Variabilität innerhalb der Nachkommen. Wiederholte Rekombination hat auch den allgemeinen Effekt, dass Gene sich über Generationen hinweg unabhängig voneinander bewegen können, was die unabhängige Konzentration nützlicher Gene und das Spülen der schädlichen Gene ermöglicht.
Nach der Synapse wird eine Art von Rekombination bezeichnet Als synthetisches abhängiges Strangglühen (SDSA) tritt häufig auf. Die SDSA-Rekombination beinhaltet den Informationsaustausch zwischen gepaarten homologen Chromatiden ohne Schwester, jedoch nicht den physikalischen Austausch. Die SDSA-Rekombination verursacht keine Überkreuzung. Sowohl die Nicht-Crossover- als auch die Crossover-Art der Rekombination fungieren als Prozesse zur Reparatur von DNA-Schäden, insbesondere Doppelstrangbrüchen (siehe Genetische Rekombination).
Die zentrale Funktion der Synapse ist daher die Identifizierung von Homologen durch Paarung. ein wesentlicher Schritt für eine erfolgreiche Meiose. Die Prozesse der DNA-Reparatur und Chiasma-Bildung, die nach der Synapse stattfinden, haben auf vielen Ebenen Konsequenzen, vom Überleben der Zellen bis hin zu Auswirkungen auf die Evolution selbst.