La sinapsi (chiamata anche sindesi) è laccoppiamento di due cromosomi che si verifica durante la meiosi. Consente labbinamento di coppie omologhe prima della loro segregazione e leventuale crossover cromosomico tra di loro. La sinapsi si verifica durante la profase I della meiosi. Quando i cromosomi omologhi si sinapsi, le loro estremità vengono prima attaccate allinvolucro nucleare. Questi complessi della membrana terminale migrano quindi, assistiti dal citoscheletro extranucleare, fino a quando le estremità corrispondenti non sono state accoppiate. Quindi le regioni intermedie del cromosoma vengono riunite e possono essere collegate da un complesso proteina-RNA chiamato complesso sinaptonemico. Gli autosomi subiscono sinapsi durante la meiosi e sono tenuti insieme da un complesso proteico lungo lintera lunghezza dei cromosomi chiamato complesso sinaptonemico. Anche i cromosomi sessuali subiscono sinapsi; tuttavia, il complesso proteico sinaptonemico che tiene insieme i cromosomi omologhi è presente solo a unestremità di ciascun cromosoma sessuale.
Sinapsi durante la meiosi. Larea cerchiata è la parte in cui si verifica la sinapsi, dove i due cromatidi si incontrano prima di attraversare
Questo non deve essere confuso con la mitosi. Anche la mitosi ha la profase, ma normalmente non fa accoppiamento di due cromosomi omologhi.
Quando i cromatidi non fratelli si intrecciano, i segmenti di cromatidi con sequenza simile possono rompersi e essere scambiati in un processo noto come ricombinazione genetica o “crossing-over”. Questo scambio produce un chiasma, una regione che ha la forma di una X, dove i due cromosomi sono fisicamente uniti. Almeno un chiasma per cromosoma spesso sembra essere necessario per stabilizzare i bivalenti lungo la piastra metafase durante la separazione. Il crossover del materiale genetico fornisce anche una possibile difesa contro i meccanismi di “cromosoma killer”, rimuovendo la distinzione tra “sé” e “non-sé” attraverso cui un tale meccanismo potrebbe operare. Unulteriore conseguenza della sinapsi ricombinante è aumentare la variabilità genetica allinterno della prole. La ricombinazione ripetuta ha anche leffetto generale di consentire ai geni di muoversi indipendentemente luno dallaltro attraverso le generazioni, consentendo la concentrazione indipendente di geni benefici e leliminazione di quelli dannosi.
Dopo la sinapsi, un tipo di ricombinazione riferito come la ricottura del filamento dipendente dalla sintesi (SDSA) si verifica frequentemente. La ricombinazione SDSA comporta lo scambio di informazioni tra cromatidi omologhi non fratelli accoppiati, ma non lo scambio fisico. La ricombinazione SDSA non causa il crossing-over. Entrambi i tipi di ricombinazione non crossover e crossover funzionano come processi per riparare i danni al DNA, in particolare le rotture del doppio filamento (vedi Ricombinazione genetica).
La funzione centrale della sinapsi è quindi lidentificazione di omologhi mediante accoppiamento, un passaggio essenziale per una meiosi di successo. I processi di riparazione del DNA e formazione del chiasma che avvengono in seguito alla sinapsi hanno conseguenze a molti livelli, dalla sopravvivenza cellulare agli impatti sullevoluzione stessa.