Sinapsis (também chamada de síndese) é o emparelhamento de dois cromossomos que ocorre durante a meiose. Ele permite o casamento de pares homólogos antes de sua segregação e possível cruzamento cromossômico entre eles. A sinapsis ocorre durante a prófase I da meiose. Quando os cromossomos homólogos fazem sinapse, suas extremidades são primeiro anexadas ao envelope nuclear. Esses complexos de membrana final então migram, auxiliados pelo citoesqueleto extranuclear, até que as extremidades correspondentes tenham sido emparelhadas. Em seguida, as regiões intermediárias do cromossomo são reunidas e podem ser conectadas por um complexo de proteína-RNA chamado de complexo sinaptonemal. Os autossomos sofrem sinapses durante a meiose e são mantidos juntos por um complexo de proteínas ao longo de todo o comprimento dos cromossomos, denominado complexo sinaptonemal. Os cromossomos sexuais também sofrem sinapses; entretanto, o complexo de proteína sinaptonemal que mantém os cromossomos homólogos juntos está presente apenas em uma extremidade de cada cromossomo sexual.
Sinapses durante a meiose. A área circulada é a parte onde ocorre a sinapsis, onde as duas cromátides se encontram antes de se cruzarem
Isso não deve ser confundido com mitose. A mitose também tem prófase, mas normalmente não faz emparelhamento de dois cromossomos homólogos.
Quando as cromátides não-irmãs se entrelaçam, segmentos de cromátides com sequência semelhante podem se separar e ser trocados em um processo conhecido como recombinação genética ou “crossing-over”. Essa troca produz um quiasma, uma região com a forma de um X, onde os dois cromossomos estão fisicamente unidos. Pelo menos um quiasma por cromossomo freqüentemente parece ser necessário para estabilizar os bivalentes ao longo da placa metafásica durante a separação. O cruzamento de material genético também fornece uma possível defesa contra os mecanismos “assassinos de cromossomos”, ao remover a distinção entre “eu” e “não-eu” por meio da qual tal mecanismo poderia operar. Outra consequência da sinapsis recombinante é aumentar a variabilidade genética dentro da prole. A recombinação repetida também tem o efeito geral de permitir que os genes se movam independentemente uns dos outros ao longo das gerações, permitindo a concentração independente de genes benéficos e a eliminação dos prejudiciais.
Após a sinapsis, um tipo de recombinação referido a como recozimento de fita dependente de síntese (SDSA) ocorre frequentemente. A recombinação SDSA envolve a troca de informações entre as cromátides homólogas não-irmãs emparelhadas, mas não a troca física. A recombinação SDSA não causa crossing-over. Ambos os tipos de recombinação não cruzada e cruzada funcionam como processos para reparar danos ao DNA, particularmente quebras de fita dupla (ver recombinação genética).
A função central da sinapsis é, portanto, a identificação de homólogos por emparelhamento, uma etapa essencial para uma meiose bem-sucedida. Os processos de reparo de DNA e formação de quiasma que ocorrem após a sinapsis têm consequências em muitos níveis, desde a sobrevivência celular até impactos na própria evolução.