Кіріспе

Синапс немесе сизигия – мейоз кезінде екі хромосоманың жұптасуы. Ол гомологтық жұптардың бөлінуге дейін сәйкестендірілуіне және олардың арасында хромосомалық кроссовер болу мүмкіндігіне әкеледі. Синапсис мейоздың I профазасында жүзеге асады. Гомолог хромосомалар синапсқа түскен кезде, олардың ұштары алдымен ядролық қабықшаға бекітіледі. Бұл шеткі мембраналық кешендер экстрануклеарлық цитоскелет көмегімен қозғалып, сәйкес ұштары жұптасқанша жылжиды. Содан кейін хромосоманың аралық аймақтары жақындасады және синаптонемальдық кешен деп аталатын ақуыз-ДНК кешенімен байланысуы мүмкін. Синапсис кезінде аутосомалар бүкіл ұзындығы бойынша синаптонемальдық кешенмен байланыстырылады, ал жыныс хромосомаларында бұл тек әр хромосоманың бір ұшында ғана болады. Бұл митозбен шатастырылмауы керек. Митоздың да профазасы бар, бірақ әдетте екі гомолог хромосома жұптаспайды. Бауырлас емес хроматидтер өзара торыққанда, ұқсас тізбектерге ие хроматид сегменттері үзіліп, генетикалық рекомбинация немесе «кроссинг-овер» деп аталатын процесте алмасуы мүмкін. Бұл алмасу нәтижесінде хиазма пайда болады – екі хромосома физикалық тұрғыдан қосылған Х тәрізді аймақ. Метафазалық пластинкадағы биваленттерді тұрақтандыру үшін әдетте хромосоманың кем дегенде бір хиазмасы қажет болып көрінеді. Генетикалық материалдың кроссинг-овері «хромосомалық өлтіруші» механизмдеріне қарсы қорғаныс механизмін де қамтамасыз етеді, өйткені ол мұндай механизмнің жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін «өзіндік» және «өзіндік емес» арасындағы айырмашылықты жояды. Рекомбинантты синапстың тағы бір салдары – ұрпақтағы генетикалық әртүрлілікті арттыру. Қайталама рекомбинация гендердің ұрпақтар бойында бір-бірінен тәуелсіз қозғалуына әсер етеді, бұл пайдалы гендердің шоғырлануына және зиянды гендердің жойылуына мүмкіндік береді. Синапсистен кейін синтезге тәуелді жіптің оттануы (SDSA) деп аталатын рекомбинация түрі жиі кездеседі. SDSA рекомбинациясы жұптасқан бауырлас емес гомологты хроматидтер арасында ақпарат алмасуды қамтиды, бірақ физикалық алмасуды емес. SDSA рекомбинациясы кроссинг-оверге әкелмейді. Кроссинг-овер және кроссинг-овер емес рекомбинация түрлерінің екеуі де ДНК зақымдануын, әсіресе қос тізбекті үзілістерді жөндеу процестері ретінде қызмет етеді (генетикалық рекомбинацияға қараңыз). Сондықтан синапстың басты функциясы – жұптасу арқылы гомологтарды анықтау, мейоздың сәтті өтуі үшін қажетті кезең. Синапстан кейін жүзеге асатын ДНК жөндеу және хиазма қалыптасу процестері жасушаның тірі қалуынан бастап эволюцияға дейін көптеген деңгейде әсер етеді.

Хромосомалық үнсіздік

Сүтқоректілерде бақылау механизмдері синапсы бұзылған мейоздық жасушаларды жояды. Мұндай бақылау механизмдерінің бірі – асинапсы хромосомалардағы гендердің транскрипциялық үндеуін қамтитын мейоздық үндеу. Еркектер мен әйелдерде асинапсияға ұшыраған кез келген хромосома аймағы мейоздық үндеуге түседі. ATR, BRCA1 және gammaH2AX адам ооциттеріндегі мейоздың пахитен сатысында асинапсы хромосомаларға орналасады, бұл хромосоманы үндетуге алып келуі мүмкін. ДНК зақымдануына жауап беретін TOPBP1 ақуызы мейоздық жыныс хромосомаларын үндеуді басуда маңызды фактор ретінде анықталды. Осылайша, Drosophila-дағы синапсис мейоздық рекомбинацияға тәуелсіз, бұл мейоздық рекомбинацияның басталуы үшін қажетті алғышарт деген көзқарасқа сәйкес келеді. Сондай-ақ, Caenorhabditis elegans нематодасында гомологтық хромосомалардың синапсы үшін мейоздық рекомбинация қажет емес.