Непосредственное изучение взаимосвязи процессов конъюгации, распределения хиазм и нерасхождения хромосом предоставляет метод анализа синаптонемных комплексов (СК). Последний является обязательным структурным компонентом бивалентов на стадии пахитены [579, 889].
Согласно современным представлениям, первичная функция СК — обеспечение конъюгации гомологичных хромосом в профазе I, а вторичная — функция матрицы для корректных межхромосомных обменов [469]. Организация мейотической хромосомы в профазе I до сих пор не [*] изучена и неясно, каким образом СК выполняет свои функции. Тем не менее, СК признается своеобразным скелетом мейотической хромосомы, а его преобразования — отражением поведения гомологов в профазе I мейоза. Особенности формирования осевых элементов СК на стадии лептотены, начало их сближения и синапсиса на стадии зиготены, синап- сис и его коррекция на стадии пахитены, а также десинапсис хромосом на стадии диплотены детально изучены [83, 280, 797].
Основной метод анализа СК заключается в распластывании мейоти- ческих клеток на поверхности гипотонического раствора с последующим контрастированием структур СК и его анализом при помощи светового или электронного микроскопа. Метод распластывания мейоцитов на поверхности мениска капель сахарозы впервые предложен в 1973 году [335] и пригоден для приготовления препаратов СК из сперматоцитов и ооцитов человека.
Благодаря совпадению морфометрических характеристик большинства СК и соответствующих им метафазных хромосом возможно ранжирование СК в виде идеограмм [797].
Относительные длины и соотношения плеч СК хромосом 1, 9, 16, и 19 у человека отличаются от соответствующих митотических хромосом, в основном, за счет 2-3-кратного укорочения СК в гетерохроматиновых участках пахитенных хромосом [797]. Предполагается, что причина этих изменений обусловлена степенью спирализации [442] и различиями организации хромосом, содержащих крупные прицент- ромерные гетерохроматиновые блоки, в митозе и мейозе [651].
Относительные длины осевых элементов Х- и Y-хромосом, а также соотношение их плеч не пропорциональны аналогичным участкам митотических хромосом. X- и Y-хромосомы конъюгируют частично, формируя СК в дистальных отделах коротких плеч, в псевдоаутосомной области (PAR) [274], размеры которого составляют 2,6 миллионов пар нуклеотидов [741]. Морфология XY-бивалента закономерно изменяется на протяжении пахитены, что служит основой для более четкого подразделения ее на 5 подстадий [826]. Высокая степень компактизации и транскрипционной инертности полового бивалента обусловлена механизмом,характернымдляинактивацииХ-хромосомывсоматических клетках [448, 762].
Трудоемкость и необходимость электронной микроскопии для детального анализа СК не позволяют внедрить этот метод в практику медико-генетического обследования мужчин с идиопатическим бесплодием. Вместе с тем, необходимость анализа СК для установления причин нарушения сперматогенеза убедительно доказана в работах отечественных и зарубежных исследователей [83, 205, 206, 561, 615, 796].
Установлено, что асинаптические и десинаптические аномалии СК ассоциированы с увеличением частоты гетероплоидных сперматозоидов [319, 356, 487, 781] и даже с полным блоком сперматогенеза [83, 484, 619, 796]. В зависимости от фенотипического проявления эти мей- отические мутации могут быть объединены в три группы [487]:
- «легкие» — наличие унивалентов, которые коррелируют с повышенной частотой дисомий по разным хромосомам;
- «умеренные» — аномалии синапсиса, приводящие к увеличению числа диплоидных сперматозоидов;
- «тяжелые» — полный блок мейоза на стадии первичных спер- матоцитов.
Очевидно, что обнаружение мейотических аномалий при анализе СК представляет интерес для поиска специфических факторов, влияющих на ключевые события мейоза. Однако исследование СК человека представляет значительные трудности в связи с незначительным количеством биопсийного материала и гетерогенностью клеточного состава образца. Эти обстоятельства существенно снижают информативность анализа СК, так как ограничены исследованием единичных клеток на стадии пахитены.