Halo !!! Nama Saya Wahid Priyono, S.Pd, ini adalah blog pribadi saya tentang pendidikan dan pengajaran di sekolah

Pembelahan Sel (Siklus Reproduksi Sel) - Mitosis dan Meiosis (Profase-metafase-anafase-telofase-sitokinesis)

Reproduksi merupakan salah stu cirri yang membedakan makhluk yang hidup dan tak hidup. Sifat ini sangat penting untuk mempertahankan kelangsungan hidup dari suatu organisme agar tidak punah. Kegiatan reproduksi pada tingkat seluler makhluk hidup terjadi untuk mengganti sel-selyang rusak dan untuk tumbuh dan berkembng. Pada makhluk hidup uniseluler amoeba, Paramecium dan lainnya pembelahan sel merupakan salah satu sarana untuk menghasilkan keturunan sehingga bisa eksis sampai sekarang.
Pewarisan sifat dari induk ke keturunan dapat dilakukan ketika sel membelah, karena sebagia sel yang membelah akan melakukan duplikasi materi genetik ke kedua sel anakam. Ukuran DNA ini sangat panjang sehingga ketika proses pembelahan terjadi DNA akan dipak-pakkan menjadi untai kromosom sehingga akan mempermudah distribusi DNA ke dua sel anakan(Terkain DNA akan di bahas secara lengkap pada tahap selanjutnya). 

PROSES PENGATURAN PEMBELAH SEL
Pada awal tahuan 1970 banyak penelitian yag dilakukan untuk membuktikan senyawa-senyawa apa saja yang dapat mengendalikan pemelahan sel ini. berdasarkan penjelasan sebelumnya bahwa pembelahan sel ini sangat enting. Namun taukah anada bahwa ketika sel membelah tidak terjadi begitu saja, namun  ada system regulasi yang mengatur dengan sedemikian rupa sehingga pemebelahan sel ini akan terjadi pada sekl-sel atau bagian tubuh yang sesuai. Salah satu penelitian yang menunjukkan adanya pengaturan regulasi senyawa dalam sel tersebut yang mengatur pembeahan sel adalah percobaan sel mamalia yang dikulturkan. Pada percobaan sel ini diambil 2 sel yang berada dalam siklus sel yang berbeda, kemudian digabungan (difusikan) nukleusnya dalam 1 sel. Misal pada fase S difusikan ke fase G2, maka sesegera mungkin S akan memasuki G2, seoalah ada senyawa dalam sitoplasma G2 yang merangsang proses dari S untuk masuk ke siklus selanjutnya. Dalam sel juga ada proses yang disebut Checkpoint yaitu titik yang digunakan untuk meregulasi berhentinya siklus dan sinyal “maju terus”.  Pada titik ini dipastkan bahwa apakah semua proses siklus sudah benar-benar terjadi sehingga memperbolehkan sel untuk masuk ke siklus selanjutnya. Jika terjadi ketidaklengkapan dalam siklus maka akan dirubah menjadi G0 (pembelahan akan terhenti).  Checkpoint ini terutama terdapat pada fase G1, S, dan G2. Pengaturan ini dapat terjadi karena adanya protein regulasi yaitu protein kinase dan siklin. Protein kinase adalah enzim yang mengaktivasi protein lain dengan cara memfosforilasinya. Siklin merupakan daerah pada checkpoint tempat mlekatnya kinase (Cdk). Sintesis siklin bermula pada fase S akhir dan berlanjut melewati G2. Karena erlindung dari regenerasi maka siklin terakumulasi. Molekul siklin yang terakumulasi bergabung dengan molekul Cdk membentuk MPF yang mendorong proses mitosis dengan cara memfosforilasi berbagai protein. Pada akhir mitosis teutama anafase MPF akan diregenerasi yang menandakan mitosis berakhir dan sel memasuki fase G1. Dalam G1 semua komponen pembelahan dari G1 keproses selanjutnya dihasilkan kembali. 
 
Gmabar 1 : Proses Checkpoint
FASE-FASE PEMBELAHAN
1.      Interfase
Fase ini dikena juga dengan fase istirahat. Istirahat yang dimaksud bukan sema sekali tidak terjadi apa-apa. Pada fase ini sel mempersiapkan semua komponen-komponen pembelahan. Proses ini terdiri dari 3 tahap yaitu G1 (Growth 1), S (Synthesis), dan  G2 (Growth 2). Berikut penjelasannya :
G1 (Growth/Gap 1)
·         Sel mensintesis protein dan enzim pembelahan
·         Organel mengalami penggandaan tetapi tidak terjadi reikasi DNA
·         Ukuran sel bertambah besar
·         Lamanya fase ini kurang lebih 5-6.
S (Synthesis)       
·         Terjadi replikasi DNA pada awalnya 2n sekarang menjadi 4n
·         Penggandaan posfolipid bahan membrane plasma
·         DNA akan dikemas dengan protein histon
·         Lamanya fase ini adalah 10-12 jam
G2 (Growth/Gap 2)
·         Sel melengkapi seluruh komponen untuk persipan membelah
·         Sel sudah dalam kaadaan siap untuk membelah.
2.      Pembelahan
Sel menduplikasi dirinya. Berdasarkan cara pembelahannya terdiri dari 3 cara yaitu : Amitosis, Mitosis dan Meiosis. 
Gmabar 2 : Siklus Pembelah pada Sel


Macam-Macam Pembelahan
1.      Amitosis
Beberapa eukariota amoeba misalnya pembelahan sel terjadi dengan cara mitosis kemudian pembelahan biner. Sementara pada prokariotik tidak melibatkan pembelahan, bakteri contohnya. Hal ini terjadi karena sel bakteri tidak memiliki membrane inti yang membatasi nukleoplasma dengan sitoplasma. Selai  itu DNA yang terdapat dalam membrane inti relatif lebih kecil sehingga tidak perlu pengepakan ketika sel mau membelah.
Tahapan dalam amitosis seperti pada gambar berikut : 
Gambar 3 : Proses Pembelahan Amitosis Pada Bakteri

2.      Mitosis
Pembelahan mitosis adalah pembelahan sel yang menghasilkan 2 sel anakan yang identik jumlah kromosomnya. Pembelahan ini terjadi pada sel-sel tubuh (sel somatic). Masing-masing anak mengndung X pasang kromosom (X jumlah kromosom setiap organism berbeda-beda) yang disebut diploid. Terjadi selama pertumbuha dan reproduksi aseksual. Dalam pembelahan mitosis pada satu kali siklus terdiri dari tahap seperti berikut (Profase, Metafase, Anafase, Telofase dan Sitokinesis). Uraiannya seperti berikut :
Gambar 4 : Proses-Proses Siklus Pembelahan Mitosis
 G2 INTERFASE
·         Selaput nucleus membatasi nucleus
·         Tedapat nucleolus
·         Terbentuk 2 sentrosom yang sebelumnya mereplikasi
·         Kromosom belum terlihat karena belum terkondensasi
PROFASE
·         DNA yang diika oleh protein histon dan non histon membentuk kromatin
·         Kromatin sudah mulai menggulung atau memadat karena terkondensasi membentuk kromatid
·         Membrane inti mulai hilang
·         Setiap kromatid mengalami duplikasi membentuk 2 kromatid saudara kembar yang identik sepanjang sentomer
·         Sentrosom yang sudah dikopi mulai bergerak kearah kutub
·         Sentrosom mulai membentuk benang gelendong (spindle) dan gelendonga yang lebih pendek atau disebu aster.
PROMETAFASE
·         Selaput membrane sel mulai menghilang
·         Benang-benang spindle sudah  memanjang dan barada pada daerah nucleus, dan memegang masing-masing kromosom pada bidang kinetokor
METAFASE
·         Merupakan proses yang cuku lama
·         Kromosom kini sudah berada pada lempeng garis khayal yang tepat berada ditengah-tengah
ANAFASE
·         Merupakan proses yang paling pendek,
·     Protein kohesi membelah (kinetokor) mengakibatkan 2 kromatid bersaudar memisah secara tiba-tiba.
·  Kedua kromatid mulai menuju ke daerah ujung-ujung sel yang berlawanan karena mikrotubulus/gelendong memendek.
·         Sel memanjang saat mikrotubulus non kinotekor memanjang
·         Pada akhir anafas kedua ujung sel memilki koleksi kromosom yang sama dan lengkap.
TELOFASE
·         Fragmen nucleus mulai terbentuk
·         Nucleolus mulai muncul
·         Kromosom kurang terkondensasi terurai menjadibenang-benang kromatin lagi
·     SITOKINESIS : terjadi lekukan atau cincin kontraktil pada daerah tengah akibat adanya aktivitas sitoskeleton yang memendek, sel membelah menjadi 2.

Pada tumbuhan tidak memiliki sentrosom benang-benang spindle terbentuk dari sitoskleton sel tumbuhan terebut. Proses yang terjadi hampir sama dengan hewan perbedaannya terletak pada pada fase telofase. Pada hewan terbentuk cicncin kontrkatil sementara pada tumbuhan didahului pembentukan dinding-dinding sel yang berasal dari lempeng-lempeng vesikel dari badan golgi yang mambagi sel menjadi 2. Proses mitosis pada tumbuhan seperti pada gmabar berikut :
Gmabar 5 : Proses Mitosis pada Tumbuhan
 PROFASE 
·         Kromatin berkondensasi 
·         Nucleolus muai lenyap
·         Gelendong mitotik terbentuk
PROMETAFASE
·         Kromosom bersaudara mulai terlihat
·         Membrane inti mulai terfragmentasi
METAFASE
·         Benang spindle sudah di daerah kinetokor kromosom
ANAFASE
·         kromatid telah terpisah
·         mikrotubul memendek
TELOFASE
·         nucleus terbentuk
·         sitokinesis dengan pembentukan lempeng membelah sitoplasma menjadi 2 sel anak tumbuh kearah tepi sel induk.


MEIOSIS
Pembelahan meiosis dikenal juga dengan pemelahan reduksi, hal in terjadi karena adanya pengurangan jumlah kromosom  induk ke kromosom anak dikenal dengan kromosom bersifat haploid, selain itu tejadi dua kali siklus pembelahan. Hal ini penting untuk menjaga keseimbangan kromosom, ketika terkadi fertilisasi kedua gen dari masing-masing sel yang telah mengalami pembelahan meiosis ini akan saling berkumpul dan akan menentukan sifat fenotif pada keturunannya. Cirri daripembelahan meiosis ini adlah adanya variasi pada anak hasil pembelahannya. Meiosis pada umunya terjadi pada sel-sel kelamin (sel gonad). Pada manusia terlihat pada pembentukan sel kelamin jantan (sperma) dan sel kelamin telur (Ovum), sedangkan pada tumbuhan terjadi pada pembentukan serbuk sari dan inti betina pada ovarium.
Proses pembelahan pada meiosis berbeda dengan pembelahan pada mitosis. Pada pembelahan meiosis ada 3 peristiwa penting yang hanay terjadi pada pembelahan meiosis, seperti berikut ini :
1.      senapsis dan pindah silang. Munculnya 4 lengan (tetrad) akibat adanya replikasi kromosom membentuk kromosom homolog yag saling berikatan pada salah satu lengan dari masing-masing krommosom. Pertemuan dari kedua lengan kromosom inilah yang dikenal dengan kiasmata. Pada daerah kiasmata inilah terlaji peistiwa pindah silang (Crossing over). Adanya peristiwa ini menyebabkan adanya keragaman variasi pada sel-sel meiosis.
2.      Homolog di lempeng metaphase. Berbeda dengan mitosis pada meiosis terdapat jejeran kromosom homolog yang berada pada daerah bidang pembelahan.
3.      Pemisahan homolog. Pada proses anafase terjadi pemisahan kromosm  homolog yang bergerak menuju kea rah kutub-kutub, sementara kromatid bersaudara masih menempel pada kromosom.
Proses meiosis terdiri dari 2 kali siklus pembelahan, yaitu meiosis I (Pofase I, Metafase I, Anafase I, Telofase I) dan Meiosis II (Profase II, Metafase II, Anafase II, telofase II). Berikut rincian pembelahan meiosis :
 
Gambar 6 : Fase-fase Pembelah Meiosis
Meiosis I 
(Memisahkan Kromosom Homolog) 
Profase I
Terdiri dari beberapa tahap :
·         Leptopen : benang-benang kromatin menjadi kromosom
·         Zigoten : kromosom homolog berdekatan dan bergandengan. Setiap pasang disebut homolog bivalen.
·         Pakiten : setiap kromosom homolog mengganda, tetapi masih dala satu sentromer sehingga membentuk tetrad
·         Diplopen : kromatid tiap-tiap belahan kromosom memendek dan membesar
·         Diakinesis : sentrososm membentuk 2 tabung sentriol, kemudian menduplikasi dan muneju ke kutub-kutub
Metaphase I
·         Pasangan kromosom homolog telah berada di daerah lempeng metaphase
·         Kedua kromatin melekat dengan mikotubul, kromatid yang lain berikatan dengan mikrotubul dengan arah yang berlawanan
Anafase I
·         Kromosom homolog memisah, lepasanya kohesi pada homolog
·         Kedua homolog bergerak kearah berlawanan menuju ke kutub-kutub
Telofase I dan Sitokinesis
·         Kromatid memadat, selubung inti terbentuk, dan nucleus mencul lagi, kemudian sitokonesis berlangsung. Pada mausia terjadi duplikasi 2 kromosom dari jumlah  4 kromatid sehingga terbentuk 23 kromosom yang diduplikasi disetiap kutub.
·         Beberapa organisme kromososm terurai dan nikleous terbentuk kembali
·         Tidak ada replikasi yang terjadi antara meiosis I dan II
Meiosis II
(Memisahkan Kromatid Bersaudara)
Profase II
·         Apparatus sentrosom membentuk dua sentriol yang terletak pada kutub yang berlawanan dan dihubungkan oleh benang-benang gelendong, membrane inti dan nucleolus lenyap
·         Kromatin berubah menjadi sentriol
Metafase II
·         Kromosom berada di bidang ekuator, kromatid berkelompok dua-dua. Pada tahap ini belum terjadi pemebelahan sentromer.
·         Karena pindah silang pada meiosis I, dua kromatid saudara dari masing-masing kromosom tidak identik secara genetic
·         Kinetokor kromatid saudara melekat ke mikrotubul yang menjulur dari kutub-kutub yang berpasangan
Anafase II
·         Kromatid bisa berpisah karena penguraian karena protein yang menggabungkan kromatid-kromatid saudara di sentromer
Telofase II dan Sitokinesis
·         Kromatid berkumpul pada kutub pembelahan lalu berubah menjadi kromatin kembali. Bersamaan dengan itu membrane inti dan anak inti terbentuk lagi.
·         Pembelahan meiosis satu sel induk menghasilkan 4 sel anakan, masing-masing dengan satu sel haploid kromosom
·         Dihasilkan 4 sel anakan yang masing-masing berbeda secara genetic dengan sel induk.

Seperti yang dikutip dari (Campbell Jilid I. 2008 : hal 276), ada beberapa perbedaan antara pembelahan mitosis dan meiosis seperti pada tabel berikut :
PERBEDAAN
MITOSIS
MEIOSIS
Replikasi DNA
Terjadi interfase sebelum mitosis dimulai
Terjadi saat interfase sebelum meiosis I mulai
Jumlah pembelahan
Satu kali, mencakup Profase, Metafase, Anafase, Telofase
Dua kali meliputi :
·         Meiosis I (Profase, Metafase, Anafase, dan Telofase)
·         Meiosis II ( Profse II, Metafase II, Anafase II, Telofase II)
Sinapsis dari kromosom homolog
Tidak terjadi
Terjadi pada saaat profase I bersama pindah silang kromatid nonsaudara; kiasmata dihasilakan menjaga pasangan kromosom tetap bersama akibat kohesi kromatid bersaudara.
Jumlah sel anakan dan komposisi genetic
Du, asing-masing dipodi (2n) dan identik secara genetic dengan sel induk
Empat, masing-masing haploid (n), mengandung separuh jumlah kromosom sel induk; berbeda secara genetic dari sel induk dan satu sama lain
Peran dalam tubuh hewan
Memungkinkan dewasa multiseluler bertumbuh dari zigot, menghasilkan sel-sel untuk pertumbuhan, perbaikan, dan pada beberapa spesises, reproduksi aseksual
Menghasilkan gamet, mengurangi jumlah kromosom menjadi separuh dan emnyebabkan variasibilitas genetic diantara gamet.























You Might Also Like:

Tambahkan Komentar

Disqus Comments