Pembelahan Sel (Mitosis dan Meiosis)

Pembelahan Sel (Mitosis dan Meiosis)

Dalam biologi tentang perbanyakan sel dikenal dua cara pembelahan yaitu Mitosis dan Meiosis. Mitosis adalah pembelahan sel dari satu sel menjadi dua, lalu dua menjadi empat dan seterusnya sehingga dari 1 sel setelah membelah 10 kali maka akan menjadi 1024 sel,

·                     Mitosis  adalah cara pembelahan dalam pertumbuhan sehingga sifat sel anak sama dengan sel induk. Setiap sel yang membelah secara mitosis, akan menjadi dua sel anak yang "identik". Sama bentuknya, mungkin sama ukurannya dan yang jelas sama kedudukan dan fungsinya.

·                     Pembelahan meiosis adalah pembelahan sel dalam membentuk sel-sel kelamin yaitu seperti sperma, tepung sari (pada tumbuhan) dan sel telur. Dalam pembelahan meiosis satu sel membelah menjadi 4 sel, tetapi sifat genotipenya tinggal separuh. Untuk menjadi sel utuh kembali harus terjadi penyatuan dan peleburan, antara sel tepung sari (pada tumbuhan) atau sel sperma (pada hewan) dengan sel telur menjadi zygote atau janin.

Samakah sifat janin atau zigote tersebut dengan sel induknya? Belum tentu sama. Bahkan kebanyakan berbeda. Selain itu, pada pembelahan sel telur (baik pada tumbuhan maupun hewan) tidak semua sel anak berfungsi. Umumnya hanya satu saja yang berfungsi, siap menerima sel jantan melebur menjadi individu baru yang sifatnya belum tentu sama dengan induknya. Ilustrasi gambar :

 Pembelahan Secara Mitosis

 Fase siklus sel fase mitosis disingkat fase M, diikuti fase interfase yang merupakan 90% jumlah total siklus sel. Selama interfase sintesa DNA untuk menduplikasi kromosom terjadi. Selama interfase dibagi lagi ke dalam subfase yaitu subfase G1, yaitu fase sebelum sintesa DNA terjadi. Huruf G berasal dari kata gap. Jadi G1 berarti gap antara pemebelahan sel dan sintesa DNA. Subfase berikutnya adalah subfase G2, yaitu periode antara selesainya sintesa DNA ke pembelahan sel. Selama fase gap baik G1 maupun G2 adalah saat aktivitas metabolisme berlangsung.

Interfase

Sel nampak sama dengan sel fase interfase, perubahan belum terdeteksi

Profase

Kromatin menjadi kromosom yang jelas terlihat, pada sitoplasma ada dua pusat yang terbentuk dari mikrotubul, dinding inti hilang, pada akhir profase dua pusat saling menjauh ke kutub berlawanan dan spindel mikrotubul yang berhubungan dengan pusat terbentuk

Metafase

Spindel mitosis terbentuk sempurna, sentromer kromosom berbaris pada bidang metafase di daerah ekuator sel

Anafase

Ketika sentromer memisahkan kromatid-kromatid ke masing-masing kutub, sel mulai memanjang

Telofase

Kebalikan profase, pemanjangan sel yang dimulai saat anafase berlanjut, dinding inti mulai terbentuk

Sitokinesis

·                     Ini bagian akhir telofase, yaitu proses pembagian sitoplasma yang berlangsung bersamaan dengan fase telofase, di mana dua sel anakan berpisah benar ·                     Sitokinesis berbeda antar sel tanaman dan sel hewan. Pada sel hewan sitokinesis berlangsung melalui proses pembentukan “cleavage furrow”, yang dimulai dari penonjolan landai pada permukaan sel. Pada sel tumbuhan sitokinesis berlangsung melalui pembentukan “lempeng sel”

Peristiwa terjadinya Meiosis

Pembelahan meiosis memiliki ciri sebagai berikut:

·                     terjadi dalam peristiwa pembentukan sel kelamin (gametogenesis) pada kelenjar kelamin (gonad)

·                     menghasilkan empat sel yang tidak identik dengan sel semula (diploid menjadi haploid), karena terjadi pengurangan kromosom pembelahan ini sering disebut pembelahan reduksi

·                     (gambar mitosis dan siklus sel)

·                     bertujuan untuk mengurangi jumlah kromosom, agar komposisi kromosom anak sama dengan komposisi kromosom induk

·                     berlangsung dalam dua kali PMAT, yaitu PMAT I (pembelahan reduksi) dan PMAT II tanpa diselingi interfase

Peristiwa yang berlangsung saat meiosis adalah sebagai berikut:

Meiosis I

1.    Profase 1

Tahap ini terbagi menjadi beberapa tahap lagi sebagai berikut:

·                     Leptonema : benang kromatin berubah menjadi kromosom

·                     Zigonema : kromosom homolog berpasangan  dan disebut bivalen. Peristiwa saat kromosom homolog berpasangan membentuk bivalen disebut sinapsis

·                     Pakinema : kromosom homolog yang berpasangan (bivalen) mengganda sehingga terdapat empat kromatid yang berpasangan dan disebut tetrad

·                     Diplonema : terjadi pindah silang (crossing over)

·                     Diakinesis : membran inti dan nukleolus lenyap, telah terbentuk benang spindel lengkap

2.    Metafase 1

·                     Tetrad terletak pada bidang pembelahan sel/ekuator

3.    Anafase 1

·                     Tetrad memisah menjadi dua kromatid, lalu masing-masing bergerak ke kutub sel yang berlawanan

4.    Telofase 1

·                     Kromosom yang terdiri dari dua kromatid sampai di kutub sel

·                     Membran inti dan nukleolus muncul

·                     Terjadi sitokinesis

·                     Kromosom berubah menjadi benang kromatin

·                     Benang spindel lenyap

 Pada telofase 1 ini sel hasil pembelahan telah memiliki separo jumlah kromosom sel induk (haploid). Itu sebabnya Meiosis I sering disebut pembelahan reduksi karena ada pengurangan kromosom dari 2n —> n.

Meiosis II

5.    Profase 2

·                     benang kromatin berubah menjadi kromosom (yang terdiri dari   dua kromatid)

·                     membran inti dan nukleolus lenyap

·                     berbentuk benang spindel

6.    Metafase 2

·                     Kromosom yang terdiri dari dua kromatid terletak di bidang pembelahan sel/ekuator

7.    Anafase 2

·                     Kromosom yang terdiri dari dua kromatid memisah, lalu masing-masing bergerak ke kutub sel yang berlawanan

8.    Telofase 2

·                     kromosom sampai di kutub sel

·                     membran inti dan nukleolus muncul

·                     benang spindel lenyap

·                     terjadi sitokinesis

·                     terbentuk 4 sel yang haploid

Pada pembelahan Meiosis II tidak ada perubahan struktur kromosom, jadi semula n (haploid) pada akhir pembelahan tetap n. Oleh karena ituMeiosis II sebenarnya sama dengan Mitosis.

Bandingkan mitosis dan meiosis

·                     orientasi kromosom selama metafase meiosis yang acak, menghasilkan gamet yang beragam, ditambah proses fertilisasi yang acak, keduanya menghasilkan turunan yang bervariasi ·                     kromosom homolog membawa gen-gen yang berbeda versinya ·                     crossing over, yaitu pergantian segmen kromosom yang berhubungan antara dua kromosom homolog ·                     crossing over lebih lanjut meningkatkan variasi genetis

Faktor-faktor yang mempengaruhi pembelahan sel

·                     Penempelan (sel bertumpu): sel membelah setelah sel bertumpu/menempel ·                     Kerapatan sel: sel berhenti membelah setelah seluruh permukaan dilipisi satu lapis sel ·                     Faktor pertumbuhan (growth factors): walau seluruh permukaan telah penuh sel, bila ditambahi faktor pertumbuhan sel maka pembelahan sel berlangsung mengakibatkan penumpukan sel

Pertumbuhan sel yang di luar kontrol mengakibatkan apa yang disebut kanker

·                     sel normal pada kultur tumbuh dan membelah antara 20-50 generasi ·                     sel kanker dapat membelah terus tanpa henti sepanjang ada nutrisi. Sel kanker membelah tidak mengikuti pola siklus sel normal, tapi acak. ·                     Sel-sel kanker menghasilkan tumor ganas (tumor malignan) ·                     Penyebaran sel-sel kanker di luar asal sel kanker disebut metastasis

Macam-macam kanker

·                     karcinoma adalah kanker yang menutupi permukaan internal atau eksternal tubuh, seperti kulit, permukaan usus ·                     Sarcoma adalah kanker berasal dari jaringan penyokong tubuh, seperti tulang, otot ·                     Leukemia: kanker jaringan pembentuk darah, seperti sumsum tulang-          Lymphomas: kanker berasal dari jaringan limfa, lymph nodes

Kromosom manusia yang 46, kalau diamati mereka masing-masing berpasangan dengan homolognya, sehingga ada 23 pasang kromosom pada manusia

Hukum kromosom homolog yaitu kromosom homolog yang berpasangan karena sama ukurannya, sama bentuknya, sama kandungan gen-gennya. Misalnya gen yang mengatur warna mata terdapat pada lokus 1 pada satu kromosom, maka pada kromosom homolognya gen warna mata juga terdapat lokus yang sama, walaupun gennya untuk warna mata yang berbeda

Ada dua jenis/tipe kromosom

·                     Tipe pertama adalah disebut autosom, sejumlah 22 pasang, terdapat pada baik laki-laki maupun wanita. ·                     Tipe kedua, sepasang yang lain adalah penentu kelamin disebut kromosom kelamin atau sex kromosom. Wanita memiliki sepasang sex kromosom disebut kromosom X. Laki-laki memiliki kromosom kelamin X dan Y yang berpasanga. Inilah perkecualian, pada kromosom kelamin laki-laki perkecualian penting terjadi yaitu dua kromosom X dan Y yang berbeda ukuran dan bentuknya juga kandungan gen-gennya berbeda tapi saling berpasangan.

Individu memiliki dua set kromosom, satu berasal dari ayah dan satu berasal dari ibu adalah kunci siklus hidup manusia. Sel yang mengandung dua homolog set kromosom disebut sel diploid, dan jumlah total kromosom disebut angka diploid, disingkat 2n

Pada manusia angka diploid adalah 46, yaitu 2n=46. Manusia adalah organisme diploid, karena hampir semua sel penyusun tubuh kita adalah sel diploid.

Perkecualian adalah sel telur atau sel spermatozoa, yang keduanya disebut sel gamet. Masing-masing gamet memiliki set tunggal kromosom terdiri atas 22 autosom dan sebuah seks kromosom X dan Y. Sel dengan set tunggal disebut haploid. Pada manusia angka haploid (disingkat n) adalah 23 (n=23)