REPRODUKSI
SEL
Sel merupakan bagian terkecil
yang menyusun tubuh kita. Setiap sel dapat memperbanyak diri dengan membentuk
sel-sel baru melalui proses yang disebut pembelahan sel atau reproduksi sel .
Pada organ-isme bersel satu (uniseluler), seperti bakteri dan protozoa, proses
pem-belahan sel merupakan salah satu cara untuk berkembang biak. Proto-zoa
melakukan pembelahan sel dari satu sel menjadi dua, dari dua sel menjadi empat,
dan dari empat sel menjadi delapan, dan seterusnya.
Pada makhluk hidup bersel banyak
(multiseluler), pembelahan sel mengakibatkan bertambahnya sel-sel tubuh. Oleh
karena itu, terjadi-lah proses pertumbuhan pada makhluk hidup. Pembelahan sel
juga berlangsung pada sel kelamin atau sel gamet yang bertanggung jawab dalam
proses perkawinan antar individu. Setelah dewasa, sel kelenjar kelamin pada
tubuh manusia membelah membentuk sel-sel kelamin.
Seorang laki-laki menghasilkan
sperma di dalam testis, sedangkan wanita menghasilkan sel telur atau ovum di
dalam ovarium.
Pada dasarnya, pembelahan sel
dibedakan menjadi dua, yaitu pembelahan secara langsung (amitosis) dan
pembelahan secara tidak langsung (mitosis dan meiosis).
Pembelahan secara langsung (
Amitosis )
Amitosis - Definisi amitosis adalah penggabungan dari kata a = tidak,
mitos = benang, jadi pembelahan sel amitosis adalah proses pembelahan dari 1 sel
menjadi 2 sel tanpa melalui fase-fase atau tahap-tahap pembelahan
sel. Proses pembelahan secara langsung disebut juga pembelahan
amitosis atau pembelahan biner. Pembelahan biner banyak dilakukan
organisme uniseluler (bersel satu), seperti bakteri, protozoa, dan mikroalga
(alga bersel satu yang bersifat mikroskopis). Setiap terjadi pembelahan
biner, satu sel akan membelah menjadi dua sel yang identik (sama satu
sama lain). Dua sel ini akan membelah lagi menjadi empat, begitu
seterusnya.
Pembelahan biner dimulai dengan pembelahan inti sel menjadi dua, kemudian diikuti pembelahan sitoplasma. Akhirnya, sel terbelah menjadi dua sel anakan. Pembelahan biner dapat terjadi pada organisme prokariotik atau eukariotik tertentu. Perbedaan antara organisme prokariotik dan eukariotik, terutama berdasarkan pada ada tidaknya membran inti selnya. Membran inti sel tersebut membatasi cairan pada inti sel (nukleoplasma) dengan cairan di luar inti sel, tempat terdapatnya organel sel (sitoplasma). Organisme prokariotik tidak mempunyai membran inti sel, sedangkan organisme eukariotik mempunyai membran inti sel. Oleh karena itu, eukariotik dikatakan mempunyai inti sel (nukleus) sejati.
Pembelahan biner pada organisme prokariotik terjadi
pada bakteri. DNA bakteri terdapat pada daerah yang disebut nukleoid. DNA pada
bakteri relatif lebih kecil dibandingkan dengan DNA pada sel eukariotik. DNA
pada bakteri berbentuk tunggal, panjang dan sirkuler sehingga tidak perlu
dikemas menjadi kromosom sebelum pembelahan.
Proses pembelahan sel pada bakteri dapat kalian lihat
pada Gambar 1.1.
Contoh organisme eukariotik yang mengalami
pembelahan biner adalah Amoeba. Proses pembelahan sel pada Amoeba dapat
kalian pelajari pada Gambar 1.2.
![]() |
Gambar 1.2. Pembelahan sel
biner pada amoeba
|
Pembelahan Sel secara Tidak Langsung (Mitosis dan
Meiosis)Pembelahan sel secara
tidak langsung adalah pembelahan yang melalui tahapan-tahapan tertentu. Setiap
tahapan pembelahan ditandai dengan penampakan kromosom yang berbeda-beda.
Kalian telah mengetahui bahwa di dalam inti sel terdapat benang-benang kromatin
. Ketika sel akan membelah, benang-benang kromatin ini menebal dan memendek,
yang kemudian disebut kromosom. Kromosom dapat berikatan dengan warna
tertentu, sehingga mudah diamati dengan mikroskop. Hasil penelitian menunjukkan
bahwa kromosom merupakan benang pembawa sifat. Di dalam kromosom terdapat gen
sebagai faktor pembawa sifat keturunan.
Pada waktu sel sedang membelah, terjadi proses
pembagian kromosom di dalamnya. Tingkah laku kromosom selama sel membelah
dibedakan menjadi fase-fase atau tahap-tahap pembelahan sel. Pembelahan sel
yang terjadi melalui fase-fase itulah yang disebut pembelahan secara tidak
langsung. Mengenai fase-fase pembelahan mitosis akan dibahas pada subab
tersendiri.
Pembelahan sel secara tidak langsung dibedakan menjadi
dua, yaitu pembelahan mitosis dan meiosis . Sebelum kalian mempelajari lebih
jauh tentang pembelahan sel secara tidak langsung, ada baiknya kalian lakukan
rubrik Diskusi beri-kut ini.
Proses pertumbuhan dan perkembangan jaringan atau
organ tu-buh organisme terjadi melalui proses pembelahan sel secara mitosis.
Pembelahan mitosis adalah pembelahan sel yang menghasilkan sel anakan dengan
jumlah kromosom sama dengan jumlah kromosom induknya. Proses pembelahan mitosis
terjadi pada semua sel tubuh makhluk hidup, kecuali pada jaringan yang
menghasilkan gamet (sel kelamin).
Pada pembelahan mitosis, satu sel induk membelah diri
menjadi dua sel anakan. Sel anakan ini mewarisi sifat sel induknya dan memiliki
jumlah kromosom yang sama dengan induknya. Jika sel induk memi-liki 2n
kromosom, maka setiap sel anakan juga emiliki 2n kromo-som. Jumlah 2n ini
disebut juga kromosom diploid .
Pembelahan mitosis terjadi selama pertumbuhan dan
reproduksi secara aseksual. Pada manusia dan hewan, pembelahan mitosis terjadi
pada sel meristem somatik (sel tubuh) muda yang mengalami pertum-buhan dan
perkembangan. Sebagai contoh, sel telur yang telah dibuahi sperma akan membelah
beberapa kali secara mitosis untuk membentuk embrio. Sel-sel pada embrio ini
terus-menerus membelah secara mitosis dan akhirnya terbentuk bayi. Pertumbuhan
manusia dari bayi hingga dewasa juga melalui mekanisme pembelahan sel secara
mitosis.

Pembelahan meiosis
yang disebut juga sebagai pembelahan reduksi merupakan pembelahan sel induk
dengan jumlah kromosom diploid (2n) menghasilkan empat sel anakan. Setiap sel
anakan mengandung separuh kromosom sel induk atau disebut haploid ( n).
Pembelahan meiosis terjadi pada proses pembentukan sel gamet (sel kelamin) pada
organ reproduksi (testis atau ovarium).
Pada manusia atau hewan, sperma
yang haploid dihasilkan di dalam testis dan sel telur yang juga haploid
dihasilkan di dalam ovarium. Pada tumbuhan berbunga, sel gamet dihasilkan di
dalam putik dan benang sari. Pembentukan gamet jantan dan gamet betina terjadi
melalui tahapan gametogenensis (dibahas pada subbab tersendiri). Penyatuan
kedua gamet akan menghasilkan zigot dengan variasi genetik. Ini disebabkan
karena sel anakan merupakan hasil penyatuan dua sel yang berbeda materi
genetiknya. Perpaduan ini menyebabkan adanya variasi genetik.

Tahapan Pembelahan Mitosis
Pembelahan sel secara mitosis meliputi sejumlah tahapan tertentu. Sebenarnya, pembelahan mitosis hanyalah sebagian kecil dari siklus sel. Siklus sel terdiri dari fase pembelahan mitosis (M) dan periode pertumbuhan yang disebut interfase. Interfase merupakan bagian ter-besar dari siklus sel. Interfase terdiri dari tiga sub fase, yaitu fase G1 (pertumbuhan primer), fase S (sintesis) , dan fase G2 (pertumbuhan sekunder ).
Pembelahan sel secara mitosis meliputi sejumlah tahapan tertentu. Sebenarnya, pembelahan mitosis hanyalah sebagian kecil dari siklus sel. Siklus sel terdiri dari fase pembelahan mitosis (M) dan periode pertumbuhan yang disebut interfase. Interfase merupakan bagian ter-besar dari siklus sel. Interfase terdiri dari tiga sub fase, yaitu fase G1 (pertumbuhan primer), fase S (sintesis) , dan fase G2 (pertumbuhan sekunder ).
Pembelahan mitosis merupakan pembelahan yang
menghasil-kan sel-sel tubuh (sel somatik). Secara garis besar, pembelahan
sel secara mitosis terdiri dari fase istirahat (interfase), fase
pembelahaninti sel (kariokinesis), dan fase pembelahan sitoplasma
(sitokinesis).
1.
Interfase (Fase Istirahat)
Pada tahap ini, sel dianggap sedang istirahat dan tidak melaku-kan pembelahan. Namun, interfase merupakan tahap yang penting untuk mempersiapkan pembelahan atau melakukan metabolisme sel. Pada interfase, tingkah laku kromosom tidak tampak karena berbentuk benang-benang kromatin yang halus. Walaupun begitu, sel anak yang baru terbentuk sudah melakukan metabolisme. Sel perlu tumbuh dan melakukan berbagai sintesis sebelum memasuki proses pembelahan berikutnya.Apa saja kegiatan sel pada saat interfase? Pada saat interfase, sel mengalami subfase berikut.
Pada tahap ini, sel dianggap sedang istirahat dan tidak melaku-kan pembelahan. Namun, interfase merupakan tahap yang penting untuk mempersiapkan pembelahan atau melakukan metabolisme sel. Pada interfase, tingkah laku kromosom tidak tampak karena berbentuk benang-benang kromatin yang halus. Walaupun begitu, sel anak yang baru terbentuk sudah melakukan metabolisme. Sel perlu tumbuh dan melakukan berbagai sintesis sebelum memasuki proses pembelahan berikutnya.Apa saja kegiatan sel pada saat interfase? Pada saat interfase, sel mengalami subfase berikut.
a. Fase Pertumbuhan Primer (
Growth 1 disingkat G1 )
Sel yang baru terbentuk mengalami pertumbuhan tahap
pertama. Pada subfase ini, sel-sel belum mengadakan replikasi DNA yang masih
bersifat 2n (diploid). Sementara organel-organel yang ada di dalam sel, seperti
mitokondria, retikulum endoplasma, kompleks golgi, dan or-ganel lainnya
memperbanyak diri guna menunjang kehidupan sel.
b. Fase Sintesis (S)
Pada subfase ini, sel melakukan sintesis materi
genetik. Materi ge-netik adalah bahan-bahan yang akan diwariskan kepada
keturunannya, yaitu DNA. DNA dalam inti sel mengalami replikasi (penggandaan
jumlah salinan). Jadi, subfase sintesis (penyusunan) menghasilkan 2 salinan
DNA.
c. Fase Pertumbuhan Sekunder (
Growth 2 disingkat G2 )
Setelah DNA mengalami replikasi, subfase berikutnya
adalah per-tumbuhan sekunder (G2). Pada subfase ini, sel memperbanyak
organel-organel yang dimilikinya. Ini bertujuan agar organel-organel tersebut
dapat diwariskan kepada setiap sel turunannya. Pada subfase ini, rep-likasi DNA
telah selesai dan sel bersiap-siap mengadakan pembelahan secara mitosis. Selain
itu, inti sel (nukleus) telah terbentuk dengan jelas dan terbungkus membran
inti.
Pada subfase ini, inti sel mempunyai satu atau lebih
nukleolus (membran inti sel). Di luar inti terdapat dua sentrosom yang
terbentuk oleh replikasi sentrosom pada tahap sebelumnya. Sentrosom mengala-mi
perpanjangan menyebar secara radial yang isebut aster (bintang). Pada sentrosom
terdapat sepasang sentriol yang berfungsi menentukan orientasi pembelahan sel.
Walaupun kromosom telah diduplikasi pada fase S, namun pada fase G2, kromosom
belum dapat dibedakan secara individual karena masih berupa benang-benang
kromatin.
Setelah ketiga tahapan interfase dilalui, sel telah
siap menjalani pembelahan secara mitosis. Seperti fase interfase, pembelahan
mitosis juga terdiri dari beberapa fase. Untuk mengetahui lebih jauh tentang
fase-fase pada pembelahan mitosis, simaklah penjelasan berikut.
2.
Pembelahan Mitosis
Kalian telah mengetahui bahwa pembelahan mitosis menghasil-kan sel anakan yang identik dengan induknya. Secara garis besar, fase pembelahan mitosis terbagi menjadi dua fase, yaitu fase pembelahan inti (kariokinesis) dan fase pembelahan sitoplasma (sitokinesis).Kariokinesis adalah fase pembelahan inti sel. Secara rinci, fase kariokinesis dibagi menjadi empat subfase, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Sekarang, marilah kita bahas keempat subfase tersebut.
Kalian telah mengetahui bahwa pembelahan mitosis menghasil-kan sel anakan yang identik dengan induknya. Secara garis besar, fase pembelahan mitosis terbagi menjadi dua fase, yaitu fase pembelahan inti (kariokinesis) dan fase pembelahan sitoplasma (sitokinesis).Kariokinesis adalah fase pembelahan inti sel. Secara rinci, fase kariokinesis dibagi menjadi empat subfase, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Sekarang, marilah kita bahas keempat subfase tersebut.
a. Profase
Pada permulaan profase, di dalam nukleus mulai terbentuk kro-mosom , yaitu benang-benang rapat dan padat yang terbentuk akibat menggulungnya kromatin. Pada fase ini, kromosom dapat dilihat menggunakan mikroskop. Selanjutnya, nukleolus menghilang dan terjadi duplikasi kromosom (kromosom membelah dan memanjang) menghasilkan 2 kromosom anakan yang disebut kromatid. Kedua kromatid tersebut bersifat identik sehingga disebut kromatid kembar (sister chromatid), yang bersatu atau dihubungkan oleh sentromer pada lekukan kromosom. Sentromer merupakan bagian kromosom yang menyempit, tampak lebih terang dan membagi kromosom menjadi 2 lengan.
Pada permulaan profase, di dalam nukleus mulai terbentuk kro-mosom , yaitu benang-benang rapat dan padat yang terbentuk akibat menggulungnya kromatin. Pada fase ini, kromosom dapat dilihat menggunakan mikroskop. Selanjutnya, nukleolus menghilang dan terjadi duplikasi kromosom (kromosom membelah dan memanjang) menghasilkan 2 kromosom anakan yang disebut kromatid. Kedua kromatid tersebut bersifat identik sehingga disebut kromatid kembar (sister chromatid), yang bersatu atau dihubungkan oleh sentromer pada lekukan kromosom. Sentromer merupakan bagian kromosom yang menyempit, tampak lebih terang dan membagi kromosom menjadi 2 lengan.
Pada akhir profase, di dalam sitoplasma mulai
terbentuk gelendong pembelahan (spindel) yang berasal dari mikrotubulus.
Mikrotubulus tersebut memanjang, seolah-olah mendorong dua sentrosom di
sepanjang permukaan inti sel (nukleus). Akibatnya, sentrosom saling menjauh.
b. Metafase
Tahap awal metafase (prometafase) ditandai dengan semakin memadatnya kromosom (kromosom ini terdiri dari 2 kromatid) dan terpecahnya membran inti (membran nukleus). Hal ini menyebab-kan mikrotubulus dapat menembus inti sel dan melekat pada struktur khusus di daerah sentromer setiap kromatid, disebut kinetokor . Oleh karena itu, kinetokor ini berfungsi sebagai tempat bergantung bagi kromosom Sebagian mikrotubulus yang melekat pada kinetokor disebut mikro-tubulus kinetokor, sedangkan mikrotubulus yang tidak memperoleh kinetokor disebut mikrotubulus non kinetokor. Sementara itu, mikrotubulus non kinetokor berinteraksi dengan mikrotubulus lain dari kutub sel yang berlawanan. Pada metafase, kromosom tampak jelas.
Tahap awal metafase (prometafase) ditandai dengan semakin memadatnya kromosom (kromosom ini terdiri dari 2 kromatid) dan terpecahnya membran inti (membran nukleus). Hal ini menyebab-kan mikrotubulus dapat menembus inti sel dan melekat pada struktur khusus di daerah sentromer setiap kromatid, disebut kinetokor . Oleh karena itu, kinetokor ini berfungsi sebagai tempat bergantung bagi kromosom Sebagian mikrotubulus yang melekat pada kinetokor disebut mikro-tubulus kinetokor, sedangkan mikrotubulus yang tidak memperoleh kinetokor disebut mikrotubulus non kinetokor. Sementara itu, mikrotubulus non kinetokor berinteraksi dengan mikrotubulus lain dari kutub sel yang berlawanan. Pada metafase, kromosom tampak jelas.
Pada tahap metafase sesungguhnya, sentrosom telah
berada pada kutub sel. Dinding inti sel menghilang. Sementara itu, kromosom
me-nempatkan diri pada bidang pembelahan yang disebut bidang metafase. Bidang
ini merupakan bidang khayal yang terletak tepat di tengah sel, seperti garis
katulistiwa bumi sehingga disebut juga bidang ekuator. Pada bidang ini,
sentromer dari seluruh kromosom terletak pada satu baris yang tegak lurus
dengan gelendong pembelahan. Kinetokor pada setiap kromatid menghadap pada
kutub yang berlainan. Dengan letak kromosom berada di bidang pembelahan, maka
pembagian jumlah informasi DNA yang akan diberikan kepada sel anakan yang baru,
benar-benar rata dan sama jumlahnya. Tahapan ini merupakan akhir dari metafase.
c. Anafase
Setelah berakhirnya tahap metafase, pembelahan sel berlanjut pada tahap anafase. Tahap anafase ditandai dengan berpisahnya kromatid saudara pada bagian sentromer kromosom. Gerak kromatid ini disebabkan tarikan benang mikrotubulus yang berasal dari sentriol pada kutub sel. Kalian telah mengetahui bahwa mikrotubulus melekat pada sentromer. Hal ini menyebabkan sentromer tertarik terlebih dahulu. Akibatnya, sentromer berada di depan dan bagian lengan kromatid berada di belakang. Struktur ini seperti huruf V. Gerakan ini menempuh jarak sekitar 1μm (10-6 meter) tiap menit. Pada saat bersamaan, mikrotubulus non kinetokor semakin memanjang sehingga jarak kedua kutub sel semakin jauh. Selanjutnya, masing-masing kromatid bergerak ke arah kutub yang berlawanan dan berfungsi sebagai kromosom lengkap, dengan sifat keturunan yang sama (identik). Untuk menjalankan tugasnya ini, mikrotubulus telah mengalami peruraian pada bagian kinetokornya.
Setelah berakhirnya tahap metafase, pembelahan sel berlanjut pada tahap anafase. Tahap anafase ditandai dengan berpisahnya kromatid saudara pada bagian sentromer kromosom. Gerak kromatid ini disebabkan tarikan benang mikrotubulus yang berasal dari sentriol pada kutub sel. Kalian telah mengetahui bahwa mikrotubulus melekat pada sentromer. Hal ini menyebabkan sentromer tertarik terlebih dahulu. Akibatnya, sentromer berada di depan dan bagian lengan kromatid berada di belakang. Struktur ini seperti huruf V. Gerakan ini menempuh jarak sekitar 1μm (10-6 meter) tiap menit. Pada saat bersamaan, mikrotubulus non kinetokor semakin memanjang sehingga jarak kedua kutub sel semakin jauh. Selanjutnya, masing-masing kromatid bergerak ke arah kutub yang berlawanan dan berfungsi sebagai kromosom lengkap, dengan sifat keturunan yang sama (identik). Untuk menjalankan tugasnya ini, mikrotubulus telah mengalami peruraian pada bagian kinetokornya.
Salah satu perbedaan sel tumbuhan dan sel hewan adalah
ada tidaknya sentriol. Pada sel tumbuhan, peran sentriol digantikan oleh
kromosom sehingga arah pembelahan tetap menuju ke kutub sel. Pada sel hewan,
sentriol pada kutub sel merupakan arah yang dituju oleh gerakan kromatid saat
pembelahan.
d. Telofase
Pada tahap telofase ini, inti sel anakan terbentuk kembali dari fragmen-fragmen nukleus. Bentuk selnya memanjang akibat peran mikrotubulus non kinetokor. Benang-benang kromatin mulai longgar. Dengan demikian, fase kariokinesis yang menghasilkan dua inti sel anak yang identik secara genetik telah berakhir, namun dua inti sel masih berada dalam satu sel.
Pada tahap telofase ini, inti sel anakan terbentuk kembali dari fragmen-fragmen nukleus. Bentuk selnya memanjang akibat peran mikrotubulus non kinetokor. Benang-benang kromatin mulai longgar. Dengan demikian, fase kariokinesis yang menghasilkan dua inti sel anak yang identik secara genetik telah berakhir, namun dua inti sel masih berada dalam satu sel.
Agar kedua inti terpisah menjadi sel baru, perlu
adanya pembelahan sitoplasma yang disebut sitokinesis. Sitokinesis
terjadi, segera setelah telofase selesai. Pada fase sitokinesis terjadi
pembelahan sitoplasma diikuti pembentukan sekat sel baru, sehingga terbentuk
dua sel anakan.
Pada sel hewan, sitokinesis ditandai dengan
pembentukan alur pembelahan melalui pelekukan permukaan sel di sekitar bekas
bidang ekuator. Di sepanjang alur melingkar, terdapat mikrofi lamen yang
terdiri dari protein aktin dan miosin. Protein tersebut berperan dalam
kontraksi otot atau pergerakan sel yang lain. Kontraksi ini semakin ke dalam
sehingga menjepit sel dan membagi isi sel menjadi 2 bagian yang sama.
Berbeda dengan sel hewan, sel tumbuhan mempunyai
dinding sel yang keras. Oleh karena itu, pada sitokinensis tidak
terbentuk alur pembelahan. Sitokinesis terjadi dengan pembentukan pelat
sel (cell plate) yang terbentuk oleh vesikula di sekitar bidang ekuator.
Vesikula-vesikula yang dibentuk oleh badan golgi tersebut saling bergabung.
Penggabungan juga terjadi dengan membran plasma diikuti terbentuknya dinding
sel yang baru oleh materi dinding sel yang dibawa oleh vesikula.
Pembelahan
Meiosis
Secara kodrat, makhluk hidup tertentu hanya melahirkan makhluk yang sejenis. Ini dikarenakan adanya mekanisme tertentu pada saat awal perkembangbiakan. Bahkan, sebelum terbentuk calon anak di dalam rahim, mekanisme ini sudah dimulai. Mekanisme ini dimulai pada sel-sel kelamin (sel reproduksi) calon bapak dan calon ibu. Mekanisme tersebut adalah pembelahan sel secara meiosis.
Secara kodrat, makhluk hidup tertentu hanya melahirkan makhluk yang sejenis. Ini dikarenakan adanya mekanisme tertentu pada saat awal perkembangbiakan. Bahkan, sebelum terbentuk calon anak di dalam rahim, mekanisme ini sudah dimulai. Mekanisme ini dimulai pada sel-sel kelamin (sel reproduksi) calon bapak dan calon ibu. Mekanisme tersebut adalah pembelahan sel secara meiosis.
Makhluk hidup yang sejenis mempunyai jumlah kromosom
yang sama pada setiap sel. Misalnya, manusia mempunyai 46 kromosom, ke-cuali
pada sel reproduksi atau sel kelaminnya. Sel kelamin pada manusia hanya mempunyai
setengah jumlah kromosom sel tubuh lainnya, yaitu 23 kromosom. Jumlah setengah
kromosom (haploid) ini diperlukan untuk menjaga agar jumlah kromosom anak tetap
46. Kalian telah mengetahui bahwa anak terbentuk dari perpaduan antara sel
kelamin betina (sel telur) dan sel kelamin jantan (sperma). Perpadu an kedua
sel kelamin yang ma-sing-masing memiliki 23 kromosom ini akan menghasilkan sel
anak (calon janin) yang mempunyai 46 kromosom. Oleh sebab itu, pembelahan
meiosis sangat berpengaruh dalam perkembang an makhluk hidup.
Pembelahan meiosis disebut juga pembelahan reduksi,
yaitu pengurangan jumlah kromosom pada sel-sel kelamin (sel gamet jantan dan
sel gamet betina). Sel gamet jantan pada hewan (mamalia) diben-tuk di dalam
testis dan gamet betinanya dibentuk di dalam ovarium. Gamet jantan pada
tumbuhan dibentuk di dalam organ reproduktif berupa benang sari, sedangkan
gamet betinanya dibentuk di dalam pu-tik. Sel kelamin betina pada hewan berupa
sel telur, sedangkan pada tumbuhan berupa putik. Pada dasarnya, tahap
pembelahan meiosis serupa dengan pembelahan mitosis. Hanya saja, pada meiosis
terjadi dua kali pembelahan, yaitu meiosis I dan meiosis II.
Masing-masing pembelahan meiosis terdiri dari
tahap-tahap yang sama, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase.
1). Tahap Meiosis I
Seperti halnya pembelahan mitosis, sebelum mengalami pembe-lahan meiosis, sel kelamin perlu mempersiapkan diri. Fase persiapan ini disebut tahap interfase . Pada tahap ini, sel melakukan persiapan berupa penggandaan DNA dari satu salinan menjadi dua salinan (seperti interfase pada mitosis). Tingkah laku kromosom masih belum jelas terlihat karena masih berbentuk benang-benang halus (kromatin) sebagaimana interfase pada mitosis. Selain itu, sentrosom juga bereplikasi menjadi dua (masing-masing dengan 2 sentriol), seperti tampak pada gambar di samping. Sentriol berperan dalam menentu-kan arah pembelahan sel.
Seperti halnya pembelahan mitosis, sebelum mengalami pembe-lahan meiosis, sel kelamin perlu mempersiapkan diri. Fase persiapan ini disebut tahap interfase . Pada tahap ini, sel melakukan persiapan berupa penggandaan DNA dari satu salinan menjadi dua salinan (seperti interfase pada mitosis). Tingkah laku kromosom masih belum jelas terlihat karena masih berbentuk benang-benang halus (kromatin) sebagaimana interfase pada mitosis. Selain itu, sentrosom juga bereplikasi menjadi dua (masing-masing dengan 2 sentriol), seperti tampak pada gambar di samping. Sentriol berperan dalam menentu-kan arah pembelahan sel.
Setelah terbentuk salinan DNA, barulah sel mengalami
tahap pembelahan meiosis I yang diikuti tahap meiosis II. Tahap meiosis I
ter-diri atas profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I, serta
sitokinesis I. Bagaimanakah ciri-ciri setiap fase pembelahan tersebut? Berikut
akan dibahas fase-fase meiosis I pada sel hewan dengan 4 kromosom diploid (2n =
2).
a. Profase I
Pada tahap meiosis I, profase I merupakan fase terpanjang atau terlama dibandingkan fase lainnya bahkan lebih lama daripada tahap profase pada pembelahan mitosis. Profase I dapat berlangsung dalam beberapa hari. Biasanya, profase I membutuhkan waktu sekitar 90% dari keseluruhan waktu yang dibutuhkan dalam pembelahan meiosis. Tahapan ini terdiri dari lima subfase, yaitu leptoten, zigoten, pakiten, iploten, dan diakinesis.
Pada tahap meiosis I, profase I merupakan fase terpanjang atau terlama dibandingkan fase lainnya bahkan lebih lama daripada tahap profase pada pembelahan mitosis. Profase I dapat berlangsung dalam beberapa hari. Biasanya, profase I membutuhkan waktu sekitar 90% dari keseluruhan waktu yang dibutuhkan dalam pembelahan meiosis. Tahapan ini terdiri dari lima subfase, yaitu leptoten, zigoten, pakiten, iploten, dan diakinesis.
1) Leptoten
Subfase leptoten ditandai adanya benang-benang kromatin yang memendek dan menebal. Pada subfase ini mulai terbentuk sebagai kromosom homolog. Kalian perlu membedakan kromosom homolog dengan kromatid saudara.
Subfase leptoten ditandai adanya benang-benang kromatin yang memendek dan menebal. Pada subfase ini mulai terbentuk sebagai kromosom homolog. Kalian perlu membedakan kromosom homolog dengan kromatid saudara.
2) Zigoten
Kromosom homolog saling berdekatan atau berpasangan menurut panjangnya. Peristiwa ini disebut sinapsis. Kromosom homolog yang berpasangan ini disebut bivalen (terdiri dari 2 kro-mosom homolog).
Kromosom homolog saling berdekatan atau berpasangan menurut panjangnya. Peristiwa ini disebut sinapsis. Kromosom homolog yang berpasangan ini disebut bivalen (terdiri dari 2 kro-mosom homolog).
3) Pakiten
Kromatid antara kromosom homolog satu dengan kromosom homolog yang lain disebut sebagai kromatid bukan saudara (nonsister chromatids). Dengan demikian, pada setiap kelompok sinapsis terdapat 4 kromatid (1 pasang kromatid saudara dan 1 pasang kromatid bukan saudara). Empat kromatid yang membentuk pa-sangan sinapsis ini disebut tetrad.
Kromatid antara kromosom homolog satu dengan kromosom homolog yang lain disebut sebagai kromatid bukan saudara (nonsister chromatids). Dengan demikian, pada setiap kelompok sinapsis terdapat 4 kromatid (1 pasang kromatid saudara dan 1 pasang kromatid bukan saudara). Empat kromatid yang membentuk pa-sangan sinapsis ini disebut tetrad.
4) Diploten
Setiap bivalen me ngandung empat kromatid yang tetap berkaitan atau berpasangan di suatu titik yang disebut kiasma (tunggal). Apabila titik-titik perlekatan tersebut lebih dari satu disebut kiasmata. Proses perlekatan atau persilangan kromatid-kromatid disebut pindah silang (crossing over). Pada proses pin-dah silang, dimungkinkan terjadinya pertukaran materi genetik (DNA) dari homolog satu ke homolog lainnya. Pindah silang ini-lah yang memengaruhi variasi genetik sel anakan.
Setiap bivalen me ngandung empat kromatid yang tetap berkaitan atau berpasangan di suatu titik yang disebut kiasma (tunggal). Apabila titik-titik perlekatan tersebut lebih dari satu disebut kiasmata. Proses perlekatan atau persilangan kromatid-kromatid disebut pindah silang (crossing over). Pada proses pin-dah silang, dimungkinkan terjadinya pertukaran materi genetik (DNA) dari homolog satu ke homolog lainnya. Pindah silang ini-lah yang memengaruhi variasi genetik sel anakan.
5) Diakinesis
Pada subfase ini terbentuk benang-benang spindel pembela-han (gelendong mikrotubulus). Sementara itu, membran inti sel atau karioteka dan nukleolus mulai lenyap.Profase I diakhiri dengan terbentuknya tetrad yang mem-bentuk dua pasang kromosom homolog. Perhatikan lagi Setelah profase I berakhir, kromosom mulai bergerak ke bi-dang metafase.
Pada subfase ini terbentuk benang-benang spindel pembela-han (gelendong mikrotubulus). Sementara itu, membran inti sel atau karioteka dan nukleolus mulai lenyap.Profase I diakhiri dengan terbentuknya tetrad yang mem-bentuk dua pasang kromosom homolog. Perhatikan lagi Setelah profase I berakhir, kromosom mulai bergerak ke bi-dang metafase.
b. Metafase I
Pada metafase I, kromatid hasil duplikasi kromosom homolog berjajar berhadap-hadapan di sepanjang daerah ekuatorial inti (bidang metafase I). Membran inti mulai menghilang. Mikrotubulus kinetokor dari salah satu kutub melekat pada satu kromosom di setiap pasangan. Sementara mikrotubulus dari kutub berlawanan melekat pada pasang-an homolognya. Dalam hal ini, kromosom masih bersifat diploid.
Pada metafase I, kromatid hasil duplikasi kromosom homolog berjajar berhadap-hadapan di sepanjang daerah ekuatorial inti (bidang metafase I). Membran inti mulai menghilang. Mikrotubulus kinetokor dari salah satu kutub melekat pada satu kromosom di setiap pasangan. Sementara mikrotubulus dari kutub berlawanan melekat pada pasang-an homolognya. Dalam hal ini, kromosom masih bersifat diploid.
c. Anafase I
Setelah tahap metafase I selesai, gelendong mikrotubulus mulai menarik kromosom homolog sehingga pasangan kromosom homolog terpisah dan masing-masing menuju ke kutub yang berlawanan. Peristiwa ini mengawali tahap anafase I. Namun, kromatid saudara masih terikat pada sentromernya dan bergerak sebagai satu unit tunggal. Inilah perbedaan antara anafase pada mitosis dan meiosis. Pada mitosis, mikrotubulus memisahkan kromatid yang bergerak ke arah berlawanan.
Setelah tahap metafase I selesai, gelendong mikrotubulus mulai menarik kromosom homolog sehingga pasangan kromosom homolog terpisah dan masing-masing menuju ke kutub yang berlawanan. Peristiwa ini mengawali tahap anafase I. Namun, kromatid saudara masih terikat pada sentromernya dan bergerak sebagai satu unit tunggal. Inilah perbedaan antara anafase pada mitosis dan meiosis. Pada mitosis, mikrotubulus memisahkan kromatid yang bergerak ke arah berlawanan.
d. Telofase I
Pada telofase, setiap kromosom homolog telah mencapai kutub-kutub yang berlawanan. Ini berarti setiap kutub mempunyai satu set kromosom haploid. Akan tetapi, setiap kromosom tetap mempunyai dua kromatid kembar. Pada fase ini, membran inti muncul kembali. Peristiwa ini kemudian diikuti tahap selanjutnya, yaitu sitokinesis.
Pada telofase, setiap kromosom homolog telah mencapai kutub-kutub yang berlawanan. Ini berarti setiap kutub mempunyai satu set kromosom haploid. Akan tetapi, setiap kromosom tetap mempunyai dua kromatid kembar. Pada fase ini, membran inti muncul kembali. Peristiwa ini kemudian diikuti tahap selanjutnya, yaitu sitokinesis.
e. Sitokinesis
Kalian masih ingat pengertian sitokinesis pada sel hewan mau-pun tumbuhan bukan? Ya, sitokinesis merupakan proses pembelahan sitoplasma. Tahap sitokinesis terjadi secara simultan dengan telofase. Artinya, terjadi secara bersama-sama. Tahap ini merupakan tahap di antara dua pembelahan meiosis. Alur pembelahan atau pelat sel mulai terbentuk . Pada tahap ini tidak terjadi perbanyakan (replikasi) DNA. Hasil pembelahan meiosis I menghasilkan dua sel haploid yang mengandung setengah jumlah kromosom homolog. Meskipun demiki-an, kromosom tersebut masih berupa kromatid saudara (kandungan DNA-nya masih rangkap). Untuk menghasilkan sel anakan yang mem-punyai kromosom haploid diperlukan proses pembelahan selanjutnya, yaitu meiosis II. Jarak waktu antara meiosis I dengan meiosis II disebut dengan interkinesis .
Kalian masih ingat pengertian sitokinesis pada sel hewan mau-pun tumbuhan bukan? Ya, sitokinesis merupakan proses pembelahan sitoplasma. Tahap sitokinesis terjadi secara simultan dengan telofase. Artinya, terjadi secara bersama-sama. Tahap ini merupakan tahap di antara dua pembelahan meiosis. Alur pembelahan atau pelat sel mulai terbentuk . Pada tahap ini tidak terjadi perbanyakan (replikasi) DNA. Hasil pembelahan meiosis I menghasilkan dua sel haploid yang mengandung setengah jumlah kromosom homolog. Meskipun demiki-an, kromosom tersebut masih berupa kromatid saudara (kandungan DNA-nya masih rangkap). Untuk menghasilkan sel anakan yang mem-punyai kromosom haploid diperlukan proses pembelahan selanjutnya, yaitu meiosis II. Jarak waktu antara meiosis I dengan meiosis II disebut dengan interkinesis .
Jadi, tujuan meiosis II adalah membagi kedua salinan
DNA pada sel anakan yang baru hasil dari meiosis I. Meiosis II terjadi pada
ta-hap-tahap yang serupa seperti meiosis I.
2. Tahap Meiosis II
Tahap meiosis II juga terdiri dari profase, metafase, anafase, dan telo-fase. Tahap ini merupakan kelanjutan dari tahap meiosis I. Masing-masing sel anakan hasil pembelahan meiosis I akan membelah lagi menjadi dua. Sehingga, ketika pembelahan meiosis telah sempurna, dihasilkan empat sel anakan. Hal yang perlu diingat adalah bahwa jumlah kromo-som keempat sel anakan ini tidak lagi diploid (2n) tetapi sudah haploid (n). Proses pengurangan jumlah kromosom ini terjadi pada tahap meio-sis II.
Tahap meiosis II juga terdiri dari profase, metafase, anafase, dan telo-fase. Tahap ini merupakan kelanjutan dari tahap meiosis I. Masing-masing sel anakan hasil pembelahan meiosis I akan membelah lagi menjadi dua. Sehingga, ketika pembelahan meiosis telah sempurna, dihasilkan empat sel anakan. Hal yang perlu diingat adalah bahwa jumlah kromo-som keempat sel anakan ini tidak lagi diploid (2n) tetapi sudah haploid (n). Proses pengurangan jumlah kromosom ini terjadi pada tahap meio-sis II.
a. Profase II
Fase pertama pada tahap pembelahan meiosis II adalah profase II. Pada fase ini, kromatid saudara pada setiap sel anakan masih melekat pada sentromer kromosom. Sementara itu, benang mi-krotubulus mulai terbentuk dan kromosom mulai bergerak ke arah bidang metafase. Tahap ini terjadi dalam waktu yang singkat karena diikuti tahap berikutnya.
Fase pertama pada tahap pembelahan meiosis II adalah profase II. Pada fase ini, kromatid saudara pada setiap sel anakan masih melekat pada sentromer kromosom. Sementara itu, benang mi-krotubulus mulai terbentuk dan kromosom mulai bergerak ke arah bidang metafase. Tahap ini terjadi dalam waktu yang singkat karena diikuti tahap berikutnya.
b. Metafase II
Pada metafase II, setiap kromosom yang berisi dua kromatid, me-rentang atau berjajar pada bidang metafase II. Pada tahap ini, benang-benang spindel (benang mikrotubulus) melekat pada kinetokor masing-masing kromatid.
Pada metafase II, setiap kromosom yang berisi dua kromatid, me-rentang atau berjajar pada bidang metafase II. Pada tahap ini, benang-benang spindel (benang mikrotubulus) melekat pada kinetokor masing-masing kromatid.
c. Anafase II
Fase ini mudah dikenali karena benang spindel mulai menarik kromatid menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan. Akibatnya, kromosom memisahkan kedua kromatidnya untuk bergerak menuju kutub yang berbeda. Kromatid yang terpisah ini se-lanjutnya berfungsi sebagai kromosom individual.
Fase ini mudah dikenali karena benang spindel mulai menarik kromatid menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan. Akibatnya, kromosom memisahkan kedua kromatidnya untuk bergerak menuju kutub yang berbeda. Kromatid yang terpisah ini se-lanjutnya berfungsi sebagai kromosom individual.
d. Telofase II
Pada telofase II, kromatid yang telah menjadi kromosom menca-pai kutub pembelahan. Hasil akhir telofase II adalah terbentuknya 4 sel haploid, lengkap dengan satu salinan DNA pada inti selnya (nuklei).
Pada telofase II, kromatid yang telah menjadi kromosom menca-pai kutub pembelahan. Hasil akhir telofase II adalah terbentuknya 4 sel haploid, lengkap dengan satu salinan DNA pada inti selnya (nuklei).
e. Sitokinesis II
Selama telofase II, terjadi pula sitokinesis II, ditandai adanya sekat sel yang memisahkan tiap inti sel. Akhirnya terbentuk 4 sel kembar yang haploid. Berdasarkan uraian di depan, sel-sel anakan sebagai hasil pembelahan meiosis mempunyai sifat genetis yang bervariasi satu sama lain. Variasi genetis yang dibawa sel kelamin orang tua menyebabkan munculnya keturunan yang bervariasi juga.
Selama telofase II, terjadi pula sitokinesis II, ditandai adanya sekat sel yang memisahkan tiap inti sel. Akhirnya terbentuk 4 sel kembar yang haploid. Berdasarkan uraian di depan, sel-sel anakan sebagai hasil pembelahan meiosis mempunyai sifat genetis yang bervariasi satu sama lain. Variasi genetis yang dibawa sel kelamin orang tua menyebabkan munculnya keturunan yang bervariasi juga.
PERBEDAAN
ANTARA MITOSIS DENGAN MEIOSIS
Aspek yang
dibedakan
|
Mitosis
|
Meiosis
|
Tujuan
|
Untuk pertumbuhan
|
Sifat mempertahankan diploid
|
Hasil pembelahan
|
2 sel anak
|
4 sel anak
|
Sifat sel anak
|
diploid (2n)
|
haploid (n)
|
Tempat terjadinya
|
sel somatis
|
sel gonad
|
Pada
hewan dikenal adanya peristiwa meiosis dalam pembentukan gamet,
yaitu Oogenesis dan Speatogenesis.
Gametogenesis dan Pewarisan Sifat
Sebelum menjadi individu baru, baik pada tumbuhan maupun hewan, tentunya diperlukan bahan baku atau cikal bakal pembentuk in-dividu baru tersebut. Pada proses perkembangbiakan generatif (seksu-al) hewan maupun tumbuhan, bahan baku tersebut berupa sel kelamin yang disebut gamet. Gamet jantan dan betina diperlukan untuk mem-bentuk zigot, embrio, kemudian individu baru. Nah, pada materi beri-kut ini akan dibahas tentang proses pembentukan gamet, baik jantan maupun betina yang disebut gametogenesis (genesis=pembentukan).
Sebelum menjadi individu baru, baik pada tumbuhan maupun hewan, tentunya diperlukan bahan baku atau cikal bakal pembentuk in-dividu baru tersebut. Pada proses perkembangbiakan generatif (seksu-al) hewan maupun tumbuhan, bahan baku tersebut berupa sel kelamin yang disebut gamet. Gamet jantan dan betina diperlukan untuk mem-bentuk zigot, embrio, kemudian individu baru. Nah, pada materi beri-kut ini akan dibahas tentang proses pembentukan gamet, baik jantan maupun betina yang disebut gametogenesis (genesis=pembentukan).
Gametogenesis melibatkan pembelahan meiosis dan
terjadi pada organ reproduktif. Pada hewan dan manusia, gametogenesis terjadi
pada testis dan ovarium, sedangkan pada tumbuhan terjadi pada putik dan benang
sari. Hasil gametogenesis adalah sel-sel kelamin, yaitu gamet jantan (sperma)
dan gamet betina (ovum atau sel telur).
1. Gametogenesis pada Hewan
Gametogenesis memegang peranan yang sangat penting
dalam perkembangbiakan hewan. Gametogenesis pada hewan yang akan kita pelajari
dibagi menjadi dua, yaitu spermatogenesis dan oogenesis. Spermatogenesis
merupakan proses pembentukan gamet jantan (sperma). Sementara oogenesis adalah
proses pembentuk an gamet betina (ovum atau sel telur).
a. Spermatogenesis
Sperma berbentuk kecil, lonjong, berfl agela, dan secara keselu-ruhan bentuknya menyerupai kecebong (berudu). Flagela pada sperma digunakan sebagai alat gerak di dalam medium cair. Sperma dihasilkan pada testis. Pada mamalia, testis terdapat pada hewan jantan sebagai buah pelir atau buah zakar. Buah pelir pada manusia berjumlah sepasang.
Sperma berbentuk kecil, lonjong, berfl agela, dan secara keselu-ruhan bentuknya menyerupai kecebong (berudu). Flagela pada sperma digunakan sebagai alat gerak di dalam medium cair. Sperma dihasilkan pada testis. Pada mamalia, testis terdapat pada hewan jantan sebagai buah pelir atau buah zakar. Buah pelir pada manusia berjumlah sepasang.
Di dalam testis terdapat saluran-saluran kecil yang
disebut tubulus seminiferus. Pada dinding sebelah dalam saluran inilah, terjadi
proses spermatogenesis. Di bagian tersebut terdapat sel-sel induk sperma yang
bersifat diploid (2n) yang disebut spermatogonium .Pembentukan sperma terjadi
ketika spermatogonium mengalami pembelahan mitosis menjadi spermatosit primer
(sel sperma primer). Selanjutnya, sel spermatosit primer mengalami meiosis I
menjadi dua spermatosit sekunder yang sama besar dan bersifat haploid. Setiap
sel spermatosit sekunder mengalami meiosis II, sehingga terbentuk 4 sel
spermatid yang sama besar dan bersifat haploid.
Mula-mula, spermatid berbentuk bulat, lalu
sitoplasmanya se-makin banyak berkurang dan tumbuh menjadi sel spermatozoa yang
berfl agela dan dapat bergerak aktif. Berarti, satu spermatosit primer
menghasilkan dua spermatosit sekunder dan akhirnya terbentuk 4 sel spermatozoa
(jamak = spermatozoon) yang masing-masing bersifat haploid dan fungsional
(dapat hidup).

b. Oogenesis
Oogenesis merupakan proses pembentukan sel kelamin betina atau gamet betina yang disebut sel telur atau ovum. Oogenesis terjadi di dalam ovarium. Di dalam ovarium, sel induk telur yang disebut oogonium tumbuh besar sebagai oosit primer sebelum membelah secara meiosis. Berbeda dengan meiosis I pada spermatogenesis yang menghasilkan 2 spermatosit sekunder yang sama besar. Meiosis I pada oosit primer menghasilkan 2 sel dengan komponen sitoplasmik yang berbeda, yaitu 1 sel besar dan 1 sel kecil. Sel yang besar disebut oosit sekunder, sedangkan sel yang kecil disebut badan kutub primer (polar body).
Oogenesis merupakan proses pembentukan sel kelamin betina atau gamet betina yang disebut sel telur atau ovum. Oogenesis terjadi di dalam ovarium. Di dalam ovarium, sel induk telur yang disebut oogonium tumbuh besar sebagai oosit primer sebelum membelah secara meiosis. Berbeda dengan meiosis I pada spermatogenesis yang menghasilkan 2 spermatosit sekunder yang sama besar. Meiosis I pada oosit primer menghasilkan 2 sel dengan komponen sitoplasmik yang berbeda, yaitu 1 sel besar dan 1 sel kecil. Sel yang besar disebut oosit sekunder, sedangkan sel yang kecil disebut badan kutub primer (polar body).
Oosit sekunder dan badan kutub primer mengalami
pembelahan meiosis tahap II. Oosit sekunder menghasilkan dua sel yang berbeda.
Satu sel yang besar disebut ootid yang akan berkembang menjadi ovum. Sedangkan
sel yang kecil disebut badan kutub. Sementara itu, badan kutub hasil meiosis I
juga membelah menjadi dua badan kutub sekunder. Jadi, hasil akhir oogenesis
adalah satu ovum (sel telur) yang fungsional dan tiga badan kutub yang me
ngalami degenerasi (mati).

