MITOSIS

a. Interfase

Secara umum, interfase dapat dibedakan lagi menjadi tahap G1, S, dan G2. Tahap G1 (gap 1) merupakan tahap pembentukan macam-macam protein dan transkripsi RNA. Hal tersebut menyebabkan pertumbuhan sel terus membesar. Proses selanjutnya adalah tahap S (sintesis). Pada tahap S terjadi sintesis DNA, berupa replikasi DNA dan sintesis protein histon. Jumlah DNA dalam inti sel bertambah dua kali lipat dan protein histon serta protein kromosom lain yang disintesis di sitoplasma bergabung dengan DNA setelah melewati membran inti sel. Gabungan DNA serta protein tersebut membentuk kromatin. Pada akhir tahap S, sel memasuki tahap G2 (gap 2). Pada tahap ini terjadi metabolisme normal dan pertambahan pertumbuhan sempurna akibat pembentukan protein yang terus terjadi. Ketika sel memasuki tahap M (mitosis), benang-benang kromatin terkondensasi, dan berkumpul

membentuk kromosom.

b. Profase (Kromosom terkondensasi dan membran inti sel melebur)

Memasuki profase, benang-benang kromatin terkondensasi (mengalami pemendekan dan penebalan) membentuk kromosom. DNA asal dan DNA hasil replikasi membentuk

kromosom dan merekat pada sentromer. Kromosom tersebut tersusun atas dua kromatid. Kromosom dengan dua kromatid ini disebut juga kromosom dupleks. Melalui mitosis ini, setiap pasangan kromatid dari kromosom nantinya akan terbagi ke sel anak. Dengan demikian, setiap kromatid tersebut merupakan kromosom bagi setiap sel. Bentuk kromosom tanpa pasangan kromatidnya disebut kromosom simpleks. Jika sel baru tersebut akan melakukan pembelahan sel, setiap kromosom akan menggandakan diri melalui proses duplikasi menjadi kromosom dupleks. Sebenarnya, proses duplikasi merupakan hasil replikasi DNA yang terjadi pada tahap S interfase. Tahap profase ditandai juga oleh penggandaan jumlah sentriol. Sentriol berada di luar membran inti. Setelah terbentuk kromatid, sentriol-sentriol bergerak ke kutub yang berlawanan. Dari sekitar sentriol tersebut muncul benang-benang halus yang disebut benang spindel (mitotic spindle). Benang-benang spindel ini menyelimuti inti sel dan akan memegang kromosom tepat pada struktur

protein komplek yang disebut kinetokor. Benang-benang spindel ini

terbuat dari mikrotubulus.

2) Metafase (kromosom berjajar di bidang ekuator)

Ketika sentromer setiap kromosom sejajar bidang ekuator, menandakan mitosis memasuki tahap metafase. Pada metafase, semua kromosom sel bergerak ke arah bidang ekuator atau bidang pembelahan. Pergerakan ini dibantu oleh benang spindel. Kromosom dengan dua kromatid identik dapat diamati secar jelas pada tahap ini.

3) Anafase (kromosom terbagi dan bergerak ke arah kutub yang berlawanan)

Anafase dimulai ketika sentromer yang menggabungkan kedua kromatid terpisah. Kromatid tunggal ini sekarang disebut kromosom simpleks, bergerak menuju kutub-kutub pada arah yang berlawanan.Anafase berakhir ketika setiap sel kromosom sampai pada kutub-kutubnya.

4) Telofase (Membran inti terbentuk dan kedua sel terpisah)

Telofase dimulai saat benang-benang spindel menghilang dan membran inti mulai terbentuk di sekeliling daerah kromosom. Membran inti akhirnya membungkus kromosom-kromosom tersebut.

Lilitan kromosom mulai terurai menjadi kromatin. Pada saat ini jika sel diamati menggunakan mikroskop, kromosom terlihat menghilang dan inti sel menjadi jernih. Setelah tahap telofase, biasanya diikuti oleh tahap sitokinesis, pemisahan sitoplasma. Pada beberapa sel, sitokinesis terjadi sebelum telofase berakhir.

Pembelahan Meiosis

Manusia memiliki jumlah kromosom sel somatis sebanyak 46 buah. Jika sel gamet manusia memiliki jumlah kromosom lengkap, melalui proses fertilisasi keturunan yang dihasilkan akan memiliki 92 kromosom. Keturunan selanjutnya akan memiliki jumlah kromosom 184, 368, 736,

dan seterusnya. Akan tetapi, akumulasi kromosom makhluk hidup tidak terjadi seperti itu. Terdapat suatu proses yang menyebabkan jumlah kromosom keturunan sama dengan jumlah induknya, meskipun berasal dari peleburan dua sel. Proses tersebut adalah pembelahan meiosis. Pembelahan meiosis disebut juga pembelahan reduksi karena jumlah kromosom sel hasil pembelahan ini berkurang setengahnya. Pada saat fertilisasi, jumlah kromosom sel zigot akan kembali utuh karena berasal dari sel gamet jantan dan sel gamet betina. Kromosom dari gamet jantan merupakan pasangan kromosom homolog dari gamet betina. Sel yang mengandung dua set kromosom homolog disebut diploid. Sel somatis (sel tubuh) pada tumbuhan, hewan, dan manusia memiliki kromosom diploid. Adapun sel gametnya telah tereduksi dan hanya memiliki satu set kromosom disebut haploid. Satu set kromosom disimbolkan dengan huruf n sehingga set diploid adalah 2n dan set haploid adalah n. Selain reduksi kromosom, pembelahan meiosis memiliki fungsi penting lain. Meiosis menyebabkan terjadinya variasi antara induk dengan

keturunannya serta antarketurunan itu sendiri. Hal tersebut terjadi melalui pengelompokan kromosom secara bebas dan pindah silang (crossing over). Meiosis terjadi melalui dua tahap pembelahan sel. Meskipun tahap meiosis mirip dengan tahap pada mitosis, terdapat perbedaan besar pada perilaku kromosom dalam kedua proses tersebut. Dua tahap pembelahan meiosis menghasilkan empat sel haploid dari satu sel diploid. Pada pembelahan meiosis I terjadi pemisahan kromosom homolog ke dalam dua sel anak. Pembelahan meiosis II tidak diikuti oleh fase S pada interfase sehingga replikasi DNA dan duplikasi kromosom tidak tejadi pada kedua sel anak.

1. Meiosis I

Sama halnya dengan pembelahan mitosis, sebelum sel memasuki tahap pembelahan, terlebih dahulu terjadi tahap interfase. Pada fase S interfase terjadi replikasi DNA yang menghasilkan duplikasi kromosom. Tahap meiosis I terdiri atas profase I, metafae I, anafase I, dan telofase I.

a. Profase I

Lihat Buku Cetak Erlangga

b. Metafase I

Pada metafase I, benang-benang spindel menempatkan setiap tetrad sejajar bidang ekuator. Benang spindel melekat pada kinetokor sentromer. Benang spindel dari satu kutub hanya akan melekat pada salah satu kromosom homolog dari setiap tetrad. Benang spindel dari kutub lain

akan melekat pada kromosom homolog lain dari tetrad tersebut. Dengan demikian, setiap kromosom dari pasangan kromosom homolog hanya dapat tertarik pada kutub yang berlawanan.

c. Anafase I

Berdasarkan pengaturan pelekatan benang spindel pada metafase I, pada anafase I setiap kromosom dupleks dari pasangan kromosom homolog bergerak menuju kutub yang berlawanan sehingga ikatan tetrad saja yang terpisah. Hal ini berbeda dengan anafase pada mitosis yang terjadi pemisahan kromatid. Pada fase ini jumlah kromosom bagi calon sel anak sudah tereduksi.

d. Telofase I dan Sitokinesis

kromosom berkumpul pada masing” kutub sel. Saat ini setiap kutub sel memiliki jumlah kromosom haploid dan kromosomnya masih dalam bentuk dupleks dgn 2 kromatid. Biasanya sitokinesis terjadi bersamaan dengan telofase I dan meng-hasilkan dua sel anak haploid. Jika meiosis ini terjadi pada sel gamet manusia, jumlah kromosom tubuh yang 46 buah akan tereduksi menjadi 23 buah pada akhir meioisis I.

2. Meiosis II

Dua sel haploid hasil meiosis I sekarang memasuki meisosis II. Tedapat perbedaan dalam siklus sel meiosis II ini. Pada interfase II, tidak terjadi replikasi DNA sehingga kromosom dalam kedua sel tersebut berada dalam keadaan dupleks. Oleh karena, kemiripannya dengan mitosis, tahap meiosis II ini secara keseluruhan dapat dikatakan sebagai mitosis haploid.

a. Profase II

Benang kromatin yang semula terurai setelah telofase I mengalami kondensasi kembali membentuk kromosom. Kromosom yang terbentuk masih dalam keadaan dupleks, dengan dua kromatid. Membran inti mulai melebur.

b. Metafase II

Kromosom mengumpul kembali pada bidang pembelahan dengan bantuan benang-benang spindel. Benang-benang spindel ini melekat pada kinetokor yang nantinya akan menarik pasangan kromatid menuju kutub yang berlawanan.

c. Anafase II

Anafase II mirip dengan anafase pada mitosis. Tahap ini diawali pemisahan sentromer dan setiap kromatid bergerak menuju kutub yang berlawanan.

d. Telofase dan Sitokinesis

Tahap telofase II berlanjut dengan terbentuknya membran inti yang menyelimuti kromosom pada masing-masing kutub. Kromosom terurai kembali menjadi benang-benang kromatin dan diikuti oleh sitokinesis. Sitokinesis pada dua sel tersebut menghasilkan empat sel haploid.

Pada hewan jantan, empat sel baru yang terbentuk dapat menjadi sperma. Pada bagian bunga jantan, dapat menjadi serbuk sari (polen). Pada hewan atau bagian bunga betina, pembentukan gametnya lebih kompleks.

Tabel 4.1 Perbedaan Mitosis dan Meiosis

Mitosis

Miosis

1. Satu kali duplikasi dan satu kali pembelahan 2. Dihasilkan dua sel anak diploid (2n) 3. Susunan gen sama dengan sel parental (induk) 4. Terjadi pada sel somatik dan zigot 5. Tidak terbentuk tetrad, tidak terjadi sinapsis, dan tidak terjadi crossing over 6. Profase terjadi dalam waktu yang relatif singkat 7. Pemisahan sentromer di bidang ekuator langsung terjadi pada tahap anafase 8. Tujuannya memperbanyak sel dan mengganti sel yang rusak

1.Satu kali duplikasi dan membelah berturut-turut dua kali 2.Dihasilkan empat sel anak haploid (n) 3.Susunan gen rekombinasi dari kedua sel parental 4.Hanya terjadi pada pembentukan gamet 5.Terbentuk tetrad, terjadi peristiwa sinapsis, dan ada crossing over 6. Profase terjadi dalam waktu yang relatif lama 7.Pemisahan sentromer tidak langsung terjadi pada meiosis I, tetapi pada meiosis II 8.Tujuannya mempertahankan jumlah kromosom pada generasi berikutnya