Pembelahan Sel Mitosis dan Meiosis

Cynthia Christy Liasnawi10-2011-130Mahasiswa Fakultas Kedokteran UKRIDA

Alamat Korespendensi:Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida WacanaJl. Arjuna Utara No. 6, Jakarta 11510E-mail: cynthialiasnawi@gmail.com

PendahuluanSel dapat membelah menjadi sel-sel lain dengan beberapa cara pembelahan. Pada sel tubul sel membelah dengan pembelahan mitosis, sedangkan pada sel gamet sel membelah dengan pembelahan meiosis. Pembelahan mitosis dan meiosis memiliki fase pembelahan yang berbeda dan menghasilkan sel anakan dengan jumlah dan sifat yang berbeda pula. Namun sering kali seseorang mengalami kesulitan dalam memahami kedua pembelahan sel ini serta mendapat kesulitan untuk mengetahui perbedaan diantara keduanya. Karya tulis ini bertujuan agar pembaca dapat lebih memahami ciri yang dimiliki oleh pembelahan mitosis dan meiosis, serta dengan demikian pembaca dapat memahami dan mengetahui perbedaan dari masing-masing pembelahan tersebut yang terdapat pada fase pembelahan, jumlah sel anak yang dihasilkan, posisi sel yang mengalami pembelahan, jumlah kromosom sel anak dan tujuan pembelahan sel.

Pembelahan sel Kebanyakan sel akan membelah bila telah mencapai volume maksimal. Pembelah sel dapat dibagi dua yaitu: pembelahan langsung dan pembelahan tidak langsung. Pembelahan langsung, pembelahan nukleus langsung terjadi lalu disusul dengan pembelahan sitoplasma atau sitokinesis. Pembelahan secara tidak langsung, pembelahan dimana terjadi tahap-tahapan persiapan sebelum terjadinya pembelahan.1 Selanjutnya akan dibahas lebih dalam mengenai pembelahan tidak langsung yaitu mitosis dan meiosis. Pembelahan sel berfungsi dalam reproduksi, pertumbuhan dan perbaikan. Pembelahan sel melibatkan distribusi materi genetik yang identik-DNA kepada kedua sel anak. Yang paling luar biasa dari pembelahan sel ialah ketepatan dalam penyampaian DNA, tanpa pengurangan dari suatu generasi sel ke generasi berikutnya.2Di dalam setiap kromosom eukariotik terdapat satu molekul DNA linear yang sangat panjang, yang mewakili ribuan gen, unit yang menentukan sifat yang diwarisi oleh suatu organism. DNA ini berikatan dengan berbagai protein yang mempertahankan struktur kromosom dan membantu mengontrol aktivitas gen. Kompleks protein-DNA, yang disebut kromatin, diorganisasi menjadi serat yang tipis dan panjang. Dalam persiapan pembelahan , kromatin ini memandat: kromatin tergulung dan terlipat sangat padat sehingga terbentuk kromosom tebal yang dapat diamati dengan mikroskop cahaya. Dalam pembelahan mitosis dan meiosis akan terjadi suatu siklus yang disebut juga dengan siklus sel.2

Siklus sel Siklus sel adalah peristiwa pertumbuhan dalam sel yang diikuti oleh reproduksi sel secara berulang-ulang mengikui ritme tertentu. Pada banyak sel , keseluruhan siklus mulai dari G1 sampai sitokinesis yaitu pembelahan sitoplasma, diselesaikan dalam waktu beberapa jam. Pada sel lain lagi, siklus tersebut memakan waktu berhari-hari. Ada juga sel yang siklus nya terhenti secara permanen pada tahap tertentu. Terdapat beberapa fase dalam siklus sel yaitu G1, S, G2, lalu fase mitotik (M) yang terdiri dari mitosis dan sitokinesis.3

Gambar 1. Siklus sel : interfase dan mitosis.2 Pada gambar 1 dapat terlihat siklus sel yang terdiri dari fase interfase yaitu G1, S, G2, dan fase mitotik yang melingkupi mitosis dan sitokinesis. Pada fase G1 terjadi fungsi-fungsi vegetatif sel yaitu pertumbuhan , peningkatan jumlah organel, dan produksi zat-zat, baik yang digunakan untuk diekspor atau digunakan secara intraselular. Sel-sel yang tidak meneruskan pembelahan nya biasanya terhenti pada fase G1 ini. 3Selama fase S, DNA nukleus berlipat dua( untuk persiapan pembelahan nukleus dan kromosom yang terjadi belakangan). Protein-protein yang terkait dengan kromosom juga terbentuk saat itu. 3Pada fase G2 dilakukan pengorganisasian materi-materi untuk struktur-struktur terspesialisasi yang diperlukan untuk pergerakan kromosom dan juga replikasi sel. Setelah fase G1, S dan G2 selesai maka fase interfase telah selesai dan sel memulai proses aktif pembelahan yang dilanjutkan oleh mitosis sebenarnya.3MitosisProses pembelahan sel mitosis terjadi pada kebanyakan sel tubuh(somatik). Dalam mitosis, dua sel anak dihasilkan secara genetik indentik dari satu sel induk tunggal.4 Mitosis mempertahankan jumlah diploid kromosom. Pembelahan mitosis memastikan bahwa setiap sel anak menerima jumlah dan jenis yang sama dengan induknya dan pembelahan mitosis berlangsung untuk petumbuhan dan regenarasi sel.5 Mitosis terdiri dari beberapa fase berurutan yaitu: profase, prometafase, metafase, anafase, dan telofase.2,6

Gambar 2. Pembelahan mitosis.7Selama profase, tiap kromosom akan memendek dan menebal. Membran nukleus akan menghilang dan dalam sitoplasma akan terbentuk serat gelendong (spindle). Gelendong ini terbuat dari mikrotubulus yang memancar dari kedua sentriol yang saling menjauh ke kutub yang berlawanan. Beberapa ahli membagi profase menjadi prometafase sementara ahli lainnya menggabungkan fase tersebut kedalam profase. Tahap prometafase, yaitu dimana berkas mikrotubulus memanjang dari setiap kutub kearah pertengahan sel. Masing-masing sari kedua kromatid yang berasal dari satu kromosom sekarang memiliki struktur khusus yang bernama kinetokor, yang terletak di daerah sentromer. Sebagian mikrotubulus ini melekat pada kinetokor. Mikrotubulus non-kinetokor berinteraksi dengan mikrotubulus dari kutub yang berlawanan.2,6Pada metafase, sentriol berada pada kedua kutub yang berlawanan. Kromosom akan berjajar di bagian pelat metaphase yaitu suatu bidang khayal yang berjarak sama antara kedua kutub gelendong.2,6Anafase, dua kromatid masing-masing kromosom yang telah direplikasi akan ditarik ke kutub kutub sel yang berbeda oleh mikrotubulus, karena mikrotubulus melekat pada sentromer, oleh karena itu sentromer tertarik terlebih dahulu. Sentromer kemudian membelah dua, kromatid-kromatid ini kemudian akan menjadi kromosom-kromosom yang baru.2,6Telofase, nukleus anak terbentuk pada kedua kutub sel. Benang kromatin menjadi kurang tergulung rapat. Mitosis yaitu pembelahan nukleus menjadi dua nukleus anak yang identik secara genetik telah selesai lalu dilanjutkan dengan sitokinesis. Adanya alur pembelahan yang berawal dari pelekukan pada permukaan sel didekat daerah bekas pelat metaphase sebelumnya. Pelekukan ini semakin mendalam hingga sel induk terjepit menjadi dua dan membelah, yang menghasilkan dua sel anak baru.2,6MeiosisMeiosis merupakan bentuk pembelahan sel yang terjadi pada sel kelamin. Mitosis adalah pembelahan sel untuk menghasilkan sel benih atau sel gamet(sel telur dan sel sperma). Proses ini terbagi dua yaitu meiosis I dan meiosis II. Akan tercipta 4 sel anakan yang masing-masingnya haploid yaitu setengah jumlah normal set kromosom(diploid).4 Meiosis 1 merupakan pembelahan reduksi karena terjadi pengurangan kromosom. Meiosis 2 ialah pembelahan penyamaan.6Seperti tahapan pada mitosis, kromosom berduplikasi selama fase S pada interfase. Terdapat tahapan-tahapan pada meiosis yang mirip dengan mitosis, namun dengan perbedaan penting :8a. Meiosis terdapat 2 kali pembelahan nukleus dan sitoplasmab. Masing-masing anak sel hasil pembelahan meiosis memiliki kromosom yang haploidc. Pada meiosis terdapat pertukaran informasi genetic sehingga menghasilkan kombinasi gen yang unik.Meiosis IMeiosis I lebih lama dari pada mitosis. Terdiri dari profase, metafase, anafase, dan telofase. Dalam profasenya dapat dibagi lagi menjadi beberapa tahapan.3

Gambar 3. Profase pada Meiosis I.9a. Leptoten. Kromosom mulai membentuk kumparan dan mulai berkondensasi sehingga tampak seperti benang-benang yang tipis dan panjang. Membran nukleus mulai pecah, dan sentriol-sentriol bergerak ke kutub.3b. Zigoten, kromosom-kromosom homolog memulai proses sinapsis dengan cara bersentuhan pada beberapa titik sepanjang kromosom tersebut. Serat geledong mulai tampak.3c. Pakiten. Sinapsis selesai, kromoson homolog bersisian dengan kromosom homolog lainnya. keseluruhan struktur ini disebut sebagai tetrad.3d. Diploten. Terjadi chiasmata pada beberapa tempat antara kromatid homolog. Dari chiasmata timbul pindah silang fragmen kromosom homolog.3 e. Diakinesis. Kromosom mengalami pemampatan maksimum. Kromosom homolog merenggang, nukleolus hilang, sentriol mengganda dan pergi ke kutub yang berlawanan.3

Gambar 4. Meiosis I dan meosis II.10Metafase I, profase berakhir dengan tetrad bergerak ke bagian tengah sel. Pada metaphase, serat gelendong pada kedua sisi kutub melekat pada sentromer kromosom. Membentuk barisan pada bagian sel tengah.8Anafase I, kromosom homolog berpasangan ditarik ke kutub yang berlawanan. Kromatid besaudara tetap bersatu pada sentromernya karena sentromer tidak terbelah dua seperti pada mitosis.8Telofase I, kromatid merenggang, mulai ada pelekukan pada bagian tengah sel, lalu sel membelah dan terjadi sitokinesis.8Meiosis IIProfase II, profase berlangsung singkat. Mirip dengan profase yang terjadi saat mitosis, tidak terjadi berpasangannya kromosom homolog, tidak terjadi pindah silang. 8Pada metafase II, kromosom berbaris pada bagian tengah sel atau pelat metaphase. Pada metaphase 1 terdapat tetrad pada barisan kromosom tersebut tapi hal tersebut tidak terjadi pada metaphase 2. 8Anafase II, kromatid terlekat pada serat gelendong atau benang spindel, lalu terlepas atu sama lain ke kutub yang berlawanan.8Telofase II, nukleus kembali terentuk dan kromosom perlahan kembali membentuk benang kromatin. Setelah itu sitokinesis terjadi. 8Pembahasan Skenario E :Amir adalah seorang murid kelas 7 (kelas 1 SMP) mempunyai kakak yang sedang kuliah di Fakultas Kedokteran. Amir minta tolong kakaknya untuk membantu tugas sekolah tentang pembelahan sel yang terjadi dalam tubuh. Amir tidak mengerti dengan jelas apa perbedaan antara mitosis dan meiosis.Perbedaan mitosis dan meiosisTabel 1. Perbedaan mitosis dan meiosisNoMitosis Meiosis

1.Fase pembelahan terdiri dari profase, metafase, anafase, dan telofase.Fase pembelahan terbagi lagi menjadi meiosis I dan meiosis II.

2.Jumlah sel yang dihasilkan dari pembelahan, sebanyak 2 sel anak.Jumlah sel yang dihasilkan dari pembelahan, sebanyak 4 sel anak.

3.Sel yang melakukan pembelahan mitosis ialah sel tubuh (somatik).Sel yang melakukan pembelahan meiosis ialah sel gamet.

4.Jumlah kromosom sel anak tetap diploid.Jumlah kromosom sel anak tereduksi menjadi haploid.

5.Berlangsung untuk pertumbuhan dan regenerasi sel.Berlangsung untuk pembentukan gamet.

Fase pembelahan pada mitosis hanya terdiri dari empat tahap utama, sementara pada meiosis fase pembelahan lebih kompleks. Pada meosis I terbagi lagi menjadi profase (yang memiliki tahapan leptoten, zigoten, pakiten, diploten, dan diakinesis), metafase, anafase dan telofase. Begitu pula pada meiosis II terbagi menjadi empat tahapan utama tersebut.Pada mitosis dihasilkan dua anak sel, sementara pada meiosis dihasilkan empat anak sel. Dua anak sel dihasilkan dari meiosis I, lalu kedua anak sel tersebut masuk pada fase meiosis II dan masing-masing membelah dua menghasilkan dua anak sel sehingga totalnya menjadi empat sel anak.Sel tubuh melakukan pembelahan mitosis sementara pada sel kelamin atau gamet terjadi pembelahan meiosis untuk menghasilkan sperma dan ovum.Pada pembelahan mitosis jumlah kromosom tidak mengalami reduksi atau pengurangan melainkan tetap diploid sesuai dengan induknya. Sementara pada pembelahan meiosis kromosom mengalami reduksi dari diploid menjadi haploid pada meiosis I, yang dilanjutkan tetap berjumlah haploid pada meiosis II.Pembelahan mitosis terjadi pada sel tubuh dan pembelahan ini bertujuan untuk proses pertumbuhan dan regenerasi sel tersebut. Sementara pada pembelahan meiosis sel yang mengalami ialah sel gamet maka pembelahan ini bertujuan untuk pembentukan gamet.Kesimpulan Pembelahan sel mitosis dan meiosis memiliki beberapa perbedaan yaitu pada : fase pembelahan sel, jumlah sel anak yang dihasilkan, posisi sel yang mengalami masing-masing pembelahan, jumlah kromosom pada sel anak yang dihasilkan, dan tujuan dari pembelahan sel tersebut.

Daftar pustaka1. Elias, Pauly. Histology from normal microanatomy to pathology. 7th ed. Italy : Piccin; 1997.h. 30.2. Campbell AN, Reece JB, Mitchell LG. Biologi. Edisi ke 5. Jakarta: Erlangga; 2002.h.220-2.3. Fried GH, Hademenos GJ. Schaums outline : biologi. Edisi ke 2. Jakarta : Erlangga; 2006.h.93.4. Behrman, Kliegman, Arvin. Ilmu kesehatan anak nelson vol 1. Edisi ke 15. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC;1996.h.391.5. Slonane E. Anatomi Dan Fisiologi Untuk Pemula. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 1995.h.47.6. Standsfield WD, Colome JS, Cano RJ. Schaums east outlines : biologi molekular dan sel. Jakarta : Erlangga;2006.h.10-3.7. Yourist. Laporan pembelahan mitosis [diunggah 27 januari 2011]. Diunduh 14 desember 2011 dari URL : http://yourist.student.umm.ac.id/2010/01/27/kematian/.8. Solomon EP, Berg LR , Martin DW. Biology. USA : Thompson Brooks/Cole ;2005.p.185-8.9. Meiosis I: profase. Diunduh 14 desember 2011 dari URL : http://www.alexmed.edu.eg/me/mod/forum/discuss.php?d=5938.10. The president and fellows of harvard college. Meiosis I[diunggah 2007]. Diunduh 14 desember 2011 dari URL: http://cyberbridge.mcb.harvard.edu.2