Perbedaan Pembelahan Sel : Mitosis dengan Meiosis

Neng Nurmalasari

10-2010-326

F5

O4 januari 2011

Pendahuluan

Jumlah sel dalam tubuh manusia diatur oleh pembelahan sel dan kematian sel. Semua sel manusia, kecuali sel testis dan ovarium, membelah untuk memperbanyak jumlahnya melalui proses mitosis, misalnya pada masa pertumbuhan, untuk memperbaiki kerusakan jaringan kulit, untuk menggantikan sel-sel tua atau mati. Kematian sel menurunkan jumlah sel dan ini terjadi melalui apoptosis atau nekrosis. Apoptosis menghilangkan sel yang tidak diinginkan sepanjang masa kehidupan dan proses ini penting terutama dalam perkembangan janin. Nekrosis adalah destruksi sel yang rusak disertai dengan proses inflamasi, misalnya pada gangren.

Mitosis dan meiosis merupakan bagian dari siklus sel/ pembelahan sel dan hanya mencakup 5-10% dari siklus sel. Persentase waktu yang besar dalam siklus sel terjadi pada interfase. Interfase terdiri dari periode G1, S, dan G2. Pada periode G1 selain terjadi pembentukan senyawa-senyawa untuk replikasi DNA, juga terjadi replikasi organel sitoplasma sehingga sel tumbuh membesar, dan kemudian sel memasuki periode S yaitu fase terjadinya proses replikasi DNA. Setelah DNA bereplikasi, sel tumbuh (G2) mempersiapkan segala keperluan untuk pemisahan kromosom, dan selanjutnya diikuti oleh proses pembelahan inti (M) serta pembelahan sitoplasma (C). Selanjutnya sel hasil pembelahan memasuki pertumbuhan sel baru (G1).

Istilah sel sendiri pertama kali diperkenalkan oleh seorang ilmuawan inggris bernama Robert hooke pada tahun 1665. Hasil pengamatan Robert hooke menunjukan adanya ruang-ruang kecil yang strukturnya mirip sarang lebah pada sayatan penampang gabus. Robert hooke menamai ruang-ruang kecil itu ‘’sel’’ (dari bahasa yunani, yaitu cella atau cellula yang berarti ruang atau kamar yang kecil).

Sebelum Robert hooke, seorang ilmuwan berkebangsaan belanda yang bernama Anthony Van Leeuwenhoek (1632-1723), merupakan orang yang pertama kali meneliti organisme mikroskopis pada tetesan air kolam menggunakan mikroskop sederhana. Organisme mikroskopis itu dinamakan animakula (animalcules). Pengetahuan tentang sel terus berkembang, bukan hanya mengungkapkan asal usul dan bentuk sel, tetapi juga komponen sel. Robert brown (1773-1858) menemukan inti di dalam sel tanaman

anggrek yang selanjutnya diberi nama nucleus. Johannes E. Purkiye (1787-1858) memperkenalkan istilah protoplasma (dari bahasa yunani protos yang berarti pertama dan plasma yang berarti pembentukan). Tahun 1838, Mathias J. Scheiden (1804-1882), seorang ahli botani berkebangsaan jerman, menyatakan bahwa tubuh tumbuhan tersusun atas sel. Secara terpisah, pada tahun 1839, Theodore Schwann (1810-1882), seorang ahli zoology berkebangsaan jerman menyatakan bahwa tubuh hewan tersusun atas sel. Schwann kemudian mengusulkan dua asas yang dikenal sebagai teori sel sebagai berikut.

1. Semua organisme terdiri atas sel

2. Sel merupakan unit organisasi kehidupan. Sepuluh tahun kemudian, Rudolf Virchow (1821-1895) ilmuwan jerman yang mempelajari reproduksi sel, mengusulkan asas ketiga teori sel.

3. Semua sel berasal dari sel yang telah ada sebelumnya (omnis cellula e cellula). Tambahan pula, Louis Pasteur (1822-1895) mengemukakan teori biogenesis. Yang menyatakan bahwa setiap makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya (omnum vivum e vivo).

Berdasarkan penelitian-penelitian para ilmuwan tersebut dapat diambil keseimpulan bahwa sel merupakan kesatuan struktural, fungsional, dan herediter makhluk hidup.1

1. 1. Sel 2

Sel adalah unit kehidupan struktural dan fungsional terkecil dari tubuh. Sebagian besar reaksi kimia untuk mempertahankan kehidupan berlangsung dalam sel. Sel dan zat intraseluler membentuk keseluruhan jaringan tubuh.

Jumlah sel ada triliunan jumlah sel dalam tubuh manusia sebagai contoh jumlah total sel darah merah dalam tubuh manusia dengan ukuran tubuh rata-rata adalah 25 triliun.

Bentuk sel :

1. Bentuk dasar dari sel yang diisolasikan adalah bulat seperti sel darah, sel lemak, dan sel telur.

2. Bentuk sferikal dasar biasanya berubah karena spesialisasi sel berdasarkan fungsinya. Contoh, sebuah sel saraf berbentuk seperti bintang dengan prosesus yang panjang dengan sel otot polos berbentuk seperti spindel.

3. Penggepengan sel terjadi karena kontak dengan permukaan.

Ukuran sel Sel tubuh manusia adalah sel mikroskopik yang berdiameter sekitar 10 mikron dan 30 mikron.

Fungsi sel dalam semua sel adalah sama yaitu :

1. Sel mempertahankan suatu barler yang selektif (membran plasma) diantara sitoplasma dan lingkungan ekstraseluler. Semua zat yang masuk atau keluar harus melalui barrier. Derivatif

membran plasma yang melalui serangkaian pembungkus kompleks. Membagi interior sel dan membentuknya menjadi banyak kompartemen untuk aktivitas spesifik.

2. Sel yang berisi materi heredritas membawa instruksi dalam bentuk kode untuk proses sintesis sebagian besar komponen selular. Materi heredritas ini sebelumnya di gandakan melalui reproduksi sel, sehingga setiap sel baru membawa satu set penuh instruksi.

3. Sel melakukan aktivitas metabolik, yang dikatalis reaksi kimia sehingga terjadi proses sintesis dan penguraian molekul organik.

Komponen Sel

Badan sel memiliki empat bagian dasar; membran plasma (plasmmalema membran sel), sitoplasma yang merupakan potoplasma sel; sebagai organel sitoplasma, yaitu struktur tetap yang melakukan fungsi metabolik spesifik; dan nukleus tempat materi genetik berada.

1. Membran plasma sel

Memisahkan bagian interior sel dari lingkungan ekstraselular. Model cairan mozaik adalah konsep terbaru mengenai membran.

Struktur membran plasma tersusun atas lapisan ganda molekul lipid dengan beberapa protein globular yang tertanam di dalamnya. Tebal lapisan ini sekitar 6 sampai 10 nm.

1. Fospilipid merupakan lipid yang sering ditemukan dalam membran. Lipid lainnya adalah kolesterol dan glikolipid. Yang merupakan gabungan dari karbohidrat dan lipid.

2. Protein dibagi atas dua integral polifer.

Protein integral membentuk mayoritas protein membran. Molekul ini menembus dan tertanam dalam lapisan ganda, terikat pada lapisan nonpolar.

Protein polifer terikat longgar pada permukaan membran dan dapat dengan mudah terlepas dari membran tersebut. Fungsinya tidak begitu diketahui seperti fungsi pritein integral. Protein ini kemungkinan terlibat dalam struktur dan perubahan bentuk membran saat perubahan atau pergerakan sel.

1. Karbohidrat juga berkaitan dengan molekul lipid atau protein. Glikolipid atau glikoprotein yang dihasilkan dipercaya dapat memberikan sisi pengenal permukaan untuk interaksi antar sel, antara lain mempertahankan sel-sel darah merah agar tetap terpisah atau memungkinkan penggabungan sel-sel yang sama untuk membentuk sebuah jaringan.

Fungsi membran plasma. Selain sisi fungsi reseftor dan komunikasi sel yang dijelaskan diatas, membran plasma juga berfungsi sebagai suatu barler permeabel yang selektif untuk mengatur zat ke dalam dan keluar sel.

1. Komponen sitoplasma

1. Organel adalah komponen tetap sitoplasma. Sebagian besar organel dibungkus oleh semacam membrane yang mirip dengan membran plasma. Membrane tersebut memisahkan organel dari lingkungan sitoplasma disekitarnya dan memungkinkan pembentukan kompartemen untuk aktivitas metaboliknya.

- Mitokondria ditemnukan hampir semua sel, tetapi tidak ditemukan dalam sel darah merah. Jumlah dalam sel berhubungan dengan konsumsi energy sel.Struktur mitokondria tampak seperti batang atau filamen yang bergerak konstan dalam sel hidup. Setiap mitokondria terdiri dari membran terluar yang halus dan membran terdalamnya yang membentuk lipatan yang disebut krista. Krista menonjol menyerupai rak kedalam mitokondria dan menambah bidang permukaan membran bagian dalam. Ruang antar krista dipenuhi matriks yang berisi protein, DNA, RNA, dan ribosom.

Fungsi mitokondria sebagai pembangkit tenaga sel karena fungsi terpentingnya adalah memproduksi energy dalam bentuk ATP. Energy tersebut dihasilkan dari penguraian nutrient seperti glukosa, asam amino, dan asam lemak. Enzim yang dibutuhkan untuk melepas energy secara kimia terlokalisasi dalam matriks mitokondria dan partikel kecil pada Krista.

- Ribosom memiliki struktur granula kecil berwarna hitam (berdiameter 25 nm). Yang tersusun dari RNA ribosomal dan hampir 80 jenis protein. Ribosom ditemukan sebagai granula individual atau dalam kelompok disebut poliribosom. Ribosom bisa bebas dalam sitoplasma (ribosom bebas) atau melekat pada membrane reticulum endoplasma.

Fungsi ribosom merupakan tempat sintesis protein; ribosom bebas terlibat dalam sintesis protein untuk dipakai oleh sel itu sendiri. Misalnya dalam pembaharuan enzim dan membrane. Ribosom berikatan merupakan tempat berlangsungnya sintesis protein yang merupakan produk sekretori yang akan dikeluarkan sel.

- Retikulum endosplasma tersusun dari jaringan-jaringan rongga (sisterna) datar dari lapisan membran, yang menyambung membran plasma dan membran nuklear. Ada dua jenis retikulum endoplasma : retikulum endoplasma kasar (granular), yang membrannya memiliki ribosom. Dalam sel mengandung kedua jenis retikulum endoplasma tersebut. Retikulum endoplasma kasar bersambungan retikulum endoplasma halus.

Fungsi retikulum endoplasma merupakan tempat utama sintesis produk sel dan juga berperan dalam transpor dan penyimpanannya. Retikulum endoplasma kasar menononjol dalam ssel yang khusus untuk sekresi protein seperti enzim pencernaan. Retikulum endoplasma halus banyak terdapat dalam sel beberapa kelenjar endoktrin yang menyintesis hormon dan dalam sel hati, tempat retikulum endoplasma terlibat dalam sintesis lipid dan kolestrol serta pemecahan glikogen. Pada sel otot, retikulum endoplasma halus disebut retikulum sarkoplasma dan turut berperan dalam proses kontraksi.

- Aparatus golgi ada dalam sebagian besar sel, tetapi paling banyak dibentuk dan dipelajari dalam sel glandular. Apparatus golgi tersusun atas 6 sampai 7 kantong dasar yang terikat membran, atau sistena masing-masing bentuknya agak melekuk. Kantong tersebut tersusun seperti mangkuk terbalik. Permukaan konveks susunan menghadap ke retikulum endoplasma dan nukleus; pemukaan konkaf

menghadap ke permukaan eksternal sel. Biasanya ada banyak vesikel transport disisi perifer tonjolan dan ada sedikit penebalan vakuola yang berukuran lebih besar pada salah satu kutub .

Fungsinya. Aparatus golgi merupakan tempat akumulasi, konsentrasi, dan pembungkusan dan modifikasi kimia produk sekretori yang disintesis dalam retikulum endoplasma kasar. Aparatus golgi memproses protein yang berfungsi secara intraseluler seperti enzim lisosom.

- Lisosom. Ditemukan pada sel kecuali sel-sel darah merah dans el kulit yang terkreanisai sempurna pada permukaan tubuh.

Struktur lisosom. Adalah vesikel kecil yang terikat membran, mengandung hampir 50 jenis enzim hidrolitik, yang mampu menguraikan hampir semua jenis makromolekul (protein, lipid, karbohidrat, asam nukleat), lisosom primer hanya mengandung enzim; lisosom sekunder mengandung enzim dan materi tergeneralisasi.

Fungsi. Untuk pencernaan intraseluler. Lisosom memegang peranan dalam proses normal dan patologis. Pada sel fagositik, agen yang berpotensi membahayakan seperti bakteri, virus atau toksin akan dimakan sel tersebut. Agent tersebut akan melebur dengan lisosom primer untuk membentuk lissosom sekunder untuk dicerna. Lisosom juga berperan dalam pertumbuha dan perbaikan selular normal.

- Peroksisom (mikrobodi). Suatu organel kecil, seferikal yang terikat pada membran serta mengandung enzim destruktif.

Fungsi. Melindungi sel dari pengaruh hidrogen peroksida yang merusak. Peroksisom juga berfungsi dalam metabolisme lipid.

- Nukleus. Organel terbesar. Organel ini ada di dalam seluruh sel tubuh kecuali pada sel darah merah matang, yang kehilangan intinya saat berkembang. Pada umumnya setiap sel memiliki satu nucleus, namun beberapa sel raksasa seperti sel megakariosit sumsum tulang, sel oesteosit tulang dan sel otot rangka, memiliki beberapa nucleus.

Fungsi. Nucleus sangat penting untuk keseluruhan aktivitas selular. Nucleus mengandung materi genetic sel (DNA) yang mengkode informasi untuk mengontrol sintesis protein dan reproduksi sel, dua fungsi sel yang sangat penting.

1. 2. Jenis Sel

Manusia memiliki dua jenis sel yaitu yaitu sel somatik yang menyusun hampir seluruh tubuh manusia, dan sel gamet atau sel gonad yang berfungsi untuk menjaga kelangsungan keturunan.

- Sel gonad

sel-sel germinal/ sel gonad adalah sel-sel yang menimbulkan dalam gamet dari organisme yang bereproduksi secara seksual. Pada banyak binatang, sel-sel germinal berasal dekat ususdan bermigrasi dengan peningkatan gonad . Di sana, mereka mengalami pembelahan sel dari dua jenis, mitosis dan meiosis,diikuti oleh diferensiasi selular ke dalam gamet dewasa,

baik teluratau sperma . Tidak seperti hewan, tumbuhan tidak memiliki garis kuman disisihkan dalam pembangunan awal.3

Sel gamet terdiri atas sel sperma dan sel telur. Seperti juga sel somatik, sel sperma dan sel telur juga memiliki autosom atau kromosom seks. Hanya saja jumlahnya hanya setengah. Pada sel sperma yang masak (spermatozoa) jumlah kromosomnya adalah haploid, maksudnya tunggal tidak berpasangan. Jumlah keseluruhan kromosom sperma masak adalah 23 buah yang terdiri atas 22 buah autosom dan 1 buah seks kromosom. Seks kromosom pada sperma bisa X bisa Y

Sementara itu jumlah keseluruhan kromosom sel telur masak (oosit) juga 23 buah yang terdiri 22 buah autosom dan 1 buah seks kromosom. Hanya saja seks kromosom yang dibawa oleh sel telur hanyalah kromosom X saja.4

- Sel somatis

Sel somatik adalah semua jenis sel yang membentuk suatu organisme, kecuali sel gametorganisme tersebut. Kata somatik berasal dari bahasa Yunani sōma yang berarti tubuh.5

Sel somatik manusia mengandung 46 kromosom (23 pasang) yang terdiri dari 44 (22 pasang) autosom, dan 2 (1 pasang) kromosom seks. Autosom yang berjumlah 22 pasang itu semuanya tepat sama, dan diberi nama dengan urutan 1 hingga 22, sedangkan pasangan kromosom seks, bisa sama bisa tidak. Kromosom seks dinamai X atau Y. Bila pasangan kromosom seks seorang individu tersusun atas XX, secara genetik dia adalah wanita. Demikian bila pasangan kromosom seks seorang individu terssebut adalah XY, secara genetik dia adalah pria.4

1. 3. Pembelahan Sel

Pertumbuhan, pemulihan, pembaharuan, dalam semua organisme multisel tergantung pada pembentukan sel baru oleh pembelahan sel yang ada. Ada dua jenis pembelahan sel yaitu mitosis yang terjadi dalam sel somatik, dan meiosis yang hanya terdapat pada sel benih yang berkembang dalam ovarium dan testis. Keduanya memiliki banyak kesamaan, tetapi berbeda dalam perlakuan terhadap kromosom selama tahap awal pembelahan.6

Pembelahan sel terjadi melalui tahap-tahap tertentu. Tujuan adanya tahap-tahap pembelahan sel adalah untuk mengatur dan menjamin bahwa sel anakan menerima informasi genetic yang sama persis dengan sel induknya. Jika tidak demikian, akan terjadi kelainan pada sel-sel anakan yang dihasilkan. 7

Proses Pembelahan Sel

Tahap kariokenesis adalah tahap pembelahan inti sel. Tahap ini terdiri dari: 7

1. Profase

Pada tahap profase DNA mulai dikemas atau dipaket menjadi kromosom. Kromosom merupkan struktur terpadat dari kemasan DNA. Profase merupakan tahap paling lama dalam tahap mitosis.

Pada profase awal, kromosom mulai tampak lebih pendek serta menebal. Pada sel hewan, sentriol membelah dan masing-masing bergerak ke kutub yang berlawanan pada nukleus. Selanjutnya terbentuk benang-benang spindel (benang mikrobutul) yang terhubung dari kutub ke kutub. Pada sel tumbuhan, tidak terdapat sentriol dan benang spindel terbentuk tanpa terikat pada sentriol.

Pada profase akhir, masing-masing kromosom terlihat terdiri dari dua kromatid yang terikat pada sentromer. Selanjutnya nukleleus hilang dan membran nukleus hancur. Pada tahap ini kromosom bebas di dalam sitoplasma.

1. Metafase

Metafase merupakan tahap singkat dalam mitosis. Pada tahap-tahap ini, kromosom bergerak dalam bidang ekuator benang spindel (benang pembelahan). Kromosom terikat pada membrane spindel melalui sentromer.

Kromosom terletak dibidang ekuator dengan tujuan agar pembagian jumlah informasi DNA yang akan diberikan kepada sel anakan benar-benar rata dan sama jumlahnya.

1. Anafase

Anafase juga merupakan tahap singkat dalam mitosis. Pada tahap ini masing-masing sentromer yang mengikat kromatid membelah bersamaan. Kromatid bergerak menuju kutub pembelahan. Kromatid dapat bergerak ke arah kutub pembelahan karena terjadinya kontraksi benang spindel. Pada saat kontraksi, benang spindel memendek kemudian menarik kromatid menjadi dua bagian ke dua kutub yang berlawanan. Tahaf anafase menghasilkan salinan kromosom berpasangan (1c, 2n).

1. Telofase

Tahap ini kromatid telah disebut kromosom. Membran inti sudah terbentuk dan nucleolus kembali muncul. Kromosom membentuk benang-benang kromatin. Selanjutnya, pada tahap telofase akhir terjadi pembelahan sitoplasma dengan proses yang disebut sitokenesis.

Tahap sitokenesis

Pada tahap sitokenesis terjadi pembelahan pada sitoplasma yang diikuti dengan pembentukan sekat yang baru. Sekat memisahkan dua inti tersebut menjadi dua sel anakan.7

Sitokenesis adalah pembagian sitoplasma menjadi dua bagian yang sama selama mitosis. Alur pembelahan yang terus memperdalam sampai hanya bagian tengah sel, jembatan kecil sitoplasma, dan mikrotubulus kutub , sisanya meghubungkan kedua sel anak. Mikrotubulus kutub dikelilingi oleh cincin kontraktil, yang terletak tepat dalam membran plasma. Penyempitan cincin diikuti oleh depolarisasi dari mikrotubulus, sisa kumparan memisahkan dua sel anak. Selama pemisahan sel anak tidak lama kemudian, elemen dari cincin kontraktil dan mikrotubulus sisa apparatus miotic yang dibongkar, menyimpulkan terjadinya sitokinesis. Masing-masing sel anak yang dihasilkan dari mitosis adalah identik, termasuk seluruh genom, dan setiap sel anak memiliki kromosom yang diploid (2n). 8

1. 4. Kromosom

Kromosom merupakan rantai DNA yang berpilin dengan kuat dan mengandung protein. Kromosom merupakan kromatin yang menebal dan ditemukan dalam nukleus serta terlihat dengan jelas saat pembelahan sel.Semua sel somatik (tubuh) normal, kecuali sel kelamin ( ovum dan spermatozoa) memiliki 46 kromosom, atau 23 kromosom. (sperma dan ovum memiliki 23 kromosom).Dari 23 kromosom, 22 pasang diantaranya merupakan pasangan yang homolog (cocok) disebut autosom. Kromosom homolog membawa informasi genetik dengan karakter yang sama. Pasangan keduapuluhtiga dikenal dengan kromosom kelamin, X dan Y. Kromosom ini homolog pada perempuan (X dan X), tetapi tidak pada laki-laki (X dan Y).Sel yang memiliki anggota pasangan yang lengkap disebut diploid (2n). Suatu sel, sepeti ovum dan spermatozoa yang hanya memiliki salah satu anggota dari pasangan kromosom disebut haploid (n). Mitosis adalah istilah untuk pembelahan nuklear dan sitoplasma pada sel somatik.2

Morfologi kromosom 9

Ukuran dan bentuk

Ukuran kromosom bervariasi dari satu spesies ke spesies lainnya. Panjang kromosom berkisar antara 0,2-50 mikron, diameternya 0,2-20 mikron. Misalnya kromosom manusia mempunyai panjang sampai 6 mikron. Pada umumnya makhluk dengan jumlah kromosom sedikit memiliki kromosom dengan ukurab lebih besar daripada kepunyaan makhluk dengan jumlah kromosom banyak. Kromosom yang terdapat di dalam sebuah sel tidak pernah sama ukurannya. Pada umumnya tumbuh-tumbuhan mempunyai kromosom lebih besar daripada hewan.

Setiap kromosom mempunyai bagian yang menyempit dan tampak lebih terang, disebut sentromer, yang membagi kromosom menjadi dua lengan. Jika kromosom digambar sebagai sebuah garis, maka sentromer biasanya digambarkan sebagai bulatan. Berdasarkan letak sentromer dapat dibedakan beberapa bentuk kromosom yaitu :

1. Metasentris, apabila sentromer terletak median (kira-kira di tengah kromosom), sehingga kromosom terbagi dua lengan sama panjang dan mempunyai bentuk seperti huruf V.

2. Submetasentris, apabila sentromer terletak submedian (ke arah salah satu ujung kromosom), sehingga kromosom terbagi menjadi dua lengan tak sama panjang dan mempunyai bentuk seperti huruf J.

3. Akrosentris, apabila sentromer terletak subterminal (didekat ujung kromosom), sehingga kromosom tidak membengkok melainkan tetap lurus seperti batang. Satu lengan kromosom sangat pendek, sedang lengan lainnya sangat panjang.

4. Telosentris, apabila sentromer terletak di ujung kromosom, sehingga kromosom hanya terdiri dari sebuah lengan saja dan berbentuk lurus seperti batang. Kromosom manusia tidak ada yang telosentris.

Sentromer berfungsi sebagai tempat berpegangnya benang plasma dari gelendong inti (“spindel“) pada stadium anafase dari pembelahan inti.

Tipe kromosom

Menjelang abad ke 20 banyak penyelidik telah mencoba untuk mengetahui jumlah kromosom yang terdapat di dalam inti sel tubuh manusia, akan tetapi usaha mereka selalu menghasilkan data yang berbeda-beda, karena tekhnik pemeriksaan kromosom masih terlalu sederhana. Dalam tahun 1912 Winiwater menyatakan bahwa di dalam sel tubuh manusia terdapat 47 kromosom. Tetapi kemudian pada tahun 1920 Painter menegaskan penemuannya bahwa manusia memiliki 48 kromosom. Ketentuan ini mendapat kepercayaan lebih sampai 30 tahun lamanya. Akhirnya Tjio dan Levan dalam tahun 1956 berhasil membuktikan dengan mengunakan tekhnik pemeriksaan kromosom yang lebih sempurna, bahwa inti sel tubuh manusia mengandung 46 kromosom.

Seperti halnya dengan kromososm dari indidu eukariotik (ialah individu yang memiliki nukleus sejati), kromosom menusia dibedakan atas 2 tipe, yaitu:

1. Autosom, ialah kromosom yang tiada hubungannya dengan penentuan jenis kelamin. Dari 46 kromosom di dalam inti sel tubuh manusia, maka yang 44 buah (atau 22 pasang“) merupakan autosom.

2. Seks kromosom, ialah sepasang kromososm yang menentukan jenis kelamin. Seks kromosom dibedakan atas dua macam, yaitu kromosom-X dan kromosom-Y.

Struktur kromosom 9

1. Bagian-bagian dari kromosom

Secara umum bagian-bagian dari kromosom ialah sebagai berikut :

1. Kromonema. Di dalam kromosom terdapat pita bentuk spiral yang oleh Vejdovsky diberi nama kromonema (jamak; kromonemata).

2. Kromomer, kromonema mempunyai penebalan-penebalan di beberapa tempat, yang disebut kromomer. Beberapa ahli sel menganggap kromomer ini sebagai bahan nukleoprotein yang mengendap.

3. Sentromer. Bentuk dari kromosom ditentukan oleh letak sentromer. Di dalam sentromer terdapat granula kecil dinamakan sferul, ada sentromer yang mempunyai diameter 3 mikron dan sferulnya 0,2 mikron. Kromonema berhubungan dengan sferul dari sentromer.

Kromosom dari kebanyakan organisme hanya mempunyai sebuah sentromer saja, maka disebut kromosom monosentris. Kromosom dengan dua sentromer disebut kromosom disentris, sedang yang mempunyai banyak sentromer disebut kromosom polisentris.

1. Lekukan ke dua. Lekukan ke dua dapat mempunyai peranan penting, yaitu menjadi tempat terbentuknya nukleolus (intinya inti sel) dan karenaitu disebut juga pengatur nukleolus (“nucleolar organizer‘‘).

2. Telomer, ialah bagian dari ujug-ujung kromosom yang menghalang-halangi bersambungnya kromosom satu dengan kromosom lainnya.

3. Satelit, ialah bagian yang merupakan tambahan pada ujung kromosom. Tidak setiap kromosom memiliki satelit. Kromosom yang memiliki satelit dinamakan satelir kromosom.

Bahan yang menyusun kromosom adalah kromatin. Bagian dari kromosom yang tidak padat dan membawa gen-gen disebut eukromatin, sedang bagian yang tetap padat disebut heterokromatin.

1. 5. DNA

Replikasi DNA, sebelum membelah, sel harus membuat salinan molekul DNA-nya sehingga semua informasi yang dibawa dapat diturunkan kepada keturunannya. Struktur DNA, merupakan suatu dasar karena kemampuannya untuk membawa informasi. Bentuk molekul DNA menyerupai tangga yang berpilin menjadi double heliks. Unit structural DNA adalah empat nukleotida berbeda yang terpasang satu rantai panjang DNA. Setiap nukleotida mengandung posfat, gula deoksiribosa dan basa nitrogen yang tersusun dengan urutan demikian.2

Beberapa kejadian memberikan petunjuk secara tidak langsung bahwa DNA itu mengandung informasi genetik dari makhluk hidup, misalnya : 9

1. Hasil percobaan menyatakan bahwa kebanyakan DNA itu terdapat dalam kromosom, sedangkan RNA dapat protein banyak terdapat di dalam sitoplasma.

2. Adanya korelasi yang tepat antara banyaknya DNA tiap sel. Yaitu bahwa kebanyakan sel somatis dari organisme diploid misalnya mengandung tepat dua kali jumlah DNA daipada jumlah DNA yang terdapat di dalam gamet haploid dari spesies yang sama.

3. Susunan molekuler dari DNA dalam semua sel yang berbeda-beda dari suatu organisme adalah sama (ada beberapa perkecualian), sedangkan susunan RNA dan protein bervariasi dari satu tipe sel ke tipe lainnya baik kualitas maupun kuantitasnya.

Struktur DNA 9

Bagian terbesar dari DNA terdapat di dalam kromosom. Sedikit DNA juga di dalam organel seperti mitokondria dan tumbuhan dan hewan, dan dalam kloroplas dari ganggang dan tumbuhan tingkat tinggi. Ada perbedaan nyata antara DNA yang terdapat dalam kromosom dan di dalam mitokondria maupun kloroplas. DNA di dalam mitokondria dan kloroplas tidak ada hubungan dengan protein histon dan bentuk molekulnya bulat seperti yang terdapat dalam bakteri dan ganggaang biru.sel tumbuhan dan hean mengandung kira-kira 1000 kali lebih banyak DNA daripada yang dimiliki sel bakteri.

Asam nukleat tersusun atas nukleotida, yang bila terurai terdiri dari gula, pospat dan basa yang mengandung nitrogen. Karena banyaknya nukleotida yang menyusun molekul DNA, maka molekul DNA merupakan polinukleotida.

1. Gula. Molekul gula yang menyusun DNA adalah sebuah pentosa yaitu deoksiribosa.

2. Pospat. Molekul pospatnya berupa PO4.

3. Basa. Basa nitrogen yang menyusun molekul DNA dibedakan atas :

1. Kelompok primidin. Kelompok ini dibedakan atas basa :

- Sitosin (S)

- Timin (T)

1. Kelompok purin. Kelompok ini dibedakan atas basa:

- Adenin (A)

- Guanin (G)

Dalam taun 1953 watson dan crick mengemukakan bahwa kebanyakan molekul DNA mempunyai bentuk pita spiral dobel yang saling berpili (“double heliks“).

Replikasi DNA

DNA pada umumnya terdapat di dalam kromosom dan kromosom di dalam inti sel. Seperti diketahui sel yang membelah selalu didahului oleh pembelahan inti sel. Berarti kromosom itu membelah, demikian pula molekul DNA.

Watson dan crick mengetahui, bahwa sekali urutan nukleotida terbentuk pada salah satu pita dari “double heliks“, maka urutan pada pita komplementernya (pasangannya) dapat diketahui. Misalnya saja salah satu pita dari “double heliks“ terbaca sebagai SAATASTAGA maka pita pasangannya terbaca sebagai GTTATGATST oleh karena itu watson dan crick bependapat bahwa apabila dua pita dari “double heliks“ tertentu melalui suatu proses dapat dilepas berpilinnya kemudian dibiarkan dalam larutan yang mengandung nukleotida, maka tiap pita tadi dapat berlaku sebagai contoh untuk terbentuknya pita polinukleotida baru. Proses berlipatgandanya molekul DNA dinamakan replikasi DNA.9

Replikasi adalah proses memperbanyak atau menggandakan diri. Dengan kata lain, DNA mampu membentuk DNA yang baru yang sama persis dengan DNA awal. Replikasi DNA berlangsung pada sel-sel muda saat interfase (mitosis) yaitu, saat sel siap melakukan pembelahan. Replikasi DNA adalah suatu proses menurunkan sifat genetik sehingga suatu jasad hidup tetap menurunkan jenisnya.

Dasar bangunan yang digunakan dalam replikasi DNA adalah deoksiribonukleotida triposfat (dNTP) meliputi deoksiadenosin triposfat (dATP), deokisitidin triposfat (dCTP), deoksiguanosin triposfat (dGTP)

dan deoksitimidin triposfat (dTTP). Deoksinukleotida yang akan membentuk DNA baru ini akan membawa kelompok posfat ekstra dan kaya energi.

Replikasi diawali dengan membuka pilinan salah satu ujung DNA karena kerja enzim. Pilinan memisahkan menjadi benang atau untaian tunggal karena ikatan hidrogen yang lemah. Selanjutnya, masing-masing benang ini berlaku sebagai cetakan tempat menempel benang kedua berikutnya. Jadi, benang pertama menjadi cetakan benang baru dan benang kedua juga menjadi benang cetakan kedua yang baru juga.

Kedua untaian heliks ganda membuka dan masing-masing menentukan untaian anak baru, dan memasangkan basanya.

Sementara pilinan beang rangkap ini terurai, nukleotida baru (dalam hal ini dATP, dCTP, dGTP dan dTTP) terpasang berjajar disepanjang tiap benang (untaian). Nukleotida-nukleotida ini digabungkan satu-persatu, dengan cara melengkapi secara tepat, timin bersebrangan dengan adenine dan sitosin bersebrangan dengan guanin. Polimerisasi nukleotida-nukleotida ini dikatalis oleh enzim DNA polymerase dan secara bersamaan dibebaskannya diposfat.

Karena benang atau untaian baru merupakan komplemen salah satu komplemen lama, untaian baru yang menempel ini mempunyai susunan tepat sama seperti untaian lama. Hasilnya adalah sepasang spiral ganda (double heliks) yang identik. Dengan cara ini, sifat-sifat gen diturunkan dari generasi ke generasi berikutnya. 10

1. 6. RNA (Asam robonukleat) 9

Di samping DNA, kebanyakan sel-sel berinti tidak sejati (prokariotik) maupun berinti sejati (eukariotik) memiliki asam nukleat lain yang sangat penting pula, yang dinamakan asam ribonukleat (RNA). Virus (seperti virus mozaik tembakau dan virus influenza) tidak memiliki DNA, melainkan hanya RNA saja. Pada makhluk-makhluk ini RNA-lah merupakan molekul genetik keseluruhannya dan membawa segala pertangggungan jawab seperti yang dimiliki DNA. Karena itu RNA demikian itu sering disebut juga RNA genetik, sedangkan RNA di dalam sel biasa disebut RNA non-genetik.

Ukuran dan bentuk RNA

Pada umumnya molekul RNA lebih pendek daripada DNA. DNA berbentuk “double heliks‘‘ tetapi RNA berbentuk pita tunggal (“single strand“). Meskipun demikian pada beberapa virus tanaman (misalnya reovirus), RNA berupa pita dobel namun tidak berpilin sebagai spiral.

Mengenai susunan kimia

Molekul RNA juda merupakan polimer nukleotida. Perbedaanya dengan DNA ialah :

1. Gula yang menyusunnya bukan deoksiribosa, melainkan ribose.

2. Basa primidin yang menyusunnya bukan timun, seperti pasa DNA melainkan Urasil (disingkat dengan U).

Mengenai lokasinya

DNA umumnya terdapat di dalam kromosom. Terdapatnya RNA tergantung dari macamnya, yaitu :

1. RNAduta (RNAd), nama asingnya messenger RNA (mRNA), terdapatdalam nucleus. RNAd dicetak oleh salah satu pita DNA yang berlangsung di dalam nukleus. Jika urutan basa dalam pita DNA yang mencetak GTSAT dalam RNAd hasil cetakan adalah SAGUA.

2. RNApemindah (RNAp), nama asingnya transfer RNA (tRNA), terdapat di dalam sitoplasma. Molekul RNAp mempunyai bentuk seperti daun semanggi. Oleh holley yang menemukannya pada tahun 1965 dikatakan bahwa pada beberapa bagian, basa-basa memperlihatkan pasangan tetapi tidak membentuk “double heliks” seperti pada molekul DNA.

3. RNAribosom (RNAr), nama asingnya ribosome RNA (rRNA) terdapat terutama di dalam ribosom. Molekul berupa pita tunggal, tidak bercabang dan mempunyai bagian, di manabasa-basa komplementernya membentuk pasangan-pasangan tetapi tidak berupa “double heliks”.

Mengenai fungsinya

DNA berfungsi member informasi/keterangan genetik, sedangkan fungsi RNA tergantung dari macamnya yaitu:

1. RNAd bertugas menerima informasi/keterangan genetik dari DNA. Proses ini dinamakan transkripsi dan berlangsung di dalam inti sel.

2. RNAp bertugas mengikat asam amino yang terdapat dalam sitoplasma. Sebelum dapat diikat oleh RNAp, asam amino bereaksi terlebih dahulu dengan ATP (adenosin triposfat) agar supaya berenergi dan menjadi aktif. RNAp membawa asam amino yang diikat itu ke ribosom. Di sinilah berlangsung perubahan informasi genetik yang dinyatakan oleh urutan basa dari RNAd ke urutan asam amino dala protein yang dibentuk. Proses perubahan ini dinamakan translasi.

3. RNAr bertugas mensintesa protein dengan menggunakan bahan asam amino. Proses ini berlangsung di dalam ribosom dan hasil akhir berupa polipeptida.

4. 7. Interfase 6

Dalam keadaan tidak aktif membelah, sel dikatakan dalam tahap interfase. Terdapat 3 standar interfase G1, S dan G2. Tahap ke 4 GO adalah tahap istirahat khusus. Pada tahap ini G berfungsi sebagai gap, yaitu mengacu pada waktu yang dihabiskan sel untuk memeriksa dan meninjau kembali langkah sebelumnya.

Gambar 1. Interfase

G1 adalah tahapa persiapan sel untuk replikasi DNA dengan mensintesis protein baru dan mengaktifkan komponen sitoskeletal. Selama tahap ini, sel memantau lingkungannya untuk menentukan waktu yang tepat untuk replikasi DNA. Tahap ini merupakan cekpoin bagi sel, karena bila kondisi tidak tepat , sel tidak akan menjalani siklusnya. Sebuah sel akan tersimulus untuk menjalani tahap G1, bila gen tertentu,

termasuk proto-onkagen, diaktifkan. Sadalah tahap selanjutnya yang ditandai dengan terjadinya replikasi (duplikasi) DNA. G2 merupakan tahap ke tiga sebelum pembelahan sel, pada tahap ini sel kembali mensintesis protein yang dipersiapkan untuk pembelahan. Tahap ini juga merupakan cekpoin karena jika DNA belum diduplikasi secara tepat, sel mempunyai kesempatan kedua untuk menghentikan tahap siklus sel tahap selanjutnya sebelum terjadi mitosis. Bila terjadi kesalahan replikasi DNA, perbaikan akan langsung dilakukan, dan sel akan masuk lagi ke dalam siklus atau sel akan dirangsang untuk mengalami apoptosis, yaitu kematian sel terprogram. Gen yang diaktifkan pada tahap ini untuk menghentikan kemajuan tahap siklus sel disebut gen supresor tumor.

GO merupakan tahap istirahat ketika sel yang pada tahap G1 tidak melakukan replikasi DNA, dan berhenti sementara. Sel secara tidak pasti akan tetap berada pada tahap GO. Akan tetapi bila dirangsang untuk melewati tahap GO, sel tersebut akan maju ke tahap lain, kecuali kemajuannya terbatas pada cekpoin selanjutnya. Proses penahapan sel selama interfase memakan waktu antara 10 sampai 22 jam.

Penyebab Apoptosis

Kematian sel terprogram dimulai selama tahap embriogenesis dan terus berlanjut sepanjang waktu hidup organisme. Rangsang yang menimbulkan apoptosis meliputi isyarat hormon, rangsangan anti gen,petida imun, dan sinyal yang mengidentifikasi sel yang menua atau bermutasi. Virus yang menginfeksi sel akan sering kali mengakibatkan apoptosis, yang pada akhirnya mengakibatkan kematian virus dan sel pejamu (host). Hal ini merupakan satu cara yang dikembangkan oleh organisme hidup untuk melawan infeksi virus. Virus tertentu (mis, virus epsteinBarr yang bertanggung jawab dalam mononukleosis) pada gilirannya menghasilkan protein khusus yang menginaktifkan respon apoptosis. Definisi apoptosis telah berpengaruh pada perkembangan kankerdan penyakit neurodegeneratif dengan penyebab yang tidak diketahui, termasuk penyakit alzhaimer dan sklerosis lateral amiotrofik (penyakit lou gehrig). Apoptosis yang dirangsang anti-gen dari sel imun (sel T dan sel B) sangat penting dalam menimbulkan dan mempertahankan toleransi diri-imun.

Akibat Kematian Sel

Sel-sel yang mati akan mengalami pencairan atau koagulasi kemudian dibuang atau diidolasi dari jaringan yang masih baik oleh sel imun dalam proses fagositosis. Apabila mitosis memungkinkan dan daeran nekrosis tidak terlalu luas, maka sel-sel baru dengan jenis yang sama akan mengisi kekosongan ruang yang ditinggalkan oleh sel mati. Pada ruang kosong tersebut akan timbul jaringan parut apabila pembelahan sel tidak terjadi atau apabila daerah nekrosis (Nekrosis: Bio kematian sel tumbuhan yg menyebabkan jaringannya menjadi berwarna gelap, umumnya merupakan gejala infeksi krn jamur) terlalu luas.

Gangren dapat diartikan sebagai kematian sel dalam jumlah besar. Gangren dapat diklasifikasikan sebagai kering atau basah. Gangren kerig meluas secara lambat dengan hanya sedikit gejala. Gangren kering sering dijumpai di ekstremitas, umumnya terjadi akibat hipoksia yang berkepanjangan. Gangren basah adalah suatu area kematian jaringan yang cepat perluasannya, sering ditemukan diorgan-organ dalam, dan berkaitan dengan invasi bakteri ke dalam jaringan yang mati tersebut. Gangren ini menumbalkan bau yang kuat dan biasanya disertai oleh manifestasi sistemik. Gangren basah dapat

timbul dari gangren kering. Gangren gas adalah jenis gangren khusus yang terjadi sebagai respon terhadap infeksi jaringan oleh suatu jenis bakteri anaerob yang disebut kostridium. Gangren jenis ini paling sering terjadi setelah trauma hebat. Gangren gas cepat meluas ke jaringan sekitarnya sebagai akibat dikeluarkannya toksin yang dikeluarkan bakteri yang membunuh sel-sel yang disekitarnya. Sel-sel otot sangat rntan terhadap toksin ini dan apabila terkena akan mengeluarkan gas sulfida yang khas. Gangren jenis ini akan sangat mematikan.

1. 8. Mitosis

Pada mitosis, bahan inti sel terbagi sedemikina rupa sehingga dari satu sel dihasilkan dua buah sel anakan yang masing-masing memiliki sifat-sifat genetik sama. Mitosis berlangsung pada semua sel, kecuali pada sel-sel yang akan menjadi sel kelamin. Mitosis dibedakan atas 5 fase ialah interfase, profase, metafase, anafase dan telofase.

Agar supaya kita mudah mengikuti jalannya pembelahan inti, sebaiknya kita menggunakan sebuah sel yang intinya mengandung 4 kromosom saja, yang semuanya berbentuk batang lurus. Dua kromosom (yaitu satu panjang dan satu pendek) berasal dari ibu, sehingga membawa bahan genetik dari ibu. Dua kromosom lainnya yang diarsir (yang satu panjang dan yang satu pendek)) berasal dari ayah, sehingga membawa bahan genetik dari ayah.

Dua kromosom yang panjang adalah serupa satu sama lain, demikian pula yang pendek. Satu pasang kromosom yang serupa dinamakan kromosom homolog. Jadi sel yang mengandung 4 kromosom itu memiliki dua pasang kromosom homolog. 9

Pembelaha mitosis menghasilkan dua sel anakan, setiap sel anakan memiliki jumlah kromosom yang sama dengan sel induknya. Terjadi pada makhluk hidup bersel banyak, melewati tahapan atau fase, yaitu PMAT (profase, metaphase, anaphase, telofase) sifat sel anak sama persisi dengan sel induk , dan setiap sel induk menghasilkan 2 sel anak. 11

Gambar 2 . Skema Mitosis

Interfase. Pada fase pertama dari mitosis ini, DNA telah berlipat dua dan tiap kromosom membelah memanjang menjadi dua bagian masing-masing masih terikat oleh sebuah sentromer besamaan. Belahan kromosom ini disebut kromatid.

Profase. Pada permulaan profase kromosom-kromosom menjadi lebih pendek dan tebal. Pada akhir profase mulai terbentuklah benang-benang gelendong inti pada masing-masing kutub sel yang letaknya berlawanan.

Metafase. Pada fase ini semua kromosom bergerak menempatkan diri di bidang ekuator (di bagian tengah) dari sel. Dinding inti sel menghilang. Pada akhir metafase sentromer membelah dan ujung benang gelendong inti mencapai kromosom dan memegang sentromer.

Anafase. Pembelahan sentromer tadi dapat juga berlangsung pada permulaan anafase. Benang gelendong inti memendek, sehingga pembelahan sentromer masing-masing bergerak ke kutub sel yang berlawanan dengan membawa kromatid.

Telofase. Pada fase ini pembelahan telah selesai, terbentuk lagi dinding inti. Setelah menjadi dua sel asnakan, masing-masing memiliki inti yang mengandung 4 kromosom dengan bahan genetik yang sama dengan asalnya. 9

1. 9. Meiosis

Zigot adalah hasil persatuan dua gamet yang berlainan kelaminnya. Berhubung dengan itu gamet memiliki separoh dari jumlah kromosom yang dimiliki zigot, sehingga gamet dikatakan bersifat haploid (memiliki n kromosom) sedangkan zigot bersifat diploid (memiliki 2n kromosom).

Oleh karena jumlah kromosom dari suatu spesies itu akan tetap dari satu generasi ke generasi berikutnya, maka jumlah kromosom dalam gamet haros diparoh. Sel tubuh manusia memiliki 46 kromosom, sehingga sel kelaminnya hanya memiliki 23 kromosom. Proses pembentukan sel kelamin ini melalui pembelahan inti secara meiosis. 9

Pembelahan meiosis menghasilkan empat sel anakan yang masing-masing mengandung jumlah sel separuh dari sel induknya. Pembelahan ini terjadi pada makhluk hidup yang berkembang biak secara generative. Sifat sel anak berbeda dengan sel induk. Sel induk bersifat diploid, sedangkan sel anak bersifat haploid. Jumlah sel anak yang dihasilkan setengah dari sel induk dan melalui dua kali tahapan pembelahan. 11

Gambar 3. Skema Meiosis

Meiosis berlangsung dalam dua tingkatan, yaitu meiosis I dan meiosis II.

Meiosis I 9

Profase I

Oleh karena profase dari meiosis I berlangsung lama, maka fase ini di bedakan atas 5 stadia, yaitu leptotema, zigonema, perkhinema, diplema, dan diakinesis. Tiap stadium ditandai dengan aktivitas kromosom yang berlainan.

1. Leptonema. Kromosom diploid yang jumlahnya 4 tampak sebagai benang panjang, tunggal dan tipis.

2. Zigonema. Ke empat kromosom itu saling berdekatan dan membentuk pasangan yang disebut sinapsis.

3. Parkhinema. Kromosom menjadi pendek dan tebal.

4. Diplonema. Masing-masing kromosom membelah memanjang sehingga terbentuk kromatid. Empat kromatid itu dinamakan tetrad.

5. Diakinesis. Kromatid-kromatid yang tak serupa (artinya dari sentromer yang berlainan) dapat bersilang. Tempat persilangan ini disebut khiasama (jamak; khiasamata). Di tempat khiasma itu kromatid akan putus dan segmen dari satu kromatid akan bersambungan dengan potongan segmen kromatid yang lain. Peristiwa penukaran segmen dari kromatid yang tak serupa (‘’nonsister chromatids‘’) dalam kromosom homolog itu dinamakan pindah silang (‘’crossing over’’). Dengan adanya pindah silang, maka terjadilah penukaran gen-gen, sehingga terbentuk kombinasi baru.

Metafase I

Diakinesis dilanjutkan dengan metafe I, dimana kromosom-kromosom yang masih berpasangan menempatkan diri di bidang ekuator dari sel. Dinding inti menghilang. Kromosom-kromosom masih dalam keadaan diploid.

Anafase I

Kromosom-kromosom bergerak ke kutub sel yang berlawanan

Telofase I

Terbentuklah dua sel anakan, masing-masing memiliki separoh dari jumlah sel asalnya. Terjadilah pembelahan reduksi karena setiap sel anakan memiliki satu kromosom dari tiap pasangan kromosom homolog. Dinding sel timbul kembali.

Meiosis II 9

Metafase II

Dinding inti menghilang lagi dan di bagian kutub dari setiap sel anakan terbentuk benang gelendong inti lagi. Kromosom-kromosom menempatkan diri di bidang ekuator dari sel. Sentromer membelah dan pasangan kromosom homolog (semula disebut kromatid) memisahkan diri.

Anafase II

Kromosom-kromosom bergerak ke masing-masing kutub sel.

Telofase II

Ini merupakan fase terakhir dari meiosis II. Terbentuklah 4 inti anakan, masing-masing memiliki sebuah kromatid dari tiap tetrad, sehingga jumlah kromosomnya haploid. Jadi selama meiosis II tiada lagi pembelahan reduksi, melainkan berlangsung pembelahan biasa.

Tabel 1. Perbedaaan Mitosis dan Meiosis

No Perbedaan Mitosis Meiosis

1 Tempat terjadi Pada sel somatis Pada sel gamet /gonad

2 Banyaknya pembelahan Satu kali Dua kali

3 Fase pembelahanProfase, metafase, anafse, dan telofase

Meiosis I (profase I, metafase I, anafase I, telofase I), meiosis II (profase II, metafase II, anafase II, telofase II)

4 Hasil 2 sel anak 4 sel anak

5Jumlah kromosom sel anak

Sama dengan sel induk Setengah sel induk

6 Sifat sel anak Sama dengan sel induk Tidak sama dengan sel induk

7 Tujuan

Untuk perbanyakan sel dan pertumbuhan, mengganti sel-sel yang rusak.

Untuk membentuk sel gamet, agar keturunan memiliki jumlah kromosom yang sama dengan induknya.

Kesimpulan

Pada organisme multiseluler, sel memperbanyak diri melalui pembelahan sel, ini dilakukan melalui tahapan mitosis dan meiosis. Pembelahan sel ini dilakukan pada masa pertumbuhan, untuk memperbaiki kerusakan jaringan kulit, untuk menggantikan sel-sel tua atau mati. Terdapat perbedaan antara mitosis dan meiosis dari mulai tempat terjadinya, jumlah anakan, maupun jumlah kromosom dari sel.

Daftar Pustaka

1. Adnan dan Kaseng ES. Biologi, untuk SMA kelas XI IPA. Jakarta: Widya Utama; 2008.

2. Sloane E. Anatomi dan fsiologis untuk pemula. Jakarta : EGC; 2003.h.34-47

3. Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas. Sel germinal. Halaman ini terakhir diubah pada tanggal 29 November 2010 jam 16:20. Diunduh dari:http://translate.google.co.id/translate?hl=id&sl=en&tl=id&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Germ_cell, 26 desember 2010, Jam 08.48.

4. Sucahyono A. Merencanakan jenis kelamin anak. Jakarta : Elex Media Komputindo; 2009.h.1-2

5. Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas. Sel somatik. Halaman ini terakhir diubah pada 23:59, 1 Desember 2010. Diunduh dari : http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_somatik, 26 desember 2010, Jam 08.48.

6. Corwin EJ. Patofisiologis. Ed. 3. Jakarta : EGC; 2009.h.26-37

7. Aryulina D, Muslim C, Manaf S, dan Minarnani EW. Biologi 3. Jakarta : Erlangga.h.106-109

8. Saunders. Histology. USA: Elsevier; 2007.h.65-66

9. Suryo. Genetika manusia. Cet. 5. Yogyakarta: Gajah Mada University Press; 2003.

10. Sumardjo D. Pengantar kimia: buku panduan kuliah mahasiswa kedokteran dan program starta 1 fakultas bioeksakta. Jakarta : EGC; 2008.h.326

11. Zakrinal dan purnama S. Jago biologi SMA. Cet.1. Jakarta : Media Pusindo; 2009.h.139

Dasar Biologi Sel 1

Ksatria Putra Abadi Kabakoran

Fakultas Kedokteran, Universitas Kristen Krida Wacana, Jakarta

I. Pendahuluan

1. 1. Latar Belakang

Dalam masa pertumbuhan, tubuh kita bertambah besar dan tinggi. Begitu juga dengan hewan dan tumbuhan. Mengapa dalam pertumbuhan tubuh makhluk hidup dapat bertambah besar dan tinggi? Sel-sel penyusun tubuh makhluk hidup mengalami pembelahan sehingga bertambah banyak. Pertambahan jumlah sel inilah yang menyebabkan tubuh bertambah besar dan tinggi. Pembelahan sel juga tidak hanya terjadi pada saat pertumbuhan. Ketika sel-sel dalam jaringan tubuh kita rusak, misalnya ketika kulit kita terluka, sel-sel pada jaringan tersebut juga akan melakukan pembelahan untuk memperbaiki jaringan yang rusak.5

Sel merupakan unit dasar semua makhluk hidup. Berbagai jenis aktivitas hidup yang berlangsung di dalam tubuh organisme pada dasarnya berlangsung di dalam sel dengan mekanisme sistem yang sangat harmonis. Aktivitas satu sel menunjang aktivitas sel yang lain membentuk suatu sistem yang sangat harmonis untuk menunjang sebuah kehidupan yang fungsional. Pada saat sel membelah, kromosom umumnya dapat dilihat dengan bantuan mikroskop. Kromosom berbentuk seperti untaian yang mengandung unit pewarisan sifat yang disebut gen.

Sel yang membelah disebut sebagai sel induk dan turunannya disebut sel anakan. Sel induk memiliki sejumlah kromosom yang berisi informasi genetik. Pada pembelahan sel, sel induk memindahkan salinan informasi genetik yang terdapat di dalam kromosom kepada sel anakan yang menjadi sel generasi berikutnya. Dari penbelahan sel inilah kita memperoleh penurunan sifat-sifat dari kedua orang tua kita.

Begitu juga dengan hewan dan tumbuhan. Sifat-sifat yang tampak merupakan penurunan dari sifan induknya.5

Mitosis dan meiosis merupakan bagian dari siklus sel dan hanya mencakup 5-10% dari siklus sel. Persentase waktu yang besar dalam siklus sel terjadi pada interfase. Interfase terdiri dari periode G1, S, dan G2. Pada periode G1 selain terjadi pembentukan senyawa-senyawa untuk replikasi DNA, juga terjadi replikasi organel sitoplasma sehingga sel tumbuh membesar, dan kemudian sel memasuki periode S yaitu fase terjadinya proses replikasi DNA. Setelah DNA bereplikasi, sel tumbuh (G2) mempersiapkan segala keperluan untuk pemisahan kromosom, dan selanjutnya diikuti oleh proses pembelahan inti (M) serta pembelahan sitoplasma (C). Selanjutnya sel hasil pembelahan memasuki pertumbuhan sel baru (G1).

Bagaimana proses pembelahan sel terjadi dan dimana saja terjadinya pembelahan sel, mari kita pelajari.5

1. 2. Tujuan

i. Meningkatkan pengetahuan tentang pembelahan sel.

ii. Mengetahui fase-fase pada pembelahan sel.

iii. Meningkatkan pengetahuan tentang kegunaan dari fase mitosis dan meiosis dalam pembelahan sel.

iv. Mengetahui pentingnya kromosom dan apa yang terjadi dalam kelainan kromosom

II. Isi

1. 1. Mind Mapping

1. 2. Skenario

Skenario 5 :

Amir 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 mitosis dan meiosis.

1. 3. Hipotesis

Pembelahan mitosis dan meiosis dapat dilihat perbedaannya dari fase-fase, hasil, dan tempat terjadinya, dimana kromosom ikut mempengaruhi pembelahan sel tersebut.

1. 4. Identifikasi Istilah

i. Mitosis

Metode pembelahan sel tak langsung, terdiri atas kompleks berbagai proses, yang menghasilkan dua inti sel anak yang secara normal menerima komplemen yang identik dari jumlah kromosom yang khas pada sel somatik spesies. Merupakan proses sehingga tubuh dapat bertumbuh dan menggantikan sel, serta terbagi dalam empat fase :

Profase

Metafase

Anafase

Telofase1

Istilah mitosis digunakan secara bergantian dengan pembelahan sel, tetapi lebih tertuju pada pembelahan inti, sedangkan cytokinesis mengarah pada pembelahan sitoplasma. Pada beberapa sel, seperti pada banyak fungus dan telur serangga yang telah dibuahi, pembelahan inti terjadi dalam sel tanpa disertai pembelahan sitoplasma dan pembentukan sel anak.1

ii. Meiosis

Metode khusus pembelahan sel, terjadi pada maturasi sel kelamin, dengan cara setiap inti sel anak menerima separuh jumlah sifat kromosom sel somatik spesiesnya.1

1. 5. Pembahasan

i. Kromosom

Sifat individu baru ditentukan oleh gen-gen spesifik di kromosom yang diwarisi dari ayah dan ibunya. Manusia memiliki sekitar 35.000 gwn di 46 kromosom. Gen-gen di kromosom yang sama cenderung diwariskan bersama dan karenanya dikenal sebagai linked genes (gen terkait). Di sel somatik, kromosom tampak sebagai 23 pasangan homolog untuk membentuk jumlah diploid, yaitu 46. Terdapat 22 pasangan kromosom yang sepadan, otosom, dan satu pasang kromosom seks. Jika pasangannya adalah XX, individu tersebut secara genetis adalah wanita; jika pasangan XY, individu tersebut secara genetis pria. Satu kromosom dari setiap pasangan berasal dari gamet ibu, oosit, dan satunya lagi dari gamet ayah, sperma. Karena itu seriap gamet mengandung jumlah haploid, yaitu 23 kromosom, dan penyatuan kedua gamet saat fertilisasi memulihkan jumlah diploid.2

Kromosom kromatin serat yang menjadi begitu kental dan erat melingkar selama mitosis dan meiosis bahwa mereka terlihat dengan mikroskop cahaya.3

Sebagai sel daun tahap interfase dan mempersiapkan untuk menjalani mitosis dan meiosis, serat-serat kromatin secara ekstensif terkondensasi untuk membentuk kromosom, terlihat dengan mikroskop cahaya. Kondensasi ketat dari bahan kromatin dicapai oleh pengulangan serat 30-nm melingkar ke loop berdiameter 200-nm, yang diselenggarakan bersana oleh protein spesifik / kompleks DNA-terikat terletak di pangkalan mereka. Lebih lanjut melingkar dari 300-nm loop ke loop anyaman rapat heliks

700-nm membentuk kromosom terkondensasi maksimal diamati dalam tahap metafase mitosis dan meiosis.3

Jumlah kromosom dalam sel-sel somatik pada spesifik untuk spesies dan disebut genom terdiri dari 46 kromosom, yang mewakili 23 pasang kromosom homolog. Salah satu anggota dari masing-masing pasang kromosom berasal dari ibu tua, yang lain berasal dari orang tua pihak ayah. Dari 23 pasang, 22 disebut autososm, pasangan yang tersisa, yang menentukan jenis kelamin, adalah kromosom seks. Kromosom seks dari perempuan dua kromosom X (XX), sedangkan laki-laki adalah kromosom X dan Y (XY).3

Hanya satu dari dua kromosom X dalam sel somatik wanita transcriptionally aktif. Kromosom X tidak aktif, secara acak yang ditetapkan di awal pengembangan, tetap aktif sepanjang kehidupan individu tersebut.

Mikroskop studi interfase inti sel dari betina menampilkan rumpun yang sangat erat melingkar dari kromatin, yang kromatin seks (Barr body), mitra aktif dari dua kromosom X. Sel epitel yang diperoleh dari lapisan pipi dan neutrofil yang diperoleh dari apusan darah sangat berguna untuk mempelajari kromatin seks. Tkromatin seks diamati di tepi amplop nuklir di usapan sel epitel lisan dan sebagai evagination paha seperti kecil inti dari neutrofil. Sejumlah sel harus diperiksa untuk mengamati kromatin seks karena kromosom X harus berada dalam orientasi yang tepat untuk ditampilkan untuk observasi.

Kelainan kromosom yang dapat mengenai jumlah atau struktur , adalah penyebab penting cacat lahir dan abortus spontan. Diperkirakan bahwa 50% konsepsi berakhir dengan abortus spontan dan bahwa 50% dari jenis abortus ini mengidap kelainan kromosom mayor. Karena itu sekitar 25% konseptus menderita cacat kromosom mayor. Kelainan kromosom tersering pada janin abortus adalah 45,X (sindrom Turner), triploidi, dan trisomi 16. Kelainan kromosom merupakan penyebab 7% cacat lahir mayor, dan mutasi gen menyebabkan 8% lainnya.2

Sel Somatik manusia normal mengandung 46 kromosom; gamet normal mengandung 23 kromosom. Sel somatik normal bersifat diploid, atau n. Euploid merujuk kepada semua kelipan bulat n misalnya diploid atau triploid. Aneuploid merujuk kepada semua jumlah kromosom yang bukan euploid; kata ini biasanya digunakan jika terdapat tambahan satu kromosom (trisomi) atau terjadi kehilangan satu kromosom (monosomi). Kelainan dalam jumlah kromosom dapat berasal dari sewaktu pembelahan mitosis dan meiosis.2

Pada meiosis, dua anggota dari satu pasangan kromosom homolog dalam keadaan normal akan memisah selama pembelahan mitotik pertama sehingga masing-masing sel anak menerima satu anggota dari setiap pasangan. Namun, kadang-kadang pemisahan tidak terjadi (nondisjunction), dan kedua anggota dari suatu pasangan bergerak ke salah satu sel. Akibat nondisjunction kromosm, satu sel menerima 24 kromosom, dan yang lain menerima 22 bukan 23 (normal). Jika saat pembuahan, sebuah gamet memiliki 23 kromosom menyatu dengan sebuah gamet dengan 24 atau 22 kromosom, hasilnya adalah individu dengan 47 kromosom (trisomi) atau 45 kromosom (monosomi)2

Nondisjunction yang terjadi selama pembelahan mitotik pertama atau kedua pada sel germinativum, dapat mengenai otosom atau kromosom seks. Pada wanita, insidens kelainan kromosom termasuk nondisjunction, meningkat seiring dengan usia, terutama pada usia 35 tahun atau lebih.2

Kadang-kadang, nondisjunction terjadi sewaktu mitosis (mitotic nondisjunction) pada sebuah sel mudigah selama tahap-tahap paling awal pembelahan sel. Keadaan ini menghasilkan mosaikisme, yaitu sebagian sel memiliki jumlah kromosom abnormal dan yang lainnya normal. Individu yang terkena mungkin memperlihatkan sedikit atau banyak ciri syndrom tertentu, bergantung pada jumlah sel yang terkena dan distribusinya.2

Kadang-kadang kromosom putus, dan potongan dari satu kromosom melekat ke kromosom lain. Translokasi ini dapat seimbang (balanced), yaitu pemutusan dan penyambungan kembali terjadi antara dua kromosom tetapi tidak ada bahan genetik penting yang hilang dan individu yang bersangkutan; atau tidak seimbang, yaitu satu bagian dari suatu kromosom lenyap dan fenotipe yang terbentuk menjadi berubah. Sebagai contoh, translokasi tak seimbang antara lengan panjang krmosom 14 dan 21 selama meiosis I atau II menghasilkan gamet dengan salinan tambahan kromosom 21, salah satu penyebab sindrom Down. Translokasi sering terjadi antara kromosom 13, 14, 15, 21, dan 22 karena kromosom-kromosom ini berkelompok sewaktu meiosis.2

ii. Tahap Interfase

Interfase dibagi menjadi 3 tahap :

1. Fase G1 : ketika sintesis makromolekul penting untuk duplikasi DNA dimulai.

2. Fase S : bila DNA diduplikasi.

3. Fase G2 : ketika sel mengalami persiapan untuk mitosis.

Gap 1

Sel anak terbentuk selama mitosis memasuki fase G1. Selama tahap ini, sel-sel mensintesis RNA , protein regulasi penting untuk replikasi DNA, dan enzim yang diperlukan untuk melaksanakan kegiatan tersebut sintetis. Demikian, volume sel, dikurangi dengan membagi sel dalam setengah sema mitosis, yang dikembalikan ke normal. Tambahan, yang nukleolus adalah membangun kembali selama fase G1. Itu adalah selama ini bahwa mulai sentriol menduplikasi diri, sebuah proses yang selesai dengan fase G2.3

Pemicu menginduksi sel untuk masuk ke siklus sel dapat :

1. Kekuatan mekanik (peregangan otot halus)

2. Cedera pada jaringan (iskemia)

3. Kematian sel3

Semua insiden ini menyebabkan pelepasan ligan oleh sinyal sel-sel dalam jaringan yang terlibat. Sering ligan ini adalah faktor pertumbuhan yang secara tidak langsung menginduksi eksprese proto-onkogen, gen yang bertanggung jawab untuk mengendalikan jalur proliferasi sel.3

Jelas ekspresi proto-onkogen harus sangat ketat diatur untuk mencegah proliferasi sel yang tidak dinginkan dan tidak terkendali. Mutasi pada proto-onkogen yang memungkinkan sel untuk melarikan diri kontrol dan membagi dalam mode bebas bertanggung jawab untuk kanker banyak. Bermutasi seperti proto-onkogen dolkenal sebagai onkogen.3

Ligan dirancang untuk mendorong proliferasi mengikat protein reseptor sel permukaan sel sasaran, maka sinyal ekstraseluler yang dirasakan pada permukaan sel ditransmutasikan peristiwa intraseluler, sebagian besar yang melibatkan aktivasi berurutan dari riam proteinkinases sitoplasma. Kinase ini mengaktifkan serangkaian faktor transkripsi intranuklear yang mengatur ekspresi proto-onkogen, sehingga membelah sel. 3

Kemampuan sel untuk memulai dan mejukan melalui siklus sel diatur oleh kehadiran dan interaksi dari sekelompok protein yang dikenal sebagai siklin terkait, dengan siklin kinase bergantung spesifik (CDKs). Jadi :

Cyclin D, disintesis selama tahap G1 awal, mengikat CDK 4 serta CDK 6. Tambahan, dalam fase E cyclin terlambat G1disintesis dan mengikat CDK2. 3 kompleks, melalui perantara lain, izin sel untuk masik dan kemajuan melalui fase S.

Cyclin mengikat CDK2 dan CDK1 dan kompleks ini memungkinkan sel untuk meninggalkan fase S dan memasuki fase G2 dan merangsang pembentukan cyclin B.

Cyclin B mengikat CDK1 dan kompleks ini memungkinkan sel untuk meninggalkan tahap G2 dan memasuki fase M. 3

Setelah siklin sudah menjalankan fungsi spesifik mereka, mereka memasuki jalur ubiquitin, proteasome, dimana mereka terdegradasi kemolekul komponen mereka. Sel juga menggunakan mekanisme kontrol kualitas, yang dikenal sebagai pos pemeriksaan, untuk menjaga terhadap transisi awal antara fase. Pos pemeriksaan ini memastikan penyelesaian teliti peristiwa penting, seperti pertumbuhan sel yang memadai, sintesis DNA yang benar, dan segregasi kromosom yang tepat, sebelum memungkinkan sel untuk meninggalkan tahap ini dari siklus sel. Sel menyelesaikan penundaan tersebut dalam perkembangan melalui sel dengan mengaktifkan jalur lambat dan / atau dengan jalur mengaktifkan menekan.3

Mekanisme kontrol sebenarnya adalah jauh lebih terlibat dan rumit daripada nucleolus memainkan peranan regulasi dalam siklus sel dengan protein eksekusi tertentu, fungsi mereka sehingga menghambat.3

Fase S

Selama fase S, fase sintetis dari siklus sel, genom diduplikasi, semua protein-nukleosida yang diperlukan, termasuk histon, diimpor dan dimasukkan ke dalam molekul DNA, membentuk materi kromatin. Sel sekarang berisi dua kali normal komplemen dari DNA-nya. Jumlah DNA pada sel autosom dan kuman juga bervariasi. Autosomal sel mengandung jumlah (2n) diploid DNA sebelum fase (S) sintetis dari siklus sel ketika jumlah (2n) diploid DNA digandakan (4n) dalam persiapan untuk pembelahan sel. Sebaliknya, sel benih yang diproduksi oleh meiosis memiliki nomor (1n) haploid DNA.3

Gap 2

Selama fase G2 , RNA dan protein penting untuk pembelahan sel disintesis, energi untuk mitosis disimpan, tubulin disintesis untuk dirakit menjadi mikrotubulus yang diperlukan untuk mitosis, replikasi DNA dianalisis untuk kemungkinan kesalahan, dan setiap kesalahan tersebut diperbaiki.3

iii. Tahap Mitosis

Proses pemecahan sel yang sesungguhnya menjadi dua sel baru disebut sebagai mitosis. Sekali kromosom telah bereplikasi membentuk dua kromatid, mitosis akan terjadi secara otomatis dalam waktu 1 sampai 2 jam.6

Setiap sel anak menerima komplemen lengkap 46 kromosom. Sebelum suatu sel mengalami mitosis , setiap kromosom mereplikasi asam deoksiribonukleanya (DNA). Selama fase replikasi ini, kromosom menjadi sangat panjang, tersebar difus ke seluruh nukleus, dan tidak dapat dikenali dengan mikroskop cahaya. Saat mitosis dimulai, kromosom mulai membentuk kumparan, berkontraksi, dan memadat; proses-proses ini menandai dimulainya profase. Setiap kromosom sekarang terdiri dari dua subunit pararel, kromatid, yang disatukan oleh suatu daerah sempit (sentromer) yang terdapat di keduanya. Sepanjang profase, kromosom terus memadat, memendek, dan menebal, tetapi hany saat prometafase kromatid dapat dibedakan. Selama metafase, kromosom-kromosom berjajar dalam suatu bidang ekuator, dan struktur gandanya tampak jelas. Masing-masing kromosom diikat oleh mikrotubulus yang berjalan dari sentromer ke sentriol , membentuk gelendong mitotik (mitotic spindle). Tidak lama kemudian sentromer masing-masing kromosom masing-masing kromosom membelah, menandai awal anafase, diikuti oleh migrasi kromatid ke kutub gelendong yang berlawanan. Akhirnya, selama telofase, kumparan kromosom mengurai dan memanjang, selubung nukleus kembali terbentuk, dan sitoplasma membelah. Masing-masing sel anak menerima separuh dari bahan kromosom ganda sehingga mempertahankan jumlah kromosom yang sama seperti sel induk.2

Sentriol

Sentriol adalah organel yang bertanggung jawab untuk sintesis serat gelendong digunakan dalam mitosis. Mereka adalah silinder pendek, satu selalu pergi ke sudut kanan dari yang lain. Sebelum pembelahan dapat terjadi, mereka mengandakan diri dan bermigrasi ke kutub yang berlawanan dari sel. Mereka memainkan peran tertentu dalam mitosis.7

Setiap sentriol adalah suatu badan silindris kecil, panjangnya kira-kira 0,4 mikrometer dan diameternya kira-kira 0,15 mikrometer, yang terutama terdiri atas sembilan struktur sejajar berbentuk tubulus,

tersusun dalam bentuk sebuah silinder. Kedua sentriol dari setiap pasang kromosom terletak tegak lurus satu sama lain. Setiap pasang sentriol, bersama dengan bahan perisentriol yang melekat, disebut sebuah sentrosom.6

Segera sebelum mitosis berlangsung, kedua pasang sentriol mulai bergerak menjauhi satu sama lain. Hal ini disebabkan oleh polimerasi berikutnya dari protein mikrotubulus yang tumbuh di antara pasangan sentriol yang berurutan dan sesungguhnya mendorong keduanya menjauh. Pada waktu yang sama, mikrotubulus lain secara radial tumbuh menjauhi setiap pasang sentriol, membentuk suatu bintang berduri, disebut aster. Pada setiap bagian akhir dari sel. Beberapa duri menembus nukleus dan memainkan sebuah peran dalam memisahkan kedua perangkat kromatid selama mitosis. Kompleks mikrotubulus yang meluas di antara kedua pasang sentriol disebut gelendong, dan seluruh perangkat mikrotubulus ditambah dua pasang sentriol disebut aparatus mitosis.6

Profase

Tahap pertama dari mitosis, disebut profase. Sewaktu kumparan sedang dibentuk, kromosom dalam nukleus, yang dalam fase interfase terdiri atas rangkaian kumparan longgar, dipadatkan menjadi bentuk kromosom yang lebih mantap.6

Prometafase

Selama fase ini, duri-duri mikrotubulus yang sedang tumbuh dari aster menusuk dan memecahkan pembungkus nukleus. Pada waktu yang sama, berbagai mikrotubulus dari aster melekat pada kromatid di sentromer, dimana kromatid yang berpasangan masih berkaitan satu sama lain; tubulus kemudian menarik satu kromatid dari setiap pasang menuju satu kutub sel dan pasangannya menuju kutub yang berlawanan.6

Metafase

Selama metafase kedua aster dari aparatus mitosis akan didorong lebih jauh lagi. Keadaan ini diyakini karena duri-duri mikrotubulus dari kedua aster, dimana duri-duri tersebut saling berinterdigitase satu sama lain untuk membentuk gelendong mitosis, sesungguhnya didorong menjauhi satu sama lain. Ada alasan untuk mempercayai bahwa sejumlah kecil mplekul protein kontraktil yang disebut “molekul motor” yang mugkin terdiri atas protein otot aktin, akan meluas di antara duri-duri yang berurutan dan, dengan menggunakan kerja bertahap seperti dalam otot, secara aktif akan menggeser duri masing-masing dalam arah yang berlawanan. Secara bersamaan, kromatid ditarik dengan ketat oleh mikrotubulus ke bagian pusat sel, tersusun membentuk lempeng ekuatorial dari gelendong mitosis.6

Anafase

Selama fase ini, kedua kromatid dari setiap kromosom ditarik terpisah pada sentromer. Semua pasang 46 kromatid dipisahkan, membentuk dua perangkat 46 kromosom anak yang terpisah. Satu dari perangkat ini ditarik menuju satu aster mitotik dan yang lain menuju aster yang lain sewaktu kedua kutub yang berurutan dari sel yang membelah didorong menjauh.6

Telofase

Dalam telofase , kedua perangkat kromosom anak sekarang secara menyeluruh ditarik menjauh. Kemudian aparatus mitosis menghilang , dan terbentuk sebuah membran nukleus yang baru terbentuk di sekitar setiap perangkar kromosom. Membran ini dibentuk dari bagian retikulum endoplasmik yang sudah terdapat di dalam sitoplasma. Segera setelah itu, sel akan terjepit pada bagian pertengahan antara kedua nukleus. Proses ini disebabkan oleh cincin kontraktil mikrofilamen yang terdiri atas aktin dan mungkin miosin, dua protein kontraktil otot, yang terbentuk pada persambungan dari sel yang baru terbentuk dan menjepitnya satu sama lain.6

Sitokinesis

Pada sel hewan, sitokinesis terjadi dengan proses yang dikenal sebagai pembelahan. Tanda pertama pembelahan ialah penampakan alur pembelahan, yang berawal dari pelekukan pada permukaan sel di dekat daerah bekas pelat metafase lama. Pada sisi sitoplasmik alur ini terdapat cincin kontraktil yang terdiri dari mikrofilamen aktin yang berkaitan dengan molekul protein miosin. Aktin dan miosin merupakan protein yang bertanggung jawab pula atas kontraksi otot dan banyak tipe pergerakan sel lainnya. Kontraksi cincin mikrofilamen dari sel yang membelah sama seperti penarikan tali pundi. Alur pembelahan ini semakin dalam hingga dua sel anak yang terpisah sama sekali.4

Sitokinesis pada sel tumbuhan yang berdinding, mempunyai gejala yang berbeda. Tidak ada alur pembelahan. Sebagai gantinya, selama telofase, vesikula yang diturunkan dari aparatus golgi berpindah di sepanjang mikrotubula ke tengah-tengah sel , di mana vesikula itu bersatu, dan menghasilkan pelat sel. Materi dinding sel yang dibawa dalam vesikula berkumpul pada pelat yang terbentuk. Pelat sel ini membesar hingga membran di sekelilingnya bergabung dengan membran plasma di sekeliling sel. Dua sel anak terbentuk dengan membran plasmanya masing-masing. Sementara itu dinding sel baru telah terbentuk di antaranya.4

iv. Tahap Meiosis

Meiosis adalah pembelahan sel yang terjadi pada sel germinativum untuk menghasilkan gamet pria dan wanita, yaitu masing-masing sperma dan sel telur. Meiosis memerlukan dua pembelahan sel, meiosis I dan meiosis II, untuk mengurangi jumlah kromosom menjadi jumlah haploid 23. Seperti pada mitosis, sel germinativum pria dan wanita (spermatosit dan oosit primer) pada awal meiosis I mereplikasi DNA mereka sehingga setiap ke-46 kromosom tersebut digandakan menjadi sister chromatid. Namun, berbeda dengan mitosis, kromosom-kromosom homolog kemudian bergabung membentuk pasangan-pasangan, suatu proses yang disebut sinapsis. Pembentukan pasangan bersifat eksak dan titik demi titik kecuali kombinasi XY. Pasangan-pasangan homolog kemudian berpisah menjadi dua sel anak. Segera sesudahnya, terjadi meiosis II yang memisahkan kromosom ganda (sister chromatid) tersebut. Karena itu, setiap gamet mengandung 23 kromosom.2

1. 1. Meiosis I

Meiosis I (divisi reductional) memisahkan homolog pasang kromosom, sehingga mengurangi jumlah dari diploid (2n) untuk haploid(1n). Dalam gametogenesis, ketika sel-sel germinal berada dalam fase S dari siklus sel meiosis sebelumnya, jumlah DNA dua kali lipat menjadi 4n tetapi jumlah kromosom tetap pada 2n (46 kromosom). 3

Crossover (tukar silang), suatu proses yang sangat penting dalam meiosis I, adalah pertukaran segmen-segmen dkromatid antara pasangan kromosom yang homolog. Segmen-segmen kromatin putus dan dipertukarkan sewaktu kromosom homolog memisah. Sewaktu terjadi pemisahan, titik-titik pertukaran menyatu untuk sementara dan membentuk struktur seperti huruf X. Umumnya terjadi sekitar 30 sampai 40 crossover (satu atau dua per kromosom) antara gen-gen yang terpisah jauh di satu kromosom pada setiap pembelahan meiosis I.2

Profase I Profase I, dimulainya meiosis, dimulai setelah DNA telah dua kali lipat menjadi 4n dalam fase S. 3

Profase dari meiosis I bertahan lama dan dibagi ke dalam lima tahapsebagaiberikut:

1. Leptotenekromosom individu, terdiri dari dua kromatid bergabung di sentromer, mulai berkondensasi, membentuk helai panjang dalam nukleus.

2. Zygotenepasang homolog kromosom perkiraan satu sama lain, berbaris di register (gen lokus untuk lokus gen), dan membuat sinapsis melalui kompleks synaptonemal, membentuk suatu tetrad.

3. PakitenKromosom terus mengembun, menjadi lebih tebal dan lebih pendek; chiasmata (crossing atas situs) yang dibentuk sebagai pertukaran acak bahan genetik terjadi antara kromosom homolog.

4. DiploteneKromosom terus mengembun dan kemudian mulai terpisah, chiasmata mengungkapkan.

5. DiakinesisKromosom mengembun maksimal dan nucleolus hilang, seperti halnya amplop nuklir, membebaskan kromosom ke dalamsitoplasma. 3

Metafase I

Metafase I ditandai dengan homolog pasang kromosom, masing-masing terdiri dari untuk kromatid, berbaris pada pelat khatulistiwaporosmeiosis. 3

Selama metafase I, kromosom homolog sejajarkan sebagai pasangan pada pelat khatulistiwa aparatus gelendong secara acak, memastikan reshuffle berikutnya kromosom ibu dan ayah. serat spindle menjadi melekat pada kinetochores kromosom. 3

Anafase I

Anafase I terbukti ketika pasang kromosom homolog mulai menarik terpisah, mulai migrasi mereka ke kutub yang berlawanan dari sel. 3

Dalam anafase I, kromosom homolog bermigrasi dari satu sama lain, pergi ke kutub yang berlawanan. Setiap kromosom masihterdiridariduakromatid. 3

Telofase I

Selama telofase I, kromosom migrasi, masing-masing terdiri dari dua kromatid, mencapai kutub yang berlawanan. 3

Telofase I mirip dengan telofase mitosis. Kromosom mencapai kutub berlawanan, inti yang direformasi dan sitokinesis terjadi, sehingga menimbulkan dua sel anak.Setiap sel memiliki 23 kromosom, yang haploid (Dalam) nomor, tetapi karena masing-masing kromosom terdiri dari dua kromatid, kandungan DNA masih diploid. Setiap dua sel anak yang baru dibentuk memasuki meiosisII. 3

1. 2. Meiosis II

Meiosis II (Divisi Khatulistiwa) terjadi tanpa hasil sintesis DNA dan cepat melalui 4 fase dan sitokinesis untuk membentuk sel anak empat masing-masing dengan jumlah kromosom haploid.7

Divisi khatulistiwa tidak didahului oleh fase S. Sangat mirip dengan mitosis dan dibagi menjadi profase II, metafase II, anafase II, telofase II, dan sitokinesis. Baris kromosom di khatulistiwa, kinetochores melekat pada serat gelendong diikuti oleh kromatid bermigrasi ke kutub yang berlawanan, dan sitokinesis membagi masing-masing dari dua sel, menghasilkan total empat sel anak dari sel sel kuman asli diploid.7

Masing-masing dari empat sel mengandung sejumlah haploid DNA dan sejumlah kromosom haploid.3

Tidak seperti sel-sel anak yang dihasilkan dari mitosis, yang masing-masing berisi jumlah diploid kromosom dan merupakan salinan identik dari yang lain, empat sel yang dihasilkan dari meiosis mengandung jumlah haploid kromosom dan genetika berbeda dengan reshuffle kromosom dan menyeberang. Demikian, setiap gamet mengandung genetik unik yang saling melengkapi.3

Akibat pembelahan meiosis,

Variabilitas genetik ditingkatkan melalui tukar silang yang menyebabkan redistribusi bahan genetik, dan melalui distribusi acak kromosom homolog ke sel anak; dan

Setiap sel germinativum mengandung jumlah kromosom yang haploid sehingga saat pembuahan jumlah diploid 46 terpulihkan.2

v. Perbedaan Mitosis dan Meiosis

No Mitosis Meiosis

1 Lokasi pembelahan Sel-sel tubuh (somatis) dan sel gonad

Lokasi pembelahan Sel gonad/sel kelamin

2 Jumlah pembelahan Satu kali Jumlah pembelahan Dua kali yaitu meiosis I dan II

3 Jumlah sel anak hasil pembelahan Satu sel induk menghasilkan 2 sel anak

Jumlah sel anak hasil pembelahan Satu sel induk menghasilkan 4sel anak

4 Jumlah kromosom anak Diploid (2n) Diploid (2n)

Jumlah kromosom anak Diploid (2n) haploid (n)

5 Pindah silang Tidak terjadi Pindah silang Terjadi pada profase I

6 Komponen genetik Sama dengan induk

Komponen genetik Berbeda dengan induk

7 Tujuan Pertumbuhan dan regenerasi

Tujuan Reduksi kromosom yaitu pembentukan gamet

III. Penutup

1. 1. Simpulan

Ada tiga macam pembelahan sel, yaitu pembelahan amitosis (spontan), pembelahan mitosis, dan pembelahan meiosis. Pembelahan amitosis adalah pembelahan spontan dari satu sel menjadi dua. Contohnya pada bakteri yang merupakan organisme prokariot dan bersel tunggal. Pada pembelahan mitosis (pada organisme eukariot), satu sel diploid membelah menjadi dua sel anakan yang masing-masing diploid. Pembelahan mitosis menghasilkan perbanyakan sel somatik (sel tubuh. Pembelahan mitosis terjadi secara bertahap, yaitu profase, metafase, anafase, telofase. Pada pembelahan meiosis (pada organisme eukariot), satu sel diploid membelah menjadi empat sel anakan yang masing-masing haplid. Pembelahan meiosis bertujuan untuk menghasilkan sel gamet (sel kelamin), dan terjadi melalui dua tahap, yaitu meiosis I dan meiosis II. Masing-masing meiosis melalui tahap-tahap yang serupa dengan pembelahan mitosis, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase.5

Jadi, pembelahan mitosis dan meiosis dapat dilihat perbedaannya dari fase-fase, hasil, dan tempat terjadinya, dimana kromosom ikut mempengaruhi pembelahan sel tersebut.

IV. Daftar Pustaka

1. Dorland WAN. Kamus kedokteran dorland. Jakarta: EGC, 2002.

2. Sadler TW. Embriologi kedokteran. Jakarta: EGC, 2010.h. 15-20.

3. Gartner LP, Hiatt JL. Color textbookof histology. Philadelphia: Saunders Elsevier, 2007.h. 55-68.

4. Campbell NA, Reece JB, Mitchell LG. Biologi. Jakarta: Penerbit Erlangga, 2002.

5. Aryulina D. Biologi 3. Jakarta: Penerbit Erlangga, 2004.h. 105.

6. Guyton AC, Hall JE. Buku ajar fisiologi kedokteran. Jakarta: EGC, 2003.

7. Messina EJ. Cytology introduction to cellular structure and function. Indiana: The Bobbs-Merrill Company, INC, 1975.