MAKALAH PBL BLOK III

Pembelahan Mitosis dan Meiosis serta Perbedaannya

STIEN JULIA RISKY HETHARIE

102010266

KELOMPOK E5

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS KRISTEN KRIDA WACANA

2010

Pendahuluan

Dalam masa pertumbuhan setiap makhluk hidup sebagai individu bertambah besar

dan bertambah tinggi. Yang menjadi pertanyaan adalah mengapa individu bisa bertambah

besar dan tinggi? Sel-sel penyusun tubuh makhluk hidup mengalami pembelahan sehingga

dapat membentuk sebuah jaringan bahkan organ. Pembelahan sel ini juga tidak hanya

terjadi ketika kita mengalami pertumbuhan. Saat sel-sel di dalam tubuh mengalami

kerusakan, terjadi pembelahan sel untuk menggantikan sel yang telah mengalami

regenerasi dan sel-sel yang telah rusak tersebut.

Sel yang membelah disebut sebagai induk sel dan turunanya disebut anakan.1 Sel

induk memiliki sejumlah kromosom yang berisi informasi genetik. Ada dua mekanisme

pembelahan sel, mitosis yang terjadi dalam sel somatik dan meiosis yang hanya terdapat

pada sel benih yang berkembang dalam ovarium dan testis.2 Kedua proses ini memiliki

banyak kesamaan , namun terdapat beberapa perbedaan dalam perlakuan kromosom

selama tahap awal pembelahan. Pemahaman dari proses pembelahan keduanya sangat

penting karena merupakan landasan fundamental dalam ilmu genetika.2 Untuk itulah

makalah ini dibuat agar kita dapat menentukan perbedaan dalam perlakuan kromosom

tersebut dengan harapan bisa menjadi dasar ilmu genetika yang baik, karena banyak

kelainan bawaan yang disebabkan oleh tingkah laku abnormal dari kromosom selama

pembelahan sel.

Teori Sel5,6,8

Pengertian Sel

Sel adalah unit kehidupan struktural dan fungsional terkecil dari tubuh. Sebagaian

besar reaksi kimia untuk mempertahankan kehidupan, berlangsung dalam sel.

Struktur dan Fungsi Sel

Bentuk sel:

1. Bentuk Dasar

Dari sel yang diisolasi adalah bulat, seperti sel darah, sel lemak dan sel telur.

2. Bentuk Sferikal

Biasanya berubah karena spesialisasi sel berdasarkan fungsinya, contoh:

sebuah sel saraf berbentuk seperti bintang dengna prosesus yang panjang dan

sel otot polos berbentuk seperti spindel.

3. Penggepengan

Terjadi karena kontak dengan permukaan. Bentuk permukaan sel terjadi akibat

tekanan dari banyak permukaan.

Ukuran sel

1. Sel tubuh manusia adalah sel mikroskopik yang berdiameter 10µm–30.

Fungsi sel

1. Sel mempertahankan suatu membran plasma diantara sitoplasma dan

lingkungan ekstraselular. Semua zat yang masuk atau keluar sel harus melewati

membran plasma

2. Sel yang berisi materi hereditas membawa instruksi dalam bentuk kode untuk

proses sintesis sebagian besar komponen selular.

3. Sel melakukan aktifitas metabolik yang dikatalis reaksi kimia sehingga terjadi

proses sintesis dan penguraian molekul organik.

Komponen sel

a. Gambaran singkat

Badan sel memiliki empat bagian dasar yaitu membran plasma, sitoplasma

yang merupakan protoplasma sel, berbagai organel sitoplasma dan nukleus yang

merupakan tempat materi genetik berada.

b. Membran plasma (sel)

Memisahkan bagian interior sel dari lingkangan ekstraselular.

1. Struktur

Membran plasma tersusun dari lapisan ganda molekul lipid dengan beberapa

protein globular yang tertanam didalamnya. Tebal lapisan ini sekitar 6-10nm.

a. Fosfolipid adalah lipid yang paling sering ditemukan dalam membran. Lipid

lainnya adalah kolesterol dan likolipid yang merupakan gabungan karbohidrat

dan lipid. Molekul ini disusun dalam dua lapisan ganda. Bagian kepala

molekul berupa fosfatpolar yang dapat larut dalam air mengarah pada dua

permukaan. Bagian ekor molekul berupa asam lemak nonpolar yang tidak

dapat larut dalam air mengarah kepusat lapisan ganda.

b. Protein dibagi dalam beberapa bagian

1. Protein integral membentuk mayoritas protein membran, protein ini

menembus dan tertanam dalam lapisan ganda.

2. Protein perifer terikat longgar pada permukaan membran dan dapat

dengan mudah terlepas dari membran tersebut

c. Karbohidrat juga berkaitan dengan molekul lipid atau protein. Glikolipid dan

glikoprotein dapat memberikan sisi pengenal permukaan untuk interaksi antar

sel, seperti mempertahankan sel-sel darah merah agar tetap terpisah.

2. Fungsi membran plasma.

Selain fungsi sisi reseptor dan komunikasi sel membran plasma juga

berfungsi sebagai suatu membran permeabel yang selektif untuk mengatur aliran

zat kedalam dan keluar sel.

c. Komponen sitoplasma

1. Organel adalah komponen tetap sitoplasma

a. Mitokondria ditemukan pada hampir semua sel, tetapi tidak dalam sel

darah merah. Organel ini merupakan pabrik energi sel pada eukriotik.

Mitokonria tampak seperti batang atau filmen yang bergerak dengan

konstan dalam sebuah sel hidup. Setiap mitokondria terdiri dari membran

terluar halus dan membran terdalam yang membentuk lipatan disebut

krista. Krista menonjol menyerupai rak ke dalam mitokondria dan

menambah bidang permukaan membran bagian dalam. Ruang antar

krista tersebut dipenuhi matriks yang berisi protein, DNA, RNA, dan

ribosom.

Fungsi:

a). Sebagai pembangkit tenaga sel karena fungsi terpentingnya adalah

memproduksi energi dalam bentuk ATP.

b). Energi tersebut dihasilkan dari pengurai nutrien seperti glukosa, asam

amino, dan asam lemak.

c). Enzim dibutuhkan untuk melepas energi secara kimia, terlokalosasi

dalam matriks mitokondrial dan partikel kecil pada krista.

b. Ribosom

a) Struktur

- Ribosom adalah granula kecil berwarna hitam (berdiameter

25nm), 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 atau melekat pada

membran RE.

b) Fungsi

- Ribosom merupakan tempat sintesis protein.

- Ribosom bebas terlibat dalam sintesis protein untuk dipakai sel itu

sendiri, misalnya dalam pembaharuan enzim dan membran.

Ribosom yang berikatan merupakan tempat berlangsungnya

sintesis protein yang merupakan produk sekretori yang akan

dikeluarkan sel.

c. Retikulum endoplasma

a) Struktur

- RE tersusun dari jaring-jaring rongga (sisterna) datar yang dilapisi

membran, yang menyambung membran plasma dan membran

nuklear.

- Ada dua jenis RE yaitu RE kasar (granular), yang membrannya

memiliki ribosom, dan RE halus (agranular) yang tidak memiliki

ribosom. Dalam sel yang memiliki kedua tersebut, RE kasar dan

halusnya saling bersambungan.

b) Fungsi

- RE merupakan tempat utama sintesis produk sel dan juga

berperan dalam transpor dan penyimpananya.

- RE kasar menonjol dalam sel yang khusus untuk sekresi protein

seperti enzim pencernaan.

- RE halus banyak terdapat dalam sel, beberapa kelenjar endokrin

yang menyintesis hormon dan dalam sel hati, tempat RE terlibat

dalam sintesis lipid dan kolesterol serta pemecah glikogen.

- Pada sel otot, RE halus disebut Retikulum Sarkoplasma dan turut

berperan dalam proses kontraksi.

d. Badan golgi

a) Struktur

- Mengandung 6-7 kantong datar yang terikat membran atau

sisterna, masing-masing bentuknya agak melekuk. Kantong

tersebut tersusun seperti mangkuk terbalik.

- Permukaan konveks susunan menghadap ke RE dan nukleus;

permukaan konkaf menghadap ke permukaan eksternal sel.

- Biasanya ada banyak vesikel transpor di sisi perifer tonjolan dan

ada sedikit penebalan vakuola yang berukuran lebih besar pada

salah satu kutub.

b) Fungsi

- Merupakan tempat akumulasi, konsentrasi, pembungkusan dan

modifikasi kimia produk sekretori yang disintesis dalam RE kasar.

- Memproses protein yang berfungsi secara intraselular, seperti

enzim lisosom.

e. Lisosom

Ditemukan pada sel kecuali sel-sel darah merah dan sel kulit yang telah

terkeratinisasi sempurna pada permukaan tubuh.

a) 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, dl).

b) Fungsi

- Untuk pencernaan intraselular, yang memegang peranan dalam

proses normal dan patologis.

- Sel fagositik yang membahayakan (bakteri, toksin) dimakan oleh

lisosom. Agens tersebut akan melebur dengan lisosom primer

untuk membentuk lisosom sekunder yang kemudian dicerna.

- Berperan dalam pertumbuhan dan perbaikan selular normal

dengna cara memindahkan komponen selular yang sudah rusak

atau berlebihan.

f. Peroksisom (mikrobodi)

a) Struktur

- Merupakan organel kecil, sferikal yang terikat pada membran serta

mengandung enzim destruktif.

b) Fungsi

- Melindungi sel dari pengaruh hidrogen perioksida yang merusak.

- Metabolisme lipid.

g. Nukleus

Merupakan organel terbesar. Terdapat dalam semua anggota sel

tubuh kecuali pada sel darah merah yang matang, yang kehilangan

intinya saat berkembang.

a) Struktur

1. Membran nuklear

Disusun atas membran ganda yang dipisah oleh ruang

perinuklear.

- Membran dalam halus, sedangkan membran luar biasanya

mengandung ribosom dan menyatu dengan RE.

- Membran dalam dan luar bergabung dalam interval jarak yang

tidak beraturan di sekitar nukleus untuk membentuk pori-pori

nuklear, sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran zat antara

nukleus dan sitoplasma.

2. Kromatin

Terlihat seperti gumpalan tidak beraturan atau granula basofilik

kuat atau benda berwarna biru yang menyebar ke seluruh

nukleus.

3. Nukleoplasma

Merupakan matriks yang menyelubungi kromatin.Matriks ini

tersusun atas protein, metabolit, dan ion.

4. Nukleolus

Merupakan struktur sferikal yang tersusun atas RNA dan protein.

Pada sel yang tidak mensintesis protein misalnya spermatozoa,

tidak ditemukan nukleolus.

b) Fungsi

- Nukleus sangat penting untuk keseluruhan aktifitas selular.

- Mengandung materi genetik sel (DNA) yang mengkode informasi

untuk mengontrol sintesis protein dan reproduksi sel, dua fungsi

sel yang sangat penting.

h. Mikrofilamen

a) Struktur

- Merupakan benang silinder solid yang terbuat dari protein yang

ditemukan di berbagai tempat dalam sel.

- Mikrofilamen biasanya ditemukan dalam bentuk berkas yang

disebut fibril, terletak tepat di bawah amembran plasma.

b) Fungsi

- Bertanggung jawab atas kontraksi sel terutama sel otot. Kontaksi

ini juga termasuk daya gerak sel dan gerakan yang berkaitan

dengan fagositosis, pinositosis dan pembelahan sel.

i. Mikrotubulus

a) Struktur

Mikrotubulus merupakan pipa berongga, panjang 20-25 nm, tersebar

dalam sitoplasma semua sel.

Tersusun dari molekul tubulin protein.

b) Fungsi

- Terlibat dalam pembelahan sel, pergerakan sel, dan transpor zat

sari satu area sel ke area sel yang lain.

j. Sentriol

a) Struktur

- Dinding sentriol mengandung sembilan susun mikrotubulus yang

masing-masing terdiri dari tiga subunit yang disebut triplet.

b) Fungsi

- Dalam pembelahan sel dan juga menjadi tempat pembentukan

silia dan flagela.

- Bereplikasi dan membelah diri sebelum pembelahan sel, setelah

itu masing-masing akan menuju kutub yang berlawanan saat

pembelahan sel berlangsung.

- Badan basal adalah bentuk sentriol yang berada dalam membran

plasma pada sel yang memiliki silia dan flagela yang berfungsi

mengatur pembentukan mikrotubulus.

k. Silia dan Flagela

a) Struktur

- Adalah prosesus motil yang menjulur ke luar permukaan sel.

- Terdiri dari mikrotubulus longitudinal.

- Silia berukuran banyak terdapat pada permukaan sel, serta

menjulur ke luar seperti bulu mata.

- Flagela lebih panjang dari silia dan berbentuk seperti cambuk.

b) Fungsi

- Berfungsi sebagai alat gerak sel.

- Silia mampu memindahkan cairan atau lapisan mukosa melalui

permukaan sel di tempatnya berada, sedangkan flagela pada

sperma berfungsi sebagai pendorong.

l. Inklusi Sitoplasma

Merupakan komponen selular sementara yang disintesis sel atau

diambil dari sekeliling sel. Komponen ini tidak penting untuk kehidupan atau

untuk aktifitas selular dan mengandung berbagai materi seperti granula

pigmen, glikogen, droplet lipid, kristal, dan granula sekretori.

Gambar 1.1 Sel dan organelnya

Kromosom

Kromosom merupakan suatu struktur padat yang terdiri dari rantai DNA yang berpilin

dengan kuat dan protein. Juga merupakan kromatin yang menebal dan ditemukan di dalam

nukleus. Setelah duplikasi DNA, kromosom terkondensasi: setiap serat kromatin menjadi

terkumpar dan terlipat rapat, sehingga kromosom jauh lebih pendek. Setiap kromosom yang

terduplikasi memiliki dua kromatid saudara (sister chromatid). Kedua kromatid ini awalnya

melekat menurut panjangnya berkat kompleks protein adhesif yang disebut kohesin,

perlekatan ini disebut kohesi kromatid saudara (sister chromatid cohesion). 1,4-5

Gambar 1.2 Bagian-bagian kromosom

A. Nukleosom (Unit Dasar Kromosom)

Pengemasan DNA dalam kromosom terjadi pada tahap profase. Untaian DNA

dipintal pada suatu sel protein yaitu, histon menjadi suatu bentukan yang disebut unit

nukleosom. Unit-unit nukleosom tersusun padat membentuk benang yang lebih padat dan

terpintal menjadi lipatan-lipatan solenoid. Lipatan solenoid tersusun padat menjadi benang

kromatin. Benang-benang kromatin tersusun padat menjadi lengan kromatid.1,7

Gambar 1.3 Pengemasan DNA di dalam kromosom

B. Bagian-Bagian dan Bentuk Kromosom1,4

1. Kromatid

Kromatid adalah salah satu dari dua lengan hasil replikasi kromosom. Kromatid

masih melekat satu sama lain pada bagian sentromer. Istilah lain untuk kromatid adalah

kromonema. Kromonema merupakan filamen yang sangat tipis yang terlihat selama

tahap profase (dan kadang-kadang pada tahap interfase). Kromonema sebenarnya

merupakan istilah untuk tahap awal pemintalan kromatid. Jadi, kromonema dan

kromatid merupakan dua istilah untuk struktur yang sama.

2. Kromomer

Kromomer adalah penebalan-penebalan pada kromonema. Kromomer ini

merupakan struktur berbentuk manik-manik yang merupakan akumulasi dari materi

kromatin yang terkadang terlihat saat interfase. Kromomer sangat jelas terlihat pada

kromosom politen (kromosom dengan DNA yang telah direplikasi berulang kali tanpa

adanya pemisahan dan terletak berdampingan sehingga bentuk kromosom seperti

kawat)

3. Sentromer

Sentromer adalah daerah konstriksi (lekukan primer) di sekitar pertengahan

kromosom. Pada sentromer terdapat kinetokor. Kinetokor adalah bagian kromosom

yang yang merupakan tempat perlekatan benang spindel selama pembelahan inti dan

merupakan tempat melekatnya kromosom.

4. Lekukan kedua

Pada beberapa kromosom terdapat lekukan kedua yang berada di sepanjang

lengan dan berhubungan nucleolus. Oleh karena itu disebut dengan NOR (Nucleolar

Organizing Regions).

5. Satelit

Satelit adalah bagian kromosom yang berbentuk bulatan dan terletak di ujung

lengan kromatid. Satelit terbentuk karena adanya kontriksi sekunder di daerah tersebut.

Tidak semua kromosom memiliki satelit.

6. Telomer

Telomer merupakan istilah yang menunjukkan daerah terujung pada kromosom.

Telomer berfungsi untuk menjaga stabilitas bagian terujung kromosom agar DNA di

daerah tersebut tidak terurai. Karena pentingnya telomer, sel yang telomer

kromosomnya mengalami kerusakan umumnya segera mati.

Letak sentromer pada kromosom membedakan jenis kromosom. Berdasarkan letak

sentromer, kromosom dibedakan menjadi:

1. Telosentrik : sentromer terletak di ujung kromosom sehingga kromosom hanya

memiliki sebuah lengan dan berbentuk seperti huruf I. Kromosom manusia tidak ada

yang berbentuk telosentrik.

2. Akrosentrik : sentromer terletak di dekat ujung kromosom. Satu lengan kromosom

sangat panjang, sedangkan lengan lainnya sangat pendek.

3. Submetasentrik : sentromer terletak di submedian (ke arah salah satu ujung

kromosom) dan membagi lengan kromosom menjadi dua lengan yang tidak sama

panjang. Satu lengan panjang dan satu lengan pendek, seperti huruf L.

4. Metasentrik : sentromer terletak di tengah, membagi lengan kromosom menjadi dua

lengan yang hampir sama panjang seperti huruf V. 

Gambar 1.4 Letak Sentromer pada kromosom

C. Tipe dan Jumlah Kromosom

Semua sel somatik tubuh normal kecuali sel kelamin memiliki total kromosom 46

atau 23 pasang, (sperma dan ovum hanya memiliki 23 kromosom). Masing-masing

kromosom juga memiliki suatu pola pita atau garis tertentu ketika diberi zat warna. Tampilan

visual kromosom setiap individu dinamakan kariotipe. Kromosom yang membentuk

pasangan memiliki panjang, posisi sentromer, dan pola pewarnaan sama disebut homolog.

Sebagai contoh, jika suatu gen untuk warna mata ditempatkan pada suatu lokus (posisi gen

dalam kromosom) kromosom tertentu, homolog dari kromosom tersebut akan memiliki

sebuah gen yang menentukan warna mata pada lokus yang setara. Ada suatu pengecualian

dari aturan kromosom homolog ini untuk sel somatik, yaitu adanya dua kromosom unik yang

disebut sebagai X dan Y. Kedua kromosom ini biasanya terdapat pada jantan sedangkan

betina hanya memiliki sepsang kromosom X (XX). Karena kedua menentukan jenis kelamin

individu, kromosom X dan Y dinamakan gonosom. Kromosom lainnya disebut autosom yang

merupakan kromosom homolog membawa informasi genetik dengan karakter yang sama

atau dengan kata lain kromosom tubuh. 1, 5, 7

Gambar 1.5 Jumlah kromosom

Gambar 1.6 Kromosom X dan Y

Sperma dan ovum berbeda dari sel somatik dalam jumlah kromosomnya. Masing-

masing sel kelamin atau gamet ini memiliki suatu set tunggal 22 autosom (22A) ditambah

satu kromosom seks yaitu X atau Y. Sebuah sel dengan satu set kromosom tunggal

dinamakan sel haploid. Untuk manusia berjumlah 23 (n=23).1

Pembelahan Sel

Hal yang mendasar pada pembelahan sel adalah sel-sel induk mewariskan materi

genetik berupa DNA dan perangkat metabolik yang cukup agar sel anakan tersebut dapat

mandiri.1,4

DNA mengandung instruksi untuk mensintesis protein. Protein tersebut dapat berupa

protein struktural, misalnya protein yang menjadi bagian membran sel, maupun protein

fungsional misalnya enzim yang digunakan pada proses perombakan lemak untuk

menghasikan energi. Oleh karena itu bila sel anakan tidak menerima materi genetik DNA

untuk sintesis protein, sel tidak dapat bertumbuh dan berfungsi dengan semestinya. Untuk

itulah sel melakukan replikasi DNA sebelum pembelahan sel berlangsung. 1,4

Macam-Macan Cara Pembelahan Sel

Berdasarkan ada atau tidaknya tahap-tahap tertentu pada pembelahan sel,

pembelahan sel dibedakan menjadi pembelahan secara amitosis atau biner, pembelahan

sel secara mitosis dan pembelahan sel secara meiosis.1,4

Pembelahan secara amitosis atau pembelahan biner1,4

Pembelahan ini berlangsung secara spontan tanpa melalui tahap-tahap

pembelahan sel. Cara pembelahan ini terdapat pada organisme prokariotik,

contohnya bakteri. Pembelahan ini terjadi karena organisme yang tidak mempunyai

membran inti yang membatasi nukleoplasma dengan sitoplasma. DNA yang terdapat

dalam sel relatif kecil dibandingkan dengan DNA sel eukariotik. DNA berbentuk

sirkuler sehingga DNA tidak perlu dipaket menjadi kromosom-kromosom sebelum

pembelahan.

Pembelahan secara mitosis

Pembelahan ini menghasilkan dua sel anakan yang tiap selnya mengandung

jumlah kromosom yang sama dengan induknya dengan kata lain pembelahan mitosis

menghasilkan dua sel anakan yang secara gen identik dengan sel induknya.1,3

Pembelahan ini terjadi pada sel eukariotik terutama dalam sel somatik atau sel tubuh

yang masih muda (terjadi dalam semua sel selama pertumbuhan dan reproduksi

aseksual).1-3 Misalnya pada zigot membelah beberapa kali secara mitosis untuk

membentuk suatu embrio. Pembelahan memakan waktu 30-60 menit pada mamalia,

tetapi dapat jauh lebih lama pada vertebrata berdarah dingin.2

Fungsi mitosis antara lain memelihara pertumbuhan sel-sel baru, serta

menjaga kestabilan genetika dan menjaga sel-sel yang mati atau rusak.1

Pembelahan secara meiosis1,3-5

Pembelahan ini juga disebut sebagai pembelahan reduksi, yaitu pembelahan

sel induk diploid (2n) menghasilkan empat sel anakan haploid (n=23). Masing-

masing sel anakan mengandung setengah dari kromosom sel induk. Pembelahan ini

terjadi pada proses pembentukan sel gamet (sel kelamin) yang terjadi pada organ

reproduktif. Pada hewan dan manusia, sperma yang haploid dihasilkan dalam testis

dan sel telur haploid dihasilkan di dalam ovarium. Pembelahan ini berperan unutk

menghasilkan gamet yang sacara genetik tidak indentik (hanya setengah dari

induknya), sehingga menyebabkan adanya variasi genetik. Meiosis mencakup dua

proses pembelahan sel yaitu pembelahan nuklear dan selular disebut meiosisI dan

meiosis II. Hanya meiosis I didahului oleh duplikasi kromosom yang terjadi pada

tahap interfase untuk membentuk kromatid yang diikat sentromer sama seperti

mitosis.

Gambar 1.7 Pembelahan biner pada bakteri

Tahap-Tahap Pembelahan Sel1-6

A. Tahap-tahap pembelahan secara mitosis

Sel memiliki siklus sel yang terdiri dari fase pembelahan sel/mitotik (M) dan

periode pertumbuhan yang disebut interfase. Interfase terdiri dari tiga subfase yaitu

G1, S dan G2, sebelum sel memasuki fase mitotik dan siap membelah. Pembelahan

mitosis merupakan pembelahan yang menghasilkan sel-sel tubuh. Secara garis

besar, pembelahan sel secara mitosis terdiri dari fase istirahat (interfase), fase

pembelahan inti (kariokinesis) dan fase pembelahan sitoplasma (sitokinesis).

Gambar 1.8 Siklus sel yang terdiri dari fase mitosis dan interfase

Tahap Interfase

Pada tahap ini sel dianggap istirahat dari proses pembelahan. Selama

interfase, hanya nukleolus dan beberapa gumpalan kromatin padat yang terdapat di

dalam inti. Tahap ini merupakan tahap yang penting untuk mempersiapkan

pembelahan. Persiapan berupa replikasi DNA (melipatgandakan DNA dari satu

salinan menjadi dua salinan). Pada umumnya,sebagian besar waktu hidup sel

berada pada tahap ini.

1. Fase gap-1 (G1)

Secara metabolik sangat aktif, sel tumbuh dengan cepat. Dalam nukleus,

setiap kromosom merupakandoble heliks ganda DNA tunggal yang terikat

dengan histon dan protein kromosom lain. Pada fase G1 sel-sel belum

mengadakan replikasi DNA, sehingga DNA masih berjumlah 1 salinan

(1c=1 copy=salinan) dan diploid (2n).

2. Fase Sintesis

Pada fase S, DNA dalam inti mengalami replikasi (penggandaan jumlah

salinan) sehingga pada fase sintesis akhirnya menghasilkan dua doble

heliks DNA identik yang disebut kromatid, menyatu pada sentromer (2

salinan DNA dan diploid 2c, 2n).

3. Fase gap-2 (G2)

Merupakan periode penting dalam metabolisme dan pertumbuhan sel

sebelummitosis. Pada fase G2 replikasi DNA telah selesai dan sel

bersiap-siap mengadakan pembelahan.

Tahap Kariokinesis

Kariokinesi adalah tahap pembelahan inti sel. Tahap ini terdiri dari fase atau

tahap-tahap yang lebih rinci sebagai berikut:

1. Profase

Pada tahap ini, DNA mulai dikemas atau dipaket menjadi kromosom.

Pada tahap awal, kromosom mulai muncul dan tampak lebih pendek serta

menebal. Masing-masing terdiri atas dua untai pararel yang disebut kromatid,

saling berhubungan pada sentromer. Setiap kromosom terduplikasi dan

tampak sebagai dua kromatid saudara identik yang tersambung pada

sentromernya. Bersamaan dengan ini gelendong mitotik mulai terbentuk,

gelendong ini terdiri atas sentrosom dan mikrotubulus (terbentuk dari

sentrosom yang menjulur). Susunan radial mikrotubulus yang lebih pendek

dan menjulur dari sentrosom disebut ‘aster’ (bintang). Sentrosom yang berisi

pasangan sentriol masing-masing bergerak ke kutub berlawanan yang

didorong oleh perpanjangan mikrotubulus di antaranya. Selanjutnya

terbentuk benang-benang spindel (benang-benang mikrotubulus) yang

terhubung dari kutub ke kutub. Pada profase akhir, masing-masing kromosom

terlihat terdiri dari dua kromatid yang terikat pada sentromer. Selanjutnya,

nukleolus hilang dan membran nukleus hancur. Pada tahap ini kromosom

terletak bebas di dalam sitoplasma.

2. Prometafase

Kromosom menjadi semakin terkondensasi, masing-masing dari

kedua kromatid pada setiap kromosom kini memiliki kinetokor, yang

merupakan struktur protein terspesialisasi yang terletak pada sentromer.

Beberapa mikrotubulus melekat pada kinetokor yang disebut mikrotubulus

kinetokor, mikrotubulus ini menarik kromosom maju-mundur.

3. Metafase

Tahap ini merupakan tahap yang paling lama, seringkali berlangsung

sekitar 20 menit. Pada tahap ini, kromosom bergerak ke bidang ekuator

benang spindel (bidang pembelahan yang akan membentuk dua kromosom

yang disebut kromatid saudara). Kromosom berjejer pada bidang ekuator

(lempeng metafase) dan sentromernya berada pula pada lempengan

metafase. Kromosom terletak di bidang ekuator dengan tujuan agar

pembagian jumlah formasi DNA yang akan diberikan kepada sel anakan yang

baru benar-benar rata dan sama jumlahnya. Untuk setiap kromosom,

kinetokor kromatid saudara melekat ke mikrotubulus yang berasal dari kutub

bersebrangan..

4. Anafase

Tahap ini merupakan tahap mitosis yang paling pendek, seringkali

berlangsung hanya beberapa menit. Pada tahap ini, masing-masing

sentromer yang mengikat kromatid membelah secara bersamaan. Kromatid

bergerak menuju kutub pembelahan. Kromatid dapat bergerak ke kutub

pembelahan karena terjadinya kontraksi benang spindel. Pada saat kontraksi,

benang spindel memendek kemudian menarik kromatid menjadi dua bagian

ke dua kutub yang berlawanan (dengan kecepatan sekitar 1mm/menit).

Tahap anafase menghasilkan salinan kromosom berpasangan (1c, 2n). Sel

memanjang saat mikrotubulus kinetokor memanjang.

5. Telofase

Pada tahap ini, kromatid telah disebut kromosom. Membran inti mulai

muncul dan nukleolus kembali muncul. Kromosom menjadi kurang

terkondensasi. Kromosom membentuk benang-benang kromatin.

Selanjutnya, pada tahap telofase akhir, terjadi pembelahan sitoplasma

dengan proses yang disebut sitokinesis.

Tahap Sitokinesis

Pada tahap ini terjadi pembelahan sitoplasma yang diikuti dengan

pembentukan sekat sel yang baru. Sekat memisahkan dua inti tersebut menjadi

dua sel anakan. Pada sel hewan, tahap sitokinesis dimulai saat telofase berakhir.

Pada telofase akhir terjadi penguraian benang-benang spindel, kemudian segera

terbentuk cincin mikrofilamen yang menyempit di daerah bekas bidang ekuator.

Kontraksi ke arah dalam ini menyebabkan celah yang mendalam pada

permukaan sel, diikuti dengan pembagian isi dua sel secara terpisah.

Gambar 1.9 Mitosis pada sel hewan

B. Tahap-tahap pembelahan sel secara meiosis (Pembelahan Reduktif)

Pembelahan ini merupakan pembelahan yang menghasilkan sel-sel kelamin

(sperma dan sel telur) yang berisi kromosom setengah pasang (haploid=n).

Pembelahan ini terbagi dalam dua tahap.

Meiosis I

Meiosis I memisahkan setiap pasang kromosom homolog dan membagi anggota

pasangan tersebut pada sel-sel anakan.

Tiga peristiwa yang terjadi pada meiosis selama meiosis I antara lain:

Sinapsis dan Pindah Silang (Profase I)

Peristiwa sinapsis ini tidak terjadi pada tahap mitosis

Homolog di Lempengan Metafase I

Kromosom berjejer sebagai pasangan homolog di lempengan metafase,

bukan sebagai kromosom individual saperti pada metafase mitosis. Pemisah

Homolog (Anafase I).

Kromosom bergerak ke arah kutub namun kromatid-kromatid saudara dari

setiap kromosom terreplikasi tetap melekat. Sebaliknya, pada anafase

mitosis,kromatid-kromatid saudara memisah. Kromatid-kromatid saudara ini saling

melekat sepanjang lengan berkat kompleks protein yang disebut kohesin.

1. Interfase

Pada tahap ini, sel berada pada tahap persiapan untuk

mengggandakan pembelahan. Persiapannya adalah berupa penggandaan

DNA dari satu salinan menjadi dua salinan. Tahap akhir interfase adalah

adanya dua salinan DNA yang telah siap dikemas menjadi kromosom.

2. Profase I

Pada tahap ini DNA dikemas ke dalam kromosom. Pada akhir profase

I, terbentuk kromosom homolog yang berpasangan membentuk tetrad.

Kromosom homolog adalah sepasang kromosom yang terdiri dari dua

kromosom identik (perkecualian: kromosom kelamin memiliki bentuk dan

ukuran yang berbeda yaitu x dan y. Akan tetapi, biasanya keduanya tetap

dianggap sebagai kromosom homolog. Hal ini karena tiap kromosom terdiri

dari sepasang kromatid kembar yang mirip kembar siam yang lengket

sebagian pada bagian sentromernya). Tahap ini merupakan tahap terlama

dalam meiosis karena terdiri atas beberapa tahap.

a. Tahap leptoten

Kromatin berubah menjadi kromosom yang mengalami kondensasi

dan terlihat sebagai benang tunggal yang panjang. Pada beberapa

organisme, kromosom tersebut mengandung bentukan seperti manik-

manik, yang merupakan daerah kromosom yang menyerap warna dengan

kuat yaitu kromomer.

b. Tahap zigoten

Sentrosom membelah menjadi dua, kemudian bergerak menuju kutub

yang berlawanan. Kromosom homolog yang berasal dari gamet kedua

orang tua termasuk bagian kromomer saling berdekatan dan

berpasangan, atau disebut melakukan sinapsis.

c. Tahap pakiten

Tiap kromosom melakukan penggandaan atau replikasi menjadi dua

kromatid dengan sentromer yang masih tetap menyatu dan belum

membelah. Tiap kromosom yang berpasangan mengandung empat

kromatid disebut tetrad atau bivalen.

d. Tahap diploten

Kromosom homolog terlihat menjauhi. Pada saat itu terjadi pelekatan

berbentuk X pada suatu temat tertentu di kromosom yang disebut kiasma.

Kiasma merupakan bentuk persilangan dua dari empat kromatid suatu

kromosom dengan pasangan kromosom homolognya. Kiasma juga

merupakan tempat terjadinya pindah silang (crossing over) pada

kromosom. Setiap pasang homolog memilikisatu atau lebih kiasma.

Karena adanya peristiwa tersebut kromosom sel gamet yang terbentuk

sama sekali tidak identik dengan susunan kromosom sel induknya.

Sinapsis berakhir di pertengahan profase dan kromosom-kromosom

setiap pasangan sedikit memisah.

e. Tahap diakinesis

Terbentuk benang-benang spindel dari pergerakan dua sentriol (hasil

pembelahan) ke arah kutub yang berlawanan. Proses ini diakhiri dengan

menghilangnya nukleolus dan membran nukleus serta tetrad mulai

bergerak ke bidang ekuator.

3. Metafase I

Pada tahap ini, tetrad kromosom berada pada bidang ekuator atau

lempeng metafase, dengan satu kromosom pada setiap pasangan

menghadap ke kutub yang berbeda. Pada bidang ekuator, benang-benang

spindel (mikrotubul) melekatkan diri pada tiap kinetokor. Ujung benang

spindel yang lainnya membentang melekat di kedua kutub pembelahan yang

berlawanan.

4. Anafase I

Penguraian protein-protein yang menyebabkan kohesi kromatid

saudara di sepanjang lengan-lengan kromatid memungkinkan homolog-

homolog memisah. Tiap kromosom homolog (yang berisi kromatid

kembarnya) masing-masing mulai ditarik ke kutub pembelahan yang

berlawanan arah aparatus gelondong. Kohesi kromatid saudara masih

bertahan di sentromer, menyebabkan kedua kromatid bergerak sebagai suatu

kesatuan ke kutub yang sama. Tujuan anafase I adalah membagi isi

kromosom diploid menjadi haploid.

5. Telofase I

Pada tahap ini, tiap kromosom homolog telah mencapai kutub

pembelahan.

6. Sitokinesis I

Pada tahap ini, tiap kromosom homolog dipisahkan oleh sekat

sehingga sitokinesis menghasilkan dua sel,masing-masing berisi kromosom

dengan kromatid kembarnya.

7. Interkinesis

Tahap ini merupakan tahap diantara dua pembelahan meiosis. Pada

tahap ini tidak terjadi replikasi DNA. Hasil pembelahan meiosis I

menghasilkan dua sel anakan haploid. Namun, kromosom tersebut masih

berisi sepasang kromatid yang berarti kandungan kandungan DNA-nya masih

rangkap (2c). Tujuan meiosis II adalah membagi kedua salinan tersebut pada

sel anakan yang baru.

Meiosis II

1. Profase II

Pada tahap ini kromatid kembarannya masih melekat pada tiap

sentromer kromosom. Aparatus gelondong terbentuk. Pada akhir tahap ini,

kromosom masing-masing terdiri atas dua kromatid yang tergabung di

sentromer, bergerak ke arah lempengan metafase II.

2. Metafase II

Pada tahap ini tiap kromosom (yang berisi dua kromatid) merentang

pada bidang ekuator (lempeng metafase) seperti pada mitosis. Terbentuk

benang-benang spindel, satu ujung melekat pada kinetokor dan ujung lain

membentang menuju kutub pembelahan yang berlawanan arah.

3. Anafase II

Benang spindel mulai menarik kromatid menuju kutub pembelahan

yang berlawanan. Akibatnya, kromosom memisahkan kedua kromatidnya dan

bergerak menuju kutub yang berbeda. Kromatid yang terpisah ini dinamakan

kromosom. Kromatid bisa terpisah karena penguraian protein-protein yang

menggabungkan kromatid-kromatid saudara di sentromer.

4. Telofase II

Kromosom telah mencapai kutub pembelahan. Hasil total dari tahap

ini adalah terbentuk empat inti yang masing-masing mengandung setengah

pasangan kromosom (haploid) dan satu salinan DNA (1n, 1c)

5. Sitokinesis II

Tiap inti mulai dipisakan oleh sekat sel dan akhirnya menghasilkan

empat sel kembar haploid.

(a)

(b)

Gambar 1.10 Tahap-tahap meiosis, (a).Meiosis I (b) sambungan meiosis I dan meiosis II

Perbedaan antara Mitosis dan Meiosis

Gambar 1.11 Perbedaan antara Pembelahan Sel Mitosis dan Meiosis

Properti Mitosis Meiosis

Tujuan Memperbanyak sel pada proses pertumbuhan

Mengganti sel yang rusak dan reproduksi pada organisme bersel satu

Mengurangi jumlah kromosom agar generasi berikutnya mempunyai sel dengna jumlah jumlah kromosom tetap.

Membentuk sel-sel kelamin haploid (n) pada hewan dan manusia.

Tempat Jaringan somatik kecuali sel kelamin.

Sel-sel kelamin (sperma dan ovum).

Hasil Sel induk haploid (2 buah sel anakan haploid (n))

Sel induk diploid (2 buah sel anakan diploid (2n))

Sel induk diploid (4 buah sel anakan haploid (n))

Sifat Sel anakan identik dengan sel induk Sel anakan tidak identik dengan sel

induk

Pembelahan Sel Berlangsung satu kali Berlangsung dua kali

Replikasi DNA Terjadi saat interfase sebelum mitosis mulai

Terjadi saat interfase sebelum meiosis I mulai

Sinapsis dari kromosom homolog

Tidak terjadi Terjadi saat profase I bersama pindah silang antara kromatid nonsaudara: kiasmata yang dihasilkan menjaga pasangan kromosom tetap bersama akibat kohesi kromatid saudara.

Peran dalam tubuh hewan

Memungkinkan dewasa multiselular bertumbuh-kembang dari zigot, menghasilkan sel-sel untuk pertumbuhan, perbaikan dan pada beberapa spesies, reproduksi aseksual

Menghasilkan gamet:mengurangi jumlah kromosom menjadi separuh dan menyebabkan variabilitas genetik di antara gamet

Tabel 1.1 Perbedaan Mitosis dan Meiosis

Kesimpulan

Perbedaan antara pembelahan sel secara mitosis dan meiosis sangat penting

untuk diketahui oleh kita, karena pembelahan sel merupakan landasan fundamental dalam

ilmu genetika untuk mengetahui kelainan-kelainan pada saat proses penyusunan kromosom

dalam proses pembelahan sel.

Daftar Pustaka

1. Aryulina D, Muslim C, Manaf S, Winarni E.W. Biologi 3 SMA dan MA untuk kelas XII.

Jakarta: Esis, 2007

2. Bloom, Fawcett. Buku ajar histologi. Edisi:12. Jakarta: EGC, 2002.

3. Wheater P.R, Burkitt H.G, Daniels V.G. Buku ajar dan atlas histologi fungsional.

Jakarta: EGC, 1995

4. Campbell N.A, Reece J.B, Urry L.A,Cain M.L, Wassermen S.A, Minorsky M, dkk.

Biologi. Jilid:1. Edisi:8. Jakarta: Penerbit Erlangga, 2010

5. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: EGC, 2004

6. Junquera L.C, Cameiro J. Histologi dasar teks dan atlas. Edisi: 10. Jakarta: EGC,

2007

7. Sadler T.W. Embriologi kedokteran. Edisi:10. Jakarta:EGC, 2010

8. Lehninger A.L. Dasar-dasar biokimia. Jakarta:Erlangga, 2003