Mitosis dan Meiosis

Nama : Tegar Gemilang WatariKelompok : E-3NIM : 10-2011-114

FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS KRISTEN KRIDA WACANAJAKARTA 2010

Pendahuluan Seperti yang kita ketahui di dalam tubuh manusia terdapat banyak sel. Fungsi sel dalam tubuh kita pun bermacam-macam. Ada yang berfungsi sebagai pelindung tubuh, pengangkut protein mineral dan kebutuhan tubuh lainnya dan lain-lain. Sel adalah satu unit dasar dari tubuh manusia dimana setiap organ merupakan gregasi/penyatuan dari berbagai macam sel yang dipersatukan satu sama lain oleh sokongan struktur-struktur interseluler.Setiap jenis sel dikhususkan untuk melakukan suatu fungsi tertentu. Misalnya sel darah merah yang jumlahnya 25 triliun berfungsi untuk mengangkut oksigen dari paru-paru ke jaringan. Disamping sel darah merah masih terdapat sekitar 75 triliun sel lain yang menyusun tubuh manusia, sehingga jumlah sel pada manusia sekitar 100 triliun sel. Disini saya akan membahas serta menjelaskan tentang terjadinya pembelahan pada sel.

Pembelahan SelTeori sel menyatakan bahwa setiap sel penyusun makhluk hidup berasal dari sel sebelumnya. Sel merupakan unit organisasi terkecil yang menjadi dasar kehidupan. Semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di dalam sel. Sel terus bereproduksi atau memperbanyak jumlah sel dengan cara membelah diri. Reproduksi sel merupakan proses penggandaan materi genetik (DNA) yang terdapat di dalam nukleus sehingga menghasilkan sel anakan yang memiliki materi genetik yang sama, reproduksi sel juga merupakan suatu ciri makhluk hidup. Pembelahan sel merupakan suatu bagian proses yang penting dan mendasar pada pertumbuhan dan reproduksi sel. Pembelahan sel dimulai dengan pembelahan inti kemudian diikuti dengan pembelahan sitoplasma. Tanpa adanya pembelahan sel, pembentukan jaringan baru tidak akan dapat berlangsung.1Perkembangbiakan sel (reproduksi sel) ada dua macam, yaitu mitosis dan meiosis. Secara garis besar terdapat perbedaan nyata antara pembelahan sel secara mitosis dan meiosis yang akan secara lengkap dibahas dalam hasil makalah ini.1. Pembelahan Mitosis yaitu pembelahan sel yang terjadi melalui tahapan atau proses tertentu. Pembelahan ini akan menghasilkan dua sel anakan dan setiap sel anakan mengandung jumlah kromosom yang sama dengan sel induknya. Terjadi pada mahluk hidup bersel banyak.

2. Pembelahan meiosis yaitu, pembelahan yang melalui proses tahapan atau proses tertentu juga seperti mitosis. Pembelahan ini menghasilkan empat sel anakan yang masing-masing mengandung jumlah sel separuh dari sel induknya. Pembelahan ini terjadi pada mahluk hidup yang berkembang biak dengan cara generative. Sifat sel anak berbeda dengan sel induknya. Sel induk bersifat Diploid sedangkan sel anak bersifat Haploid.

Tahap InterfaseTahap interfase merupakan tahap persiapan yang esensial untuk pembelahan sel karena pada tahap ini kromosom direplikasi. Saat pembelahan sel, kromatin dikemas sangat padat/kompak sehingga tampak sebagai kromosom. Selama interfase, kromatin tidak terlalu terkondensasi untuk ekspresi informasi genetik. Interfase merupakan tahap awal meiosis dan mitosis. Selama tahap ini kromosom akan bereplikasi. Proses ini sama dengan replikasi kromosom pada mitosis. Untuk setiap kromosomnya dihasilkan dua kromatid saudara yang identik secara genetik yang tetap melekat pada sentromernya. Sentrosom juga mengalami replikasi.2

Terdapat tiga fase berbeda dalam Interfase, disebut G1,S,dan G2 :3

Fase G1 terjadi segera setelah sel yang baru dihasilkan. G merupakan singkatan dari gap(celah) dan G1 adalah periode antara akhir pembelahan sel dan replikasi DNA. Fase ini merupakan periode pertumbuhan saat sepasang sentriol mulai bereplikasi,sebagaimana organel permukaan sel lainnya.

Dalam fase S (Sintesis), DNA bereplikasi secara tepat, menggandakan setiap kromosom. Selama fase ini pasangan sentriol lainnya juga bereplikasi.

Fase G2 adalah fase gap kedua dan kelanjutan pertumbuhan. Sebelum mitosis dapat dimulai, sel orangtua harus cukup akurat untuk menggandakan massa dan kandungannya. Pasangan sentriol mulai memisah, membrane nukleus mulai mengalami disintegrasi,kromosom mulai mengalami kondensasi dan gelendong mulai terbentuk saat sel bergerak ke awal profase mitosis.

MitosisPembelahan mitosis adalah pembelahan sel menjadi dua bagian yang sama. Sifat kedua sel anakan sama dengan sifat indukannya. Pembelahan ini umumnya terjadi pada pembelahan sel-sel di titik tumbuh. Pembelahan mitosis berfungsi untuk memperbanyak diri. Mitosis di bagi menjadi empat fase.4a) ProfasePada profase, terbentuk dua sentriol dari sentrosom. Masing-masing sentriol memancarkan serabut-seabut berupa filament yang disebut benang gelondong pembelahan (benang spindle). Benang ini menghubungkan sentriol yang satu dengan sentrip yang lain. Butiran kromatin memanjang menjadi benang kromatin yang kemudian memendek dan menebal menjadi kromosom. Kromosom memiliki bagian yang menggenting yang disebut sentromer. Masing-masing sentromer mengandung kinetokor, yaitu yaitu tempat terikatnya mikrotubulus. Kromosom kemudian berduplikasi membujur dan menghasilkan dua bagian yang masing-masing disebut kromatid. Setelah itu benang spindle merekat dengan kedua kromatid pada bagian sentromer. Lalu benang spindle meluas ke segala arah, disebut sebagai aster. Pada akhir profase, nucleolus menghilang dan inti sel pecah.b) MetafaseMitosis memasuki tahap metafase ketika sentromer setiap kromosom sejajar bidang ekuator. Pada metafase semua kromosom sel bergerak ke arah bidang ekuator atau bidang pembelahan. Pergerakan ini dibantu dengan benang spindel. Kromosom dengan dua kromatid identik dapat diamati secara jelas pada tahap ini.c) AnaphaseDimulai ketika sentromer yang menggambarkan kedua kromatid terpisah. Kromatid tunggal ini sekarang disebut kromosom simpleks, bergerak menuju kutub-kutub pada arah yang berlawanan. Anafase berakhir ketika setiap sel kromosom sampai pada kutub-kutubnya.

d) TelofaseTelofase dimulai saat benang-benang spindel menghilang dan membran inti mulai terbentuk di sekeliling daerah kromosom. Membran inti akhirnya membungkus kromosom-kromosom tersebut. Masing-masing inti sel yang baru mengandung salinan DNA yang persis seperti inti sel aslinya. Nukleolus terbentuk pada masing-masing nukleus.proses mitosis pun telah lengkap.Tempat terjadinya mitosis terjadi pada sel somatik dan hasil yang didapatkan dua sel anakan diploid.

Gambar 1. Pembelahan Sel secara mitosis

MeiosisPembelahan meiosis disebut juga pembelahan reduksi karena jumlah kromosom hasil pembelahan ini berkurang setengahnya. Dua tahap pembelahan meiosis menghasilkan empat sel haploid dari satu sel diploid. Pada pembelahan meiosis I terjadi pemisahan kromosom homolog ke dalam dua sel anak. Pembelahan meiosis tidak diikuti oleh fase S pada interfase sehingga replikasi DNA dan duplikasi kromosom tidak terjadi pada kedua sel anak.4Meiosis adalah salah satu cara sel untuk mengalami pembelahan. Ciri pembelahan secara meiosis adalah: Terjadi di sel kelamin Jumlah sel anaknya 4 Jumlah kromosen 1/2 induknya Pembelahan terjadi 2 kaliMeiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual. Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan I (meiosis I) dan pembelahan II (meiosis II) Pada proses Meiosis I. pada tahap Profase I DNA dikemas dalam kromosom.Pada akhir profase I terbentuk kromosom homolog yang berpasangan membentuk tetrad.1. Meiosis ISama halnya dengan pembelahan mitosis, sebelum sel memasuki tahap pembelahan, terlebih dahulu terjadi ahap interfase. Pada fase S interfase terjadi replikasi DNA yang menghasilkan duplikasi DNA yang menghasilkan duplikasi kromosom.Tahap meiosis I terbagi atas:a. Profase ITerdapat dua kromatid untuk setiap kromosom mirip profase pada mitosis. Namun pada meiosis, setiap pasangan kromosom homolog saling mendekat dan berpasangan membentuk struktur dengan empat kromatid yang disebut tetrad. Sama halnya dengan fase profase mitosis, pada profase I membran inti sel melebur.Pada akhir profase I, ikatan kromosom homolog tidak terlalu kuat dan pasangan kromosom homolog mulai terpisah. Pasangan kromosom homolog masih saling berikatan pada beberapa titik. Titik kromatid homolog berikatan ini disebut kiasma. Pada kiasma inilah kemungkinan pindah silang dapat terjadi. Karena pengaruh gen pada satu kromosom dapat berbeda dengan gen-gen pada pasangan homolognya dapat berbeda, pindah silang mengubah urutan gen-gen pada kromosom.b. Metafase IBenang-benang spindel menempatkan setiap tetrad sejajar bidang ekuator. Benang spindel dari satu kutub hanya akan melekat pada salah satu kromosom homolog dari setiap tetrad. Dengan demikian, setiap kromosom dari pasangan kromosom homolog hanya dapat tertarik pada kutub yang berlawanan.c. Anafase IPasangan kromosom homolog bergerak menuju kutub yang berlawanan sehingga ikatan tetrad saja yang terpisah.d. Telofase IKromosom berkumpul pada masing-masing kutub sel. Saat ini setiap kutub sel memiliki jumlah kromosom haploid. Biasanya sitokenesis terjadi bersamaan dengan telofase I dan menghasilkan dua sel anak haploid.

Gambar 2. Pembelahan sel pada tahap meiosis I

2. Meiosis IIDua sel haploid haisl meiosis I sekarang memasuki meiosis II. Terdapat perbedaan dalam siklus sel meiosis II. Pada interfase II, tidak terjadi replikasi DNA sehingga kromosom dalam kedua sel tersebut berada dalam keadaan dupleks.a. Profase IIPada tahap ini, benang kromatin yang semula terurai setelah telofase I mengalami kondensasi kembali membentuk kromosom. Kromosom yang terbentuk masih dalam keadaan dupleks dengan dua kromatid. Membran inti mulai melebur.b. Metafase IIKromosom mengumpul kembali pada bidang pembelahan dengan bantuan benang-benang spindel yang menarik pasangan kromatid menuju kutub yang berlawanan.c. Anafase IITahap ini mirip dengan anafase pada mitosis. Tahap ini diawali dengan pemisahan sentromer dan setiap kromatid bergerak menuju kutub yang berlawanan.d. Telofase IITerbentuknya membran inti yang menyelimuti kromosom pada masing-masing kutub. Kromosom terurai kembali menjadi benang-benang kromatin dan diikuti oleh sitokinesis. Sitokenesis pada dua sel tersebut menghasilkan empat sel haploid.

Gambar 3. Pembelahan sel pada tahap meiosis II

SpermatogenesisSpermatogenesis, artinya proses pembentukan sperma. Proses ini terjadi di dalam alat genital pria, yakni testis. Pada awal spermatogenesis, spermatogonium A yang disebut spermatogonium induk (stem cell) akan membelah dua kali membentuk empat spermatogonia A. Dari empat sel spermatogonium A, satu diantaranya akan berfungsi sebagai sel bakal bagi spermatogenesis berikutnya. Sedangkan tiga sel lainnya akan membelah membentuk enam spermatogonia intermediet yang kemudian akan membelah lagi membentuk dua belas spermatogonia B. Masing-masing spermatogonia B akan membelah sekali membentuk spermatosit primer. Stadium perkembangan spermatosit primer ini cukup panjang dan disebut sebagai stadium profase meiosis I. Secara berurutan perkembangan spermatosit primer diawali dari pembentukan stadium preleptoten, leptoten, zigoten, pakiten dan diakhiri dengan stadium diakinesis. Makin maju tingkat perkembangan spermatosit primer, letaknya makin ke arah lumen dalam tubulus seminiferus. Stadium pakiten disebut sebagai stadium stabil karena mengalami waktu perkembangan yang paling panjang.5Pembentukan sperma ini dimulai pada saat pubertas, ketika produksi hormon gonadotropin sudah cukup maksimal untuk merangsang pembentukan spermatozoa. Pada mulanya, diwaktu masih dalam kandungan, sel-sel germinal primordial tampak pada tingkat perkembangan yang dini di antara sel endoderm di dinding kantung kuning telur di dekat allantois. Kemudian pada minggu ke-3 masa janin, mereka akan bermigrasi ke rigi urogenital yang saat itu tumbuh di daerah lumbal. Semenjak dari dalam kandungan sampai masa pubertas nanti, sel-sel germinal primordial ini akan mengalami fase istirahat, sampai suatu saat ketika lumen tubulus seminiferus telah sempurna dibentuk pada pubertas, mereka akan berdiferensiasi menjadi spermatogonia. Sehingga dapat disimpulkan bahwa, spermatogonia itu berasal dari sel-sel germinal primordial tersebut. Spermatogonia tipe A adalah spermatogonia awal yang dibentuk. Seiring perkembangan ilmu pengetahuan, saat ini diketahui bahwa spermatogonia tipe A ini akan mengalami serangkaian fase pembelahan secara mitosis, dan akhirnya membentuk spermatogonia tipe B. Spermatogonia tipe B ini kemudian yang akan bergerak ke lumen, termodifikasi dan membesar membentuk spermatosit primer. Spermatosit primer nantinya akan semakin ke arah lumen sambil membelah secara miosis menjadi spermatosit sekunder. Pada fase miosis pertama ini (atau miosis I), proses yang berlangsung cukup lama adalah pada tahap profase I, yakni sekitar 22 hari. Sedangkan proses selanjutnya yakni metafase, anafase dan telofase berlangsung dengan cepat. Setelah terbentuk spermatosit sekunder, alamiahnya ia akan langsung membelah kembali secara miosis (atau miosis II) menjadi spermatid. (Inilah mengapa secara histologis sel spermatosit sekunder jarang ditemukan dalam preparat histologi). Spermatid yang dihasilkan sekarang telah haploid, atau memiliki setengah dari kromosom induknya (spermatosit primer).5Langkah selanjutnya adalah tahap dimana spermatid berdiferensiasi menjadi spermatozoa. Proses ini secara keseluruhan dikenal dengan spermiogenesis. Spermiogenesis terdiri dari empat tahapan:1. Pembentukan akrosom, yaitu pelindung kepala sperma yang menutupi separoh permukaan nukleus sperma dan berisi enzim-enzim yang diperlukan untuk menembus lapisan-lapisan sel telur pada saat fertilisasi. (contohnya, enzim hyaluronidase dan proteolitik).2. pemadatan inti/kondensasi nukleus.3. pembentukan leher, badan tengah dan ekor dari sperma4. pelepasan sitoplasma yang tersisa menjadi bahan residu yang kemudian difagosit oleh sel sertoli.

Gambar 4. Gambar proses spermatogenesis

Oogenesis Adalah penciptaan ovum (sel telur) merupakan proses dari bentuk betina gametogenesis yang setara dengan jantan yakni spermatogenesis. Oogenesis berlangsung melibatkan pengembangan berbagai tahap reproduksi telur sel betina yang belum matang. Di dalam ovarium janin sudah terkandung sel pemula atau oogonium. Oogonium akan berkembang menjadi oosit primer. Saat bayi dilahirkan oosit primer dalam fase profase pada pembelahan meiosis. Oosit primer kemudian mengalami masa istirahat hingga masa pubertas. Pada masa pubertas terjadilah oogenesis. Oosit primer membelah secara meiosis, menghasilkan 2 sel yang berbeda ukurannya. Sel yang lebih kecil, yaitu badan polar pertama membelah lebih lambat, membentuk 2 badan polar. Sel yang lebih besar yaitu oosit sekunder, melakukan pembelahan meiosis kedua yang menghasilkan ovum tunggal dan badan polar kedua. Ovum berukuran lebih besar dari badan polar kedua. Pengaruh Hormon dalam Oogenesis. Kelenjar hipofisis menghasilkan hormon FSH yang merangsang pertumbuhan sel-sel folikel di sekeliling ovum. Ovum yang matang diselubungi oleh sel-sel folikel yang disebut Folikel Graaf, Folikel Graaf menghasilkan hormon estrogen. Hormon estrogen merangsang kelenjar hipofisis untuk mensekresikan hormon LH, hormon LH merangsang terjadinya ovulasi. Selanjutnya folikel yang sudah kosong dirangsang oleh LH untuk menjadi badan kuning atau korpus luteum. Korpus luteum kemudian menghasilkan hormon progresteron yang berfungsi menghambat sekresi DSH dan LH. Kemudian korpus luteum mengecil dan hilang, sehingga aklurnya tidak membentuk progesteron lagi, akibatnya FSH mulai terbentuk kembali, proses oogenesis mulai kembali.5Oogenesis merupakan proses pembentukann ovum di dalam ovarium. Tidak seperti spermatogenesis yang dapat menghasilkan jutaan sperma dalam waktu yang bersamaan, oogenesis hanya mampu menghasilkan satu ovum matang sekali waktu. Proses oogenensis dipengaruhi oleh beberapa hormon yaitu:a. Hormon FSH (Follicle Stimulating Hormone)Berfungsi untuk merangsang pertumbuhan sel-sel folikel b. Hormon LH (Luteinizing Hormone) Berfungsi merangsang terjadinya ovulasi (yaitu proses pengeluaran sel ovum)c. Hormon estrogen Estrogen berfungsi menimbulkan sifat kelamin sekunderd. Hormon progesteron Hormon progesteron berfungsi juga untuk menebalkan dinding endometrium.

Oogenesis secara sederhana prosesnya dapat dijelaskan tahapannya sebagai berikut:1.Oogonium adalah merupakan sel induk dari ovum yang terdapat dalam sel folikel yang berada di dalam ovarium2.Oogonium mengalami pembelahan mitosis berubah menjadi oosit primer, yang memiliki 46 kromosom. Oosit primer melakukan meiosis (tahap I), yang menghasilkan dua sel anak yang ukurannya tidak sama3.Sel anak yang lebih besar adalah oosit sekunder yang bersifat haploid (n). Ukurannya dapat mencapai ribuan kali lebih besar dari yang lain karena berisi lebih banyak sitoplasma dari oosit primer yang lain4.Sel anak yang lebih kecil disebut badan polar pertama yang kemudian membelah lagi5.Oosit sekunder meninggalkan folikel ovarium menuju tuba Fallopi. Apabila oosit sekunder di dibuahi oleh sel sperma (fertilisasi), maka akan mengalami pembelahan meiosis yang kedua. begitu pula dengan badan polar pertama membelah menjadi dua badan polar kedua yang akhirnya mengalami degenerasi. Namun apabila tidak terjadi fertilisasi, menstruasi dengan cepat akan terjadi dan siklus oogenesis diulang kembali6.Selama pembelahan meiosis kedua, oosit sekunder menjadi bersifat haploid (n) dengan 23 kromosom dan selanjutnya disebut dengan ootid. Ketika inti nukleus sperma dan ovum siap melebur menjadi satu, saat itu juga ootid kemudian mencapai perkembangan akhir atau finalnya menjadi ovum yang matang. Peristiwa pengeluaran sel telur dikenal dengan istilah ovulasi. Pada setiap ovulasi hanya satu telur yang matang dan dapat hidup 24 jam. Jika ovum yang matang tersebut tidak dibuahi, maka sel telur tersebut akan mati dan luruh bersama dengan dinding rahim pada awal siklus menstruasi.

Perbedaan antara mitosis dengan meiosis 6Tabel 1. Perbedaan antara pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis.KejadianMitosisMeiosis

TempatSel somatik atau sel tubuhSel kelamin

Replikasi DNATerjadi selama interfase sebelum pembelahan nukleus dimulaiTerjadi sekali, selama interfase sebelum meiosis I dimulai

Jumlah pembelahanSatu, meliputi profase, metafase, anafase, dan telofase Dua, masing-masing termasuk profase, metafase, anafase, dan telofase

Sinapsis kromosom homologTidak terjadiSinapsis adalah keunikan meiosis. Sinapsis dihubungkan sengan pindah silang antara kromatid yang satu dengan lainnya

Jumlah sel anak dan komposisi genetikDua, masing-masing diploid (2n) dan secara genetik identik dengan sel indukEmpat, masing-masing haploid (n), mengandung separuh dari jumlah kromosom sel induk, secara genetik tidak identik dengan sel induk dan dengan satu sama lainnya

Peran dalam tubuh hewanMemnjadikan organismee dewasa multiseluler berkembang dari zigot; menghasilkan sel untuk pertumbuhan dan perbaikan jaringanMenghasilkan gamet; mengurangi jumlah kromosom sebanyak separuhnya

KesimpulanMenurut tinjauan pustaka yang saya buat, saya mendapatkan kesimpulan perbedaan antara pembelahan meiosis dan mitosis dapat dilihat dari tempat terjadinya, perannya bagi tubuh, jumlah sel anak dan komposisi genetic yang dihasilkannya, dan fase-fase atau langkah-langah terjadinya pembelahan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Rachmawati Faidah.Biologi .Jakarta: Pusat perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, 2009. h. 61 67.2. Elrod S, Stansfield W. Genetika. Jakarta: Erlangga, 2007.h.113. Rohen Johanes W. Embrio fungsional. Edisi ke-2. Jakarta: EGC, 2008. h. 7-28.4. Campbell, Mitchell.R. Biologi. In: Mitosis, Meosis dan siklus hidup sel. Jakarta: Erlangga; 2003. Hal 248-51.5. Widjaja H. Perkembangan sistem fungsi organ manusia dalam embriologi fungsional. Edisi ke-2. Jakarta : Penerbit buku kedokteran EGC, 2003.h. 52-68.6. Campbell NA, Reece JB, Mitchell LG. Biologi. Jakarta: Erlangga, 2002.h.250

15