Makalah Biologi Reproduksi Sel

BAB I

PENDAHULUAN 

1.      LATAR BELAKANG MASALAH

Setiap sel dapat memperbanyak diri membentuk sel-sel yang baru melalui proses pembelahan. Pada makhluk hidup bersel tunggal, pembelahan sel tersebut merupakan cara untuk berkembang biak. Misalnya pada bakteri atau protozoa, terjadi proses pembelahan sel dari satu sel menjadi dua, empat, delapan dan seterusnya.

Pada makhluk hidup bersel banyak, reproduksi sel mengakibatkan bertambah banyaknya sel-sel tubuh, dan dengan demikian terjadilah pertumbuhan tubuh makhluk hidup. Misalnya, sel-sel pada tubuh anak kucing membelah diri mengakibatkan tubuh anak kucing bertambah besar. Selain itu, reproduksi sel juga menyebabkan dihasilkannya sel-sel gamet(sel kelamin). Kucing jantan menghasilkan sperma dan kucing betina menghasilkan ovum.

Pembelahan sel adalah suatu proses dimana material seluler dibagi kedalam dua sel anak. Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan secara langsung ’amitosis’ dan pembelahan secara tidak langsung ’mitosis dan meiosis’.   Sel-sel mengalami pembelahan melalui serangkaian proses yang terjadi berulang kali darin pertumbuhan ke pembelahan, yang dikenal sebagai siklus sel, siklus sel terdiri atas lima fase utama : G1, S, G2, mitosis, dan sitokinesis.

Sel-sel tersebut juga memiliki kemampuan yang berbeda-beda melakukan pembelahannya, ada sel-sel yang mampu melakukan pembelahan secara cepat, ada yang lambat dan ada juga yang tidak mengalami pembelahan sama sekali setelah melewati masa pertumbuhan tertentu, misalnya sel-sel germinatikum kulit mampu melakukan pembelahan  yang sangat cepat untuk menggantikan sel-sel yang rusak atau mati. Akan tetapi sel-sel yang ada pada organ hati melakukan pembelahan dalam waktu tahunan, atau sel-sel saraf pada jaringan saraf yang sama sekali tidak mampu melakukan pembelahan setelah usia tertentu. Sementara itu beberapa jenis bakteri mampu melakukan pembelahan  hanya dalam hitungan jam, sehingga hanya dalam waktu beberpa jam saja dapat dihasilkan ribuan, bahan jutaan sel bakteri. Sama dengan bakteri, protozoa bersel tunggal mampu melakukan pembelahan hanya dalam waktu singkat, misalkan amoeba, paramecium, didinum, dan euglena.

Amitosis adalah pembelahan inti secara langsung diikuti dengan pembelahan sitoplasma. Proses pembelahan sel pada sel prokariotik berbeda dengan pembelahan sel pada eukariotik. Pada prokariotik pembelahan sel berlangsung secara sederhana yang meliputi proses pertumbuhan sel, duplikasi materi genetic, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma yang didahului dengan pembentukan dinding sel baru. Proses pembelahan yang demikian dinamakan amitosis, amitosis adalah pembelahan sel secara langsung tanpa melibatkan kromosom, contohnya pada sel bakteri.

Mitosis adalah proses pembagian genom yang telah digandakan oleh sel ke dua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel. Mitosis umumnya diikuti sitokinesis yang membagi sitoplasma dan membran sel. Meiosis adalah salah satu cara sel untuk mengalami pembelahan. Ciri pembelahan secara meiosis adalah:

1.      Terjadi di sel kelamin

2.       Jumlah sel anaknya 4

3.      Jumlah kromosen 1/2 induknya

4.      Pembelahan terjadi 2 kali

Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah. 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 meiosis I dan pembelahan meiosis II.

B. Rumusan Masalah

1.     Bagaimana pembelahan sel secara amitosis, mitosis, dan meiosis?

2.     Bagaimana siklus pada sel?

C.  Tujuan

1.      Untuk mengetahui pembelahan sel secara amitosis, mitosis, dan meiosis.

2.      Untuk mengetahui siklus sel.

BAB II

PEMBAHASAN

A.     Pengertian Reproduksi Sel

Reproduksi sel adalah proses memperbanyak jumlah sel dengan cara membelah diri, baik pada organisme uniseluler maupun multiseluler. Pembelahan sel pada organisme uniseluler merupakan suatu cara bagi organisme tersebut untuk melestarikan jenisnya. Sedangkan, bagi organisme multiseluler, pembelahan sel menyebabkan pertumbuhan dan perkembangan organisme. Misalnya, pada manusia, sel-sel memperbanyak diri sehingga tubuh manusia tersebut menjadi besar dan tinggi. Selain itu, reproduksi sel pada organisme multiseluler juga menghasilkan sel-sel gamet yang berguna pada saat perbanyakan secara generatif (reproduksi organisme melalui proses perkawinan). Reproduksi sel merupakan proses penggandaan materi genetik (DNA) yang terdapat di dalam nukleus. Sehingga, menghasilkan sel-sel anakan yang memiliki materi genetik yang sama.

Tujuan sel bereproduksi adalah:

1. Perbanyakan sel sehingga terjadi pertumbuhan

2. Pembentukan sel baru yang berbeda dari induknya

3. Pembentukan sel baru yang tentu lebih muda dan sama dengan yang

    sebelumnya.

4. Pembentukan Jaringan

5. Regenerasi sel

6. Pembentukan individu baru dan lain-lain

Sel yang membelah disebut sel induk, dan hasil pembelahannya disebut sel anak. Sel induk memindahkan salinan informasi genetiknya (DNA) ke sel anak.

Jika transformasi genetik itu langsung (amitosis) dan jika melalui tahapan (mitosis/miosis) Untuk menyampaikan informasi genetik tersebut tentu sel induk harus melipat gandakan informasi genetik yang dimilikinya (DNA) melalui replikasi (duplikasi) sebelum melaksanakan pembelahan atau reproduksi sel, replikasi itu terjadi pada waktu Interfase ( istirahat sel tidak membelah) tepatnya pada fase Sintesa (S).

B.      Bentuk-Bentuk Pembelahan Sel

Berdasarkan ada tidaknya tahap-tahap pembelahan, reproduksi sel dibedakan atas:

1.       Pembelahan langsung (Amitosis / pembelahan biner)

Pada organisme uniseluler misalnya bakteri, protozoa dan ganggang bersel satu, terjadi proses pembelahan secara langsung, yang artinya proses pembelahan itu tidak melalui tahapan-tahapan pembelahan. Pembelahan itu dikenal juga dengan pembelahan amitosis. Satu sel induk akan membelah secara langsung menjadi dua, dua menjadi empat, empat menjadi delapan dan seterusnyadi dua, dua menjadi empat, empat menjadi delapan dan seterusnya hingga sel itu bertambah banyak. Setiap sel membelah menjadi dua sel yang sama (identik) sehingga disebut juga pembelahan biner. Pembelahan biner terjadi misalnya pada perkembangbiakan amoeba.

Pada proses pembelahan langsung ini setiap sel anak mewarisi sifat-sifat induknya. Dengan kata lain, pembelahan langsung senantiasa menghasilkan keturunan yang identik. Prosesnya didahului oleh pembelahan inti menjadi dua, diikuti oleh pembelahan sitoplasma dan akhirnya sel itu terbagi menjadi dua sel anak.

2.       Pembelahan tidak langsung (mitosis dan meiosis)

Pembelahan sel yang terjadi melalui tahap-tahap pembelahan. Dilakukan oleh organisme eukariotik seperti sel hewan, sel tumbuhan dan sel manusia, yang tentu mereka semuanya punya lebih dari satu sel ( multicelluler).

a.       Pembelahan Mitosis

Pembelahan yang bertujuan untuk

1.      Mengganti atau memperbaiki jaringan tubuh yang sudah rusak atau aus,

2.      Pertumbuhan ( perbanyakan sel sehingga baik kwantitas dan kwalitasnya 

            bertambah).                                                                       

3.      Membentuk Jaringan karena produk pembelahan ini kromosom/sifat induk sama dengan sifat anakannya , artinya karena membentuk jaringan baik sel baru dan lama sama.

Pembelahan mitosis mempunyai karakter yaitu:

1.      Berlangsung pada sel somatic

2.      Menghasilkan 2 buah sel anakan yang identik dengan induknya.

3.      Melakukan pembelahannya sekali

4.      Antar pembelahan satu dengan yang kedua diselingi dengan fase interfase ( istirahat tidak membelah )

5.      Anakan selnya mempunyai jumlah kromosom yang sama dengan induk sifatnya sama dengan induk mempunyai kemampuan membelah lagi, ini tidak terjadi pada anakan hasil miosis

6.      Pada organisme bisa terjadi pada usia muda , dewasa , ataupun usia tua , yang pada pembelahan miosis hanya bisa terjadi di usia dewasa tidak pada organisme yang usianya muda

7.      Tahapannya I-P-M-A-T interfase dulu baru PMAT lagi berikut uraiannya

Tahapan Pembelahan Mitosis adalah :

1). Interfase

Merupakan fase istirahat dari pembelahan sel. Namun tidak berarti sel tidak beraktifitas justru tahap ini merupakan tahapn yang paling aktif dan penting untuk mempersiapkan pembelahan.

Terbagi atas tiga fase, yaitu:

a). Fase G1 (growth 1/pertumbuhan 1)

Merupakan fase paling aktif berlangsung selama 9 jam. Pada fase ini sel mengadakan pertumbuhan dan perkembangan. Pada fase ini sel bertambah ukuran dan volumenya.

b). Fase S (Sintesis)

Merupakan fase sintesis DNA atau duplikasi kromosom, dengan waktu 10 jam

c). Fase G2 (Growth 2/Pertumbuhan 2)

Merupakan fase yang didalamnya terjadi proses sintesis protein. Pada fase ini sel siap untuk mengadakan pembelahan

Sekali lagi bahwa fase Mitosis tidak diawali dengan Interfase tetapi Fase Profase , karena Interfase merupakan persiapan mitosis , merupakan fase istirahat sel tidak membelah. Sedangkan Mitosis itu Fase sel melakukan pembelahan / reproduksi .

2). Fase Profase

Merupakan tahap awal dari pembelahan sel secara mitosis maupun miosis , yang ditandai dengan:

a). Kromatin memendek dan menebal membentuk kromosom , kemudian kromosom mengganda membentuk kromatida.

b). Membran nukleus dan nukleolus (anak inti) menghilang

c). Sentriol memisah diri menuju kutub yang berlawanan.

d). Benang spindel yang keluar dari masing masing sentriol pada kutub berbeda mengatur diri memegang masing kromatid yang tidak teratur itu.

e). Segera mendorong kromatid yang terbengkalai itu menjadi sangat teratur menuju ke bidang equator.

3). Metafase

Tahap ini ditandai dengan :

a). Kromatid / kromosom mengatur diri pada bidang equator / bidang pembelahan berhadap hadapan .

b). Setiap sentromer memiliki dua kinetokor yang masing-masing dikaitkan oleh benang spindle

c).Tentu Kromosom yang berhadapan itu sudah membawa sandi genetik yang sama karena memang visinya membentuk 2 sel yang sama.

4). Anafase

Tahap ini ditandai dengan:

a). Kedua kromatid berpisah menuju kutub yang berlawanan

b).Keadaan sel jadi memanjang , membran sel melekuk, pada akhir anaphase

c). Pada fase ini tentu set kromosom terjadi pemisahan / pengurangan dari tetrad kromosom ketika berhadapan pada fase metafase terpisah menjadi masing masing 2n (diploid)

5). Telofase

Tahap ini ditandai dengan :

a). Kromosom / kromatid telah sampai di kutub-kutub yang berlawanan

b). Terbentuk sekat pemisah sehingga sel terlihat terbentuk 2 sel dengan masing masing 1 inti

c). Membran nukleus terbentuk membungkus kromosom dan nukleolus mulai tampak

d). Kromosom menipis dan memanjang menjadi kromatin dan akhirnya tak terlihat lagi

e). Terjadi sitokinesis (Membran plasma melekuk) yang di dahului oleh Karyokinesis (inti jadi 2) dan akhirnya terlihat sel membelah menjadi 2

Gambar Mitosis

b.      Pembelahan Meiosis (Pembelahan Reduksi)

Pembelahan ini terjadi bukan di sel kelamin namun di kelenjar kelamin seperti testes atau ovarium dimana pembelahan untuk membentuk sel kelamin (n)dari sel tubuh (2n /diploid) , sel tubuh yang membentuk tidak sembarangan sel tubuh tetapi sel induk kelamin atau induk sperma /induk ovum yang mempunyai nama latin Spermatogonium /Oogonium kedua induk itu terus dibentuk namun jelas secara mitosis ( 2n -2n).

Pembelahan meiosis bertujuan

1). Untuk membentuk sel-sel kelamin.

2). Membentuk pengurangan jumlah kromosom (mereduksi)

3). Pereduksian bertujuan untuk membentuk hasil zygot dari perteuan dua sel kelamin yang selalu sama dengan individu yang ada /individu sebelumnya

4). Untuk mencapainya Pembelahan meiosis berlangsung melalui dua tahapan pembelahan, yaitu miosis 1 dan miosis 2 secara langsung tanpa penggandaan lagi karena harus ada reduksi kromosom

Tahapan pembelahan meiosis adalah sebagai berikut:

Karena dari sel tubuh yang bisa membentuk sel kelamin maka diawali dengan Fase dimana sel tumbuh dan berkembang. Merupakan tahap persiapan untuk mengadakan pembelahan sel. Pada fase ini terjadi peristiwa penggandaan DNA dari satu salinan menjadi dua salinan. Akhir dari fase dihasilkan dua salinan DNA dan siap berubah menjadi kromosom.

1.      Meiosis I

Profase I

Profase I merupakan tahap terpanjang dan dibandingkan tahapan meiosis 1 lain. Benang-benang kromatin semakin menebal dan pendek, membentuk kromosom. Kromosom menggandakan diri, jumlahnya dua kali lipat. Kromosom yang homolog berpasangan membentuk sinapsis. Pasangan kromosom yang homolog itu tersusun atas 4 kromatid sehingga disebut tetrad. Karena kromatid saling menempel, maka ada kemungkinan terjadi tukar menukar gen antara kromatid-kromatid tersebut. Peristiwa tukar menukar gen ini disebut pindah silang.

Pada profase I terjadi beberpa tahapan, yaitu sebagai berikut.

Leptonema (leptoten), kromatin membentuk kromosom.

Zigonema (zigoten), terbentuk pasangan kromosom homolog.

Pakinema (pakiten), kromosom mengganda menjadi 2 kromatid.

Diplonema (diploten), kromatid menebal, membesar, rapat, dan bergandengan.

Diaknesis, terjadi pindah silang rekombinasi gen, dan sentriol berpisah.

Metafase I

Pasangan kromosom homolog /tetrad berada didaerah ekuator. Pasangan kromosom homolog itu mengatur diri di daerah ekuator sehingga dari pasangan kromosom homolog mengarah ke kutub yang satu dan setengah pasangan kromosom homolog mengarah ke kutub yang lain. Sentrosom menuju ke kutub dan mengeluarkan benang-benang spindel.

Anafase I

Kromosom bergerak menuju ke kutub masing-masing. Tidak seperti pada mitosis mengalami pembelahan sentromer, pada meiosis tidak terjadi pembelahan sentromer. Akibatnya, setiap kromosom yang bergerak menuju ke kutub sel itu mash mengandung dua kromatid atau masih berpasangan.

Telofase I

Setelah kromosom yang berpasangan tiba dikutub masing-masing, terbentuklah membran nukleus, yang diikuti pula oleh proses sitokenesis (pembelahan sitiplasma sel). Kini terbentuk dua sel anak, setiap sel mengandung n kromosom sehingga pada akhir telofase I terbentuk dua sel anak yang haploid. Pada saat ini, sel sudah siap memasuki pembelaha meiosis II.

2.      Meiosis II

Meiosis II mirip dengan mitosis. Tahapan selengkapnya sebagai berikut.

Profase II

Pada fase awal, benang kromatin menebal dan memendek membentuk kromosom. Pada fase ini tidak terjadi proses penggandaan kromosom sehingga jumlah set kromosom tetap.

Metafase II

Kromosom mengumpul di daearah ekuator. Setengah kromosom mengarah ke kutub masing-masing. Sentromer terbagi dua, masing-masing mengarah ke kutu, sehingga tempat melekatnya kromosom pada benang-benang sppindel , seperti pada mitosis.

Anafase II

Kromosom bergerak menuju ke kutub masing-masing.

Telofase II

Setelah kromosom sampai di kutub masing-masing, terbentuklah membran inti. Tiap – tiap inti mengandung n kromosom(sel haploid). Akhirnya diikuti oleh proses sitokinesis sehingga seluruhnya terbentuk empat sel anak haploid.

Gambar Meiosis

Perbedaan antara Mitosis dan Meiosis

Adapun perbedaan antara pembelahan mitosis dan meiosis adalah:

Pembeda	Mitosis	Meiosis
Tahap pembelahan	Satu kali	Dua kali
Jumlah sel anak	Dua sel	Empat sel
Jumlah kromosom sel anak	Sama dengan sel induk	Setengah dari sel anak
Sifat kromosom anak	Diploid (2n)	Haploid (n)
Tempat pembelahan	Sel tubuh	Sel kelamin

C.     SIKLUS SEL

Siklus sel merupakan serangkaian kejadian dengan urutan tertentu berupa duplikasi kromosom sel dan organel didalamnya yang mengarah ke pembelahan sel. Pada eukariotik (sel bernukleus), proses perbanyakan atau sintesis bahan genetik terjadi sebelum berlangsungnya proses pembelahan sel, mitosis atau meiosis.

Siklus sel adalah fungsi sel yang paling mendasar berupa duplikasi akurat sejumlah besar DNA di dalam kromosom, dan kemudian memisahkan hasil duplikasi tersebut hingga terjadi dua sel baru yang identik. Siklus sel yang berlangsung kontinu dan berulang (siklik), disebut proliferasi. Keberhasilan sebuah proliferasi membutuhkan transisi unidireksional dan teratur dari satu fase siklus sel menuju fase berikutnya. Jenjang reaksi kimia organik yang terjadi seyogyanya diselesaikan sebelum jenjang berikutnya dimulai. Sebagai contoh, dimulainya fase mitosis sebelum selesainya tahap replikasi DNA akan menyebabkan sel tereliminasi.

Di antara mitosis pertama dan mitosis berikutnya terdapat interfase. Saat interfase sel tidak membelah melainkan aktif melakukan metabolisme untuk pertumbuhan dan pembentukan energi untuk pembelahan mitosis berikutnya. Interfase tidak termasuk dalam tahap PMAT dan dibedakan dalam tiga tahap, yaitu:

G1 (gap 1): merupakan akhir mitosis dan awal sintesis (presintesis), pada fase ini sel mulai tumbuh membesar

S (sintesis): terjadi duplikasi organel dan sintesis DNA, pada tahap ini sel aktif melakukan metabolisme, tumbuh, dan berkembang

G2 (gap2) : merupakan akhir fase sintesis (postsintesis) dan awal dari mitosis berikutnya

Demikian seterusnya, setelah selesai melakukan pembelahan pada tahap mitotik, sel akan masuk interfase, dilanjutkan mitosis lagi, dan seterusnya. Hampir pada setiap kasus misalnya pembelahan sel untuk penyembuhan luka (regenerasi), sel akan berhenti membelah manakala luka telah sembuh. Itulah salah satu kehebatan sel. Tahu kapan harus membelah, dan tahu kapan harus berhenti. Sel yang tahu diri untuk berhenti dari pembelahan akan masuk ke fase G0 atau fase stationer. Pada tahap ini sel tidak akan melakukan pembelahan. Jika terjadi luka, sel segera memasuki fase G1 untuk melakukan pembelahan. Sel yang tidak tahu diri, harusnya masuk G0 tetapi nekat masuk ke G1, itulah yang disebut sel tumor atau kanker.

Sel yang mempunyai kemampuan membelah adalah sel "muda" atau sel immature yang belum memiliki fungsi tertentu. Pada kondisi lingkungan yang mendukung sel akan memasuki siklus sel dan menghasilkan 2 sel identik. Sel yang tidak lagi membelah akan keluar dari siklus dan berdeferensiasi menjadi sel yang mature dengan struktur dan fungsi tertentu.

Pada dasarnya siklus sel terdapat 2 fase utama yaitu fase S (DNA sintesis) dan fase M (Mitosis). Pada fase S terjadi duplikasi kromosom, organele dan protein interseluler dan pada fase M terjadi pemisahan kromosom dan pembelahan sel. Sebagian besar sel memerlukan waktu ekstra untuk proses sintesis sehingga pada siklus sel terdapat ekstra fase Gap yaitu Gap 1 antara fase M dan fase S serta Gap 2 antara fase S dan Mitosis. Hal ini mendasari pembagian fase menjadi 4 fase yaitu Fase G1, Fase S, Fase G2 (ketiganya disebut Interfase) dan fase M (mitosis dan sitokinesis). Interfase adalah fase istirahat, sel ini sebenarnya sangat aktif secara biokimia walaupun terlihat tidak ada perubahan morfologi (waktu lama, 23 jam dalam 1 siklus 24 jam). M phase (mitosis) merupakan inti dari siklus sel dan secara morfologi terjadi perubahan yang jelas teramati berupa kromosom yang tertarik ke kutub, sitogenesis dan akhirnya sel terbagi menjadi dua (waktu cepat, 1 jam dalam 1 siklus 24 jam). Fase Gi dan G2 bukan hanya sebagai ekstra waktu proses sintesis namun juga berperan sebagai ekstra waktu bagi sel untuk memonitor kondisi lingkungan internal dan eksternal sebelum masuk ke fase S dan M. Jika kondisi lingkungan tidak mendukung maka sel berhenti berprogress pada G1 dan bahkan memasuki kondisi resting state pada Go (G zero). Go ini dapat berlangsung selama berhari-hari, bertahun-tahun atau sampai sel mati. Jika kondisi lingkungan mendukung dan terdapat sinyal untuk tumbuh maka sel akan memulai proses pada suatu titik akhir G1 yang disebut titik "Start". Setelah melalui titik ini sel akan mulai masuk fase S ditandai dengan Replikasi DNA yang terus berlangsung bahkan walau signal pertumbuhan dan pembelahan sudah tidak ada.

Jenjang reaksi yang terjadi pada siklus sel, sangat mirip dengan relasi substrat-produk dari sebuah lintasan metabolik. Produk dari sebuah jenjang reaksi akan berfungsi sebagai substrat pada jenjang berikutnya, demikian pula dengan laju reaksi jenjang yang pertama akan menjadi batas maksimal laju reaksi pada jenjang berikutnya.

Transisi antara jenjang reaksi ditentukan oleh lintasan pengendali ekstrinsik dan intrinsik yang terdiri dari beberapa cekpoin, sebagai konfirmasi selesainya reaksi pada suatu jenjang sebelum jenjang berikutnya dimulai. Kedua lintasan kendali dapat memiliki cekpoin yang sama.

Lintasan kendali instrinsik akan menentukan setiap tahap berjalan sebagaimana mestinya. Fasa S, G₂ dan M pada sel mamalia dikendalikan oleh lintasan ini, sehingga waktu yang diperlukan untuk fase tersebut, tidak jauh bervariasi antara satu sel dengan sel lain.

Lintasan kendali ekstrinsik akan berfungsi sebagai respon terhadap kondisi di luar sel atau telisik defisiensi sel. Defisiensi lintasan kendali intrinsik seringkali menyebabkan kanker. Penyimpangan pada protein yang mengendalikan cekpoin siklus fase sering ditemukan pada penderita kanker.

D.    FASA PADA SIKLUS SEL

Pada sel prokariota yang tidak memiliki inti sel, siklus sel terjadi melalui suatu proses yang disebut pembelahan biner, sedang pada sel eukariota yang memiliki inti sel, siklus sel terbagi menjadi dua fase fungsional, fase S dan M, dan fase persiapan, G₁ dan G₂:

1. Fasa S (sintesis)

Merupakan tahap terjadinya replikasi DNA. Pada umumnya, sel tubuh manusia membutuhkan waktu sekitar 8 jam untuk menyelesaikan tahap ini. Hasil replikasi kromosom yang telah utuh, segera dipilah bersama dengan dua nuklei masing-masing guna proses mitosis pada fase M.

2. Fasa M (mitosis)

Fase mitosis terdiri dari profase, prometafase, metaphase, anaphase dan telofase. Tahapan pembelahan inti ini masing-masing tidak sama waktunya. Fase mitosis atau fase pembelahan terdiri dari karyokinesis atau pembelahan nukleus dan sitokinesis           atau     pembelahan     sitoplasma.

Interval waktu fase M kurang lebih 1 jam. Tahap di mana terjadi pembelahan sel (baik pembelahan biner atau pembentukan tunas). Pada mitosis, sel membelah dirinya membentuk dua sel anak yang terpisah. Dalam fase M terjadi beberapa jenjang fase, yaitu:

a).    Profase, fase terjadinya kondensasi kromosom dan pertumbuhan pemintalnya. Pada saat ini kromosom terlihat di dalam sitoplasma.

Pada periode profase terjadi perubahan pada nukleus dan sitoplasma.Pada nukleus, nukleuli menghilang.Serabut-serabut kromatin menjadi lebih menggulung rapat dan melipat sehingga kian pendek dan tebal berubah menjadi kromosom, yang besar dan tampak jelas. Kromosom kemudian berduplikasi menjadi dua kromatid anak yang sama, dan kemudian bergabung pada sentromer. Spindle mitosis terbentuk di sitoplasma, tersusun dari mikrotubul dan bergabung dengan protein, tersusun teratur di antara dua sentrosom. Selama profase sentrosom bergerak berlawanan satu sama lain dan nampaknya bergerak sepanjang permukaan inti melalui pemanjangan berkas mikrotubul diantara            dua      sentrosom.

b).Prometafase, pada fase ini sampul inti sel terlarut dan kromosom yang mengandung 2 kromatid mulai bermigrasi menuju bidang ekuatorial (piringan metafase).

Menjelang metafase, beberapa ujung mikrotubul gelendong mitotic menempel pada setiap kinetokor yang berada di dekatnya.Membran inti terpotong-potong. Mikrotubul dari spindle sekarang dapat masuk ke dalam inti dan berhubungan dengan kromosom yang telah menjadi lebih padat. Berkas mikrotubul dinamakan serabut spindel, yang meluas dari setiap kutub kearah ekuator sel. Setiap kromatid dari kromosom kini memiliki struktur khusus yang dinamakan kinetokor, yang terletak pada daerah sentromer.Mikrotubul yang menambat pada kinetokor dinamakan mikrotubul-kinetokor.Struktur ini menyebabkan kromosom bergerak. Mikrotubul yang lain, mikrotubul-nonkinetokor, tersusun radier dari kutub menuju ke ekuator sel tanpa menambat pada kromosom.

c). Metafase. Kondensasi kromosom pada bidang ekuatorial mencapai titik puncaknya.

Pada metaphase, mikrotubul kinetokor memegang peranan penting yaitu mengatur letak dan arah kromosom terhadap sumbu gelendong mitotic dan mengatur dan menggerakkan kromosom ke bidang ekuatorial.Sentrosom berada pada kedua kutub sel yang berlawanan. Kromosom berada pada bidang metaphase, bidang yang mempunyai jarak yang sama antara spindle kedua kutub. Spindel sentromer dari semua kromosom lurus satu sama lain pada bidang metaphase. Untuk setiap kromosom, kinetokor dari permukaan kromatid anak berlawanan kutub sel. Karena itu kromatid yang sama dari setiap kromosom menambat pada mikrotubul-kinetokor yang tersusun radier dari kutub yang    berlawanan      dari      sel        induk.
d). Anafase. Tiap sentromer mulai terpisah dan tiap kromatid dari masing-masing kromosom tertarik menuju pemintal kutub.

Pada anafase terjadi pemisahan kromatida kromosom.Pada fase ini terjadi tarikan ke kutub sehingga kromatid terpisah.Sentromer dari setiap kromosom mengganda, sehingga setiap kromatid memiliki sentromer sendiri-sendiri.Setiap kromatid sekarang dianggap sebagai calon kromosom.Spindle mulai menggerakkan kromatid menuju kutub sel yang berlawanan.Hal ini dikarenakan mikrotubul kinetokor menambat pada sentromer.Mikrotubul kinetokor memendek ketika kromosom mendekati kutub sel. Pada saat yang bersamaan kutub dari sel juga bergerak lebih jauh. Akhir dari anafase kedua kutub sel sama jaraknya dan merupakan kumpulan dari kromosom.

e. Telofase. Kromosom pada tiap kutub mulai mengalami dekondensasi, diikuti dengan terbentuknya kembali membran inti sel dan sitoplasma perlahan mulai membelah.

Pada fase telofase, mikrotubul nonkinetokor selalu memanjang dan anak inti mulai terbentuk pada kedua kutub sel, dan kromosom berada dalam keadaan terhimpun.Membran inti terbentuk dari potongan-potongan membran inti sel induk dan bagian lain dari system endomembran.
Sitokinesis terjadi pada saat anaphase dan telofase.Pada sel hewan, tanda pertama yang terlihat adalah melekuknya selaput sel selama anaphase.Pelekukan terjadi di daerah sekat metaphase atau bidang ekuatorial.

f). Sitokinesis. Pembelahan sitoplasma selesai setelah terjadi oleh interaksi antara pemintal mitotik, sitoskeleton aktomiosin dan fusi sel, dan menghasilkan dua sel anak yang identik. Sitokinesis pada sel tumbuhan berlangsung dengan cara yang berbeda. Sitoplasma dibagi dua oleh pembentukan dinding sel baru di dalam sel induk.Sekat sel mulai terbentuk di bidang antara dua nukeus anakan.Sekat sel berhubungan dengan sisa mikrotubul kutub gelendong mitotic yang membentuk suatu struktur yang disebut fragmoplas.Struktur ini mengandung dua perangkat mikrotubul yang berhadapan. Vesikuli kecil yang berasal dari kompleks golgi dan berisi prazat dinding sel tersusun sepanjang mikrotubul disebelah menyebelah fragmoplast dan diangkut kearah bidang ekuatorial yang selanjutnya membentuk sekat sel.

 Sitokinesis terdiri atas dua macam, yaitu:
1).  Disjunctive
Sitokinesis yang disjunctive, menghasilkan sel-sel anak yang lepas-lepas.

Contoh:  Profiliferasi limfosit dalam reaksi immune, sehingga terbentuk klon. Sel tidak berhubungan / berlekatan satu sama lain
2). Astral

Sitokinesis astral menghasilkan sel-sel anak yang masih berhubungan / berlekatan. Contoh: Cleavage pada zygote membentuk blastula. Tiap sel dalam blastula (blastomer) masih berlekatan dan berhubungan. Hubungan antara sel bersebelahan berupa gap junction, yang merupakan tempat keluar masuk / transport berbagai bahan bermolekul kecil, ion, air, dan juga terjadi perimbangan muatan listrik.

3.      Fasa G (gap)

Fasa G yang terdiri dari G₁ dan G₂ adalah fase sintesis zat yang diperlukan pada fase berikutnya. Pada sel mamalia, interval fase G₂ sekitar 2 jam, sedangkan interval fase G₁ sangat bervariasi antara 6 jam hingga beberapa hari. Sel yang berada pada fase G₁ terlalu lama, dikatakan berada pada fase G₀ atau “quiescent”. Pada fase ini, sel tetap menjalankan fungsi metabolisnya dengan aktif, tetapi tidak lagi melakukan proliferasi secara aktif. Sebuah sel yang berada pada fase G₀ dapat memasuki siklus sel kembali, atau tetap pada fase tersebut hingga terjadi apoptosis.

Pada umumnya, sel pada orang dewasa berada pada fase G₀. Sel tersebut dapat masuk kembali ke fase G₁ oleh stimulasi antara lain berupa: perubahan kepadatan sel, mitogen atau faktor pertumbuhan, atau asupan nutrisi.

4. Interfase

Merupakan sebuah jedah panjang antara satu mitosis dengan yang lain. Jedah tersebut termasuk fase G₁, S, G₂. Interfase terdiri dari tiga tahapan yaitu tahap G1, S dan G2.G1 dimana terjadi aktivitas biosintesa yang tinggi.Sel sedang aktif mensintesa ARN (transkripsi) dan protein (transisi) serta membentuk sitoplasma baru, yang nantinya merupakan bahan untuk membina sel anak.Peristiwa ini mendorong inti dan sitoplasma membesar.Lama G1 30-40% dari waktu daur.
Tahap S yaitu merupakan tahap replikasi dan transkripsi DNA, Dengan demikian sel anak mengandung bahan genetis yang sama dengan sel induk. Lamanya juga 30-40% dari waktu satu daur Tahap G2 merupakan tahap persiapan diri sel untuk membelah. Nukleus masih nyata dibungkus membran inti mengandung satu atau lebih nucleolus. Dua sentrosom muncul di luar inti, terbentuk selama awal interfase melalui proses replikasi dari sentrosom tunggal. Mikrotubul meluas dari sentrosom dalam susunan radial dinamakan aster).Kromosom telah menduplikasi (selama fase S) tetapi dalam keadaan ini tidak dapat dibedakan sendiri-sendiri, karena masih dalam bentuk serabut kromatin yang terkemas longgar.Pada periode ini semua bahan sitoplasma dan organel menjadi rangkap dua.Lamanya 10-20% dari waktu daur.

Siklus sel diatur oleh tiga macam molekul sebagai faktor pengontrol yaitu:

1. S-fase activator yang mengaktifkan fase S dan terdapat hanya pada sitoplasma fase S yang bekerja memulai sintesis DNA (menginduksi untuk memulia terjadinya replikasi DNA).

2.  M-fase promoting factor yang hanya ada pada sitoplasma fase M yang menyebabkan kondensasi kromosom.

3. M-fase delaying faktor.

E. Proses Pembentukan Gamet (Gametosis)

Gametogenesis adalah proses pembentukkan sel-sel gamet, yang terjadi secara meiosis di dalam alat perkembangbiakan. Gametogenesis terjadi pada organisme dewasa. Pada hewan dan manusia gametogenesis terjadi di testis dan ovarium.

a.      Spermatogenesis

Merupakan proses pembentukkan sperma yang terjadi di dalam testis. Sel kelamin jantan atau spermatozoid (sperma) berbentuk kecil, lonjong, dan berflagela dan secara keseluruhan bentuknya menyerupai kecebong. Flagela tersebut digunakan sebagai alat gerak di dalam medium cair.

Organ penghasil sperma disebut testis. Pada mamalia, testis terdapat pada hewan jantan sebagai buah pelir atau buah zakar. Buah pelir pada manusia berjumlah sepasang.

Didalam testis terdapat saluran-saluran kecil (tubulus seminiferus) dan pada dinding saluran sebelah dalam itulah terjadi proses spermatogenesis. Pada bagian tersebut terdapat sel-sel induk sperma yang disebut spermatogonium. Spermatogonium mengalami mitosis menjadi spermatoist primer (sel sperma primer). Selanjutnya, satu spermatosit primer mengalami meiosis I menjadi dua sel spermatosit sekunder (haploid). Tiap-tiap sel spermatosit sekunder mengalami meiosis II sehingga terbentuk 4 sel spermatid yang sama besar, yang haploid. Mula-mula spermatid berbentuk bulat, kemudian tumbuh menjadi sel sperma yang berflagela dan dapat bergerak aktif. Jadi, dari satu spermatosit primer akan dihasilkan dua spermatosit sekunder dan akhirnya berbentuk 4 sel sperma.   

Tahapan spermatogenesis adalah:

Terlihat pada Gambar pada Miosis 1 (sebelah kiri) terjadi pengurangan (reduksi) kromosom 2n - n

Spermatogonium ( 2n) - spermatosit primer (2n) - jadi 2 spermatosit sekunder (n)

sedangkan pada miosis Ke 2 (gambar sebelah kanan) sebenarnya itu terjadi mitosis karena dari n - n

2 Spermatocyt II membelah mitosis - 4 spermatid (n) - yang akhirnya muncul ekor membentuk spermatozoid ( n) yang berjumlah empat sel anakan sperma yang semua hidup

b.      Proses Oognesis

Sel telur atau ovum adalah sel kelamin betina. Bentuknya lebih besar dari pada sperma dan tidak dapat bergerak (pasif). Sel telur dihasilkan oleh sepasang ovarium atau kelenjar telur, kiri dan kanan. Berbeda dengan testis yang berada di luar tubuh, ovarium berada di dalam rongga tubuh, di sekitar pinggang.

Proses oogenesis berlangsung di dalam ovarium dan didahului oleh pembelahan mitosis sel induk ovum (oogonium). Hasil pembelahan adalah oosit primer. Pada proses meiosis I. Oosit primer membelah menjadi dua sel yang tidak sama, yaitu satu sel berukuran besar disebut oosit sekunder dan satu sel lagi berukuran kecil, disebut badan kutub pertama.

Pada proses meiosis II, oosit sekunder (n)membelah menjadi dua sel yang tidak sama besarnya. Satu sel berukuran besar disebut ootid yang mengandung nukleus, kuning telur dan sitoplasma sel. Sedangkan satu sel yang lain berukuran kecil dan hanya mengandung nukleus dan disebut badan kutub kedua. Badan kutub pertama juga mengalami meiosis  II membentuk dua sel kecil badan kutub ke dua. Dengan demikian pada akhir meiosis II berbentuk 4 buah sel, yaitu satu sel besar yang disebut ootid, dan tiga sel kecil yang disebut dengan badan kutub(polosit).

Ootid dapat tumbuh menjadi ovum dewasa tanppa mengalami pembelahan sel lagi. Sementara itu tiga sel badan kutub yang berukuran kecil mengalami degenerasi (penyusutan) dan tidak berfungsi. Sehingga pada akhir proses oogenesis  hanya satu tinggal satu sel ovum yang fungsional. Satu sel ovum tersebut mengandung nukleus, kuning telur, sitoplasma, ribosom, dan organel sel lainnya dalam jumlah yang cukup. Keadaan demikian penting untuk proses pertumbuhan zigot kelak dikemudian hari.

Berbeda dengan individu jantan yang setiap kali dapat mengelurakan sperma dengan jumlah banyak, individu betina biasanya hanya menghasilkan satu ovum dalam setiap ovulasi. Pada bebarapa mamalia misalnya tikus , kelinci, dan kambing, individu betina dapat menghasilkan ovum lebih dari satu. Ovulasi lebih dari satu dapat terjadi pada ovarium sebelah kiri dan atau kanan atau secara bersaman.

Gambar Proses Oogenesis

Perbedaan antara  Spermatogenesis dengan Oogenesis terletak pada:

1. jumlah sel anakan yang fungsional

2. ukurannya

3. tempat terjadinya

Persamaan antara Spermatogenesis dengan Oogenesis terletak pada:

1. miosis

2. mebentuk kromosom haploid

3. membentuk 4 sel anakan

4. harus terjadi pada individu dewasa

E.     Hubungan Pembelahan Mitosis dan Meiosis dengan Pewarisan Sifat

Telah diuraikan bahawa sifat makhluk hidup tersimpan di dalam kromosom dalam bentuk sepenggal DNA yang dikenal sebagai gen. Agar sifat-sifat induk dapat diwariskan kepada keturunannya, maka diperlukan mekanisme pembagian gen. Mekanisme pembagian gen pembawa sifat itu berlangsung pada proses  pembelahan mitosis dan meiosis.

1.      Mitosis

Pada profase akhir, setiap sel kromosom menggandakan diri menjadi dua set kromosom. Artinya setiap alel (gen dan pasangannya) membentuk alel baru yang identik. Pada metafase berlangsung pembagian kromosom, agar tiap sel anak nantinya mendpatkan jumlah set kromosom yang sama dan identik, sehingga saat telofase yaitu saat sel telah membelah menjadi dua sel anak memiliki set kromosom yang sama dengan sel induk. Ini berarti bahwa:

1).  Semua sifat induk diwariskam kepada kedua sel anak

2). Setiap sel anak memiliki sifat iddentik dengan sel induk

Mitosis berlangsung diseluruh jaringan tubuh, kecuali di organ pembentuk gamet. Mitosis dimulai dari pembelahan zigot hingga proses pertumbuhan berlangsung. Karena itu hasil mitosis, yakni sel-sel somatik (sel-sel tubuh), senantiasa identik.

            Pada tumbuhan, perbanyakan melalui setek dan cangkok senantiasa menghasilkan keturunan yang identik. Keturunan yang identik juga dapat dihasilkan melalui kultur jaringan tumbuhan. Demikian pula pada kultur jaringan hewan,. Proses perbanyakan untuk menghasilkan individu yang identik itu disebut juga sebagai pengklonaan disebut individu satu klona.

2.      Meiosis

Jika pada pembelahan mitosis satu sel induk menghasilkan dua sel anak idenik, maka pada pembelahan meiosis satu sel induk menghasilkan empat sel anak. Setiap sel anak hasil meiosis mewarisi setengah set kromosom sel induk. Mula-mula sel induk memiliki 2n kromosom (sel diploid) dan akhirnya terbentuk 4 sel anak masing-masing memiliki n kromosom sel (haploid).

Baik sel sperma maupun sel ovum memiliki setengah set kromosom sel induk. Jadi, masing-masing merupakan sel haploid. Jika terjadi fertilisasi, ovum dan sperma melebur membentuk satu sel zigot. Sel zigot mengandung 2n kromosom (sel diploid). Jadi, didalam sel zigot terkandung setengah set kromosom induk jantan dan setengah set kromosom induk betina. Artinya, zigot memiliki separo sifat induk jantan dan separo sifat induk betina.

Bab III

PENUTUP

KESIMPULAN

1.      Pembelahan sel ada 2 jenis, yaitu secara langsung (amitosis) dan tidak langsung (mitosis, dan meiosis:pembelahan reduksi)

·         Pembelahan sel secara amitosis adalah pembelahan sel yang tidak melalui urutan tahap-tahap tertentu yang didahului dengan pembelahan inti tanpa pembentukan benang-benang kumparan sperma (kromosom).

·         Pembelahan sel secara mitosis adalah proses pembelahan sel secara tidak langsung, karena pembelahan inti didahului dengan pembentukan benang-benang kumparan sperma yang berlangsung pada sel somatic dan sel nutfah (germ cell).

·         Pembelahan sel secara meiosis adalah proses pembelahan sel di mana jumlah kromosom per sel ,dibelah dua.

2. Siklus pada sel yaitu serangkaian kejadian dengan urutan tertentu berupa duplikasi kromosom sel dan organel didalamnya yang mengarah ke pembelahan sel. Pada eukariotik (sel bernukleus), proses perbanyakan atau sintesis bahan genetik terjadi sebelum berlangsungnya proses pembelahan sel, mitosis atau meiosis dan merupakan fungsi sel yang paling mendasar berupa duplikasi akurat sejumlah besar DNA di dalam kromosom, dan kemudian memisahkan hasil duplikasi tersebut hingga terjadi dua sel baru    yang identik.

DAFTAR RUJUKAN

biodas . Rancangan Pembelajaran. (online). (http://biodas.wordpress.com diakses 30 Maret 2013).

Biologimediacentre. Reproduksi  Sel 2 Amitosis dan Mitosis. (online). (http://biologimediacentre.com

diakses 30 Maret 2013).

iptekdakhlan . 2009. Pembelahan Sel. (online). (http://iptekdakhlan.blogspot.com diakses 30 Maret

2013).                

perkembangbiakansel .  Perkembangbiakan Sel. (online). (http://perkembangbiakansel.blogspot.com/

diakses 30 Maret 2013).