Mitosis dan Meiosis Pada organisme multiseluler terdapat dua macam sel, yaitu sel tubuh
1. Mitosis dan Meiosis Pada organisme multiseluler terdapat dua macam sel, yaitu sel tubuh
(sel somatis) dan sel kelamin (gamet). Setiap sel tubuh mempunyai sejumlah kromosom yang berpasangan atau 2n. Sel yang mengandung kromosom 2n tersebut dinamakan sel diploid. Sebaliknya, kromosom pada sel kelamin tidak berpasang-pasangan atau n. Sel yang mengandung kromosom n tersebut adalah sel haploid. Sel-sel diploid dan sel-sel haploid tersebut dihasilkan melalui cara pembelahan sel yang berbeda, yaitu pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis.
a. Pembelahan Mitosis Pada pembelahan mitosis, setiap sel diploid, yaitu yang mengandung
kromosom 2n, akan menghasilkan dua sel anak yang juga diploid. Pem- belahan mitosis terjadi pada sel-sel tubuh dan bertujuan memperbanyak sel- sel tersebut. Hal ini diperlukan pada pertumbuhan jaringan, penggantian jaringan yang rusak , dan pembiakan organisme secara tak kawin.
Proses pembelahan mitosis terdiri atas beberapa tahap pembelahan, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Setelah selesai satu proses pembelahan yang menghasilkan dua sel anak, maka sel tersebut mengalami interfase atau masa “istirahat” di antara dua proses pembelahan.
Pada masa interfase, sel anak akan mengalami pertumbuhan, sintesis DNA, protein, dan zat-zat lain, serta duplikasi kromosom. Tahap (fase) yang paling lama ini merupakan masa persiapan untuk pembelahan selanjutnya.
T u g a s 3 .4
Carilah informasi mengenai waktu yang diperlukan pada siklus sel dari suatu spesies, lalu buat dalam bentuk tabel.
Waktu yang diperlukan untuk proses pembelahan mitosis bergantung pada beberapa faktor, antara lain jenis organisme, jenis jaringan, suhu, dan faktor-faktor lingkungan lainnya.
92 Biologi Kelas XII SMA dan MA
Perubahan dari satu tahap ke tahap berikutnya pada pembelahan sel secara mitosis tidak terjadi secara jelas sehingga kerap kali sulit untuk menentukan waktu dimulai dan berakhirnya suatu tahap. Namun, pada setiap tahap terdapat ciri-ciri yang khas, perhatikan Gambar 3.16.
kromatid kromosom
serat gelendong pembelahan
membran
membran plasma
sel sentromer
profase awal
profase akhir pasangan
kromosom
bidang ekuator
metafase
anafase awal
nukleolus membran sel
daerah pembelahan
kromosom Gambar 3.16
Tahap-tahap pembelahan anafase akhir
telofase
mitosis
Sumber: Essentials of Biology, Hopson
1) Profase Pada tahap ini membran nukleus dan nukleolus melebur di dalam sitoplasma, sementara kromatin terpilin secara bertahap menjadi gulungan
yang pendek dan tebal berupa kromosom. Setiap kromosom terdiri atas dua helai kromatid sebagai hasil duplikasi yang tetap saling berlekatan pada bagian yang disebut sentromer.
Setiap pasangan sentriol pada sel hewan bergerak menuju ke kutub-kutub sel yang berlawanan, diikuti dengan terbentuknya serat-serat gelendong pembelahan yang tersusun dari mikrotubulus. Pada sel tumbuhan tidak terdapat sentriol. Namun, serat-serat gelendong pembelahan tetap terbentuk di antara kedua kutub sel yang berlawanan tersebut.
Hereditas
2) Metafase Kromosom bergerak ke bidang pembelahan (bidang ekuator) dan berjajar satu-satu di bidang tersebut. Kromosom ini bergantungan pada serat
gelendong melalui sentromernya masing-masing. Pengamatan tentang jumlah kromosom paling mudah dilakukan pada tahap ini karena kromosom memiliki ketebalan yang maksimal dan berada di tengah-tengah sel.
Pada akhir metafase, sentromer membelah dan setiap kromatid mendapatkan sentromernya masing-masing. Kedua kromatid yang berasal dari satu kromosom itu pun terpisah. Kini setiap kromatid dapat dikatakan sebagai kromosom yang baru.
3) Anafase Pada anafase awal, setiap kromosom bergerak bertolak belakang terhadap pasangannya untuk menuju ke kutub masing-masing sambil tetap
bergantungan pada serat gelendong melalui sentromer. Pada tahap anafase akhir, seluruh kromosom mencapai kutub-kutub sel.
4) Telofase Kromosom yang terpilin pendek melepaskan gulungannya menjadi
kromatin yang panjang dan halus, sementara serat-serat gelendong melebur di dalam sitoplasma bersamaan dengan munculnya kembali nukleolus dan membran nukleus. Membran nukleus yang baru terbentuk mengelilingi kromatin, nukleolus, dan sejumlah sitoplasma sehingga dihasilkan nukleus baru.
Pada tahap ini terjadi peristiwa sitokinesis, yaitu terbaginya sel induk menjadi dua sel anak yang meliputi pembagian sitoplasma, ribosom, retikulum endoplasma, RNA, dan struktur-struktur lainnya.
Peristiwa sitokinesis pada sel tumbuhan dimulai dengan pemben- tukan lempeng pemisah yang ter- susun dari selulosa di bidang ekuator. Lempeng tersebut akan membentuk dinding sel primer. Adapun sito-
kinesis pada sel hewan dimulai dengan terbentuknya lekukan di daerah ekuator yang makin lama semakin dalam dan akhirnya mem- bagi sel menjadi dua sel anak. Untuk lebih jelasnya, proses pembelahan mitosis pada sel bawang dapat dilihat pada Gambar 3.17.
profase metafase
anafase telofase
Gambar 3.17 Proses pembelahan mitosis pada sel bawang
Sumber: Biology, Barrett
94 Biologi Kelas XII SMA dan MA
KEGIATAN 3.2
Mempelajari perubahan yang terjadi pada setiap tahapan Mitosis
Mula-mula buatlah bahan untuk preparat ± 3 hari, seperti gambar di samping.
air
a. Potonglah akar-akar dari bawang merah ± 1 cm, rendam dengan larutan asetokarmin pada kaca arloji, lalu panaskan dengan hati- hati sehingga zat warnanya meresap ke dalam akar bawang tersebut, angkatlah sebelum larutan itu mendidih.
b. Potonglah dan pisahkan akar tersebut, letakkan pada setetes larutan asetokarmin yang telah disiapkan pada kaca objek, tutup dengan kaca penutup, tekan kaca penutup dengan menggulungkan pensil bulat di atas kaca penutup tersebut.
c. Amati di bawah mikroskop dengan pembesaran 400 x, apa yang kamu lihat, kemudian jawab pertanyaan di bawah ini.
1. Fase apa saja yang dapat kamu temukan dari preparat tersebut?
2. Berdasarkan apa kamu bisa mengatakan nama dari fase-fase pembelahan?
3. Gambarkan fase-fase pembelahan yang kamu temukan!
4. Mengapa percobaan ini mengunakan akar bawang?
b. Pembelahan Meiosis Pembelahan sel secara meiosis terjadi pada sel-sel reproduksi dengan
tujuan menghasilkan sel-sel kelamin. Sel-sel reproduksi merupakan sel-sel diploid, sedangkan sel-sel kelamin yang dihasilkannya bersifat haploid karena hanya mengandung separuh dari jumlah kromosom sel induknya. Dengan demikian, pembelahan meiosis menyebabkan pengurangan jumlah kromosom sehingga disebut juga pembelahan reduksi.
Pengurangan jumlah kromosom tersebut bukan secara acak, melainkan kromosom-kromosom yang semula berpasangan akan kehilangan pasangan masing-masing setelah proses pembelahan meiosis. Umpamanya, pada sel reproduksi manusia terdapat 23 pasang kromosom (terdiri atas 46 kromosom), maka pada sel kelamin hanya terdapat 23 kromosom yang tidak berpasangan.
Hereditas
Proses pembelahan sel secara meisosis terdiri atas dua kali pembelahan berturut-turut, yaitu meiosis I dan II yang tidak diselingi interfase atau interfase yang singkat tanpa duplikasi kromosom, pada akhir pembelahan dihasilkan 4 sel haploid.
Tahap-tahap pembelahan tersebut adalah profase I, metafase I, anafase I, telofase I, profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II, perhatikan Gambar
sentrosom membran nukleus
sentrosom kromatin
kromosom
membran sel
bivalen
nukleolus sitoplasma (1) interfase
(2) awal profase I
(3) tengah profase I
(4) akhir profase I
(5) metafase I
(6) anafase I
(7) telopase I (8) profase II
(9) metafase II (10) anafase II
(11) telopase II (12) interfase Sumber: Advanced Biology, Clegg
Gambar 3.18 Tahap-tahap pembelahan meiosis pada sel yang memiliki 2 pasang kromosom
96 Biologi Kelas XII SMA dan MA
1) Profase I Pada fase ini secara bertahap membran inti melebur, sentrosom berpisah, dan serat gelendong terbentuk. Namun, ternyata profase pada meisosis lebih
rumit daripada mitosis. Oleh karena itu, pada profase I terjadi beberapa tahap, yaitu leptoten, zigoten, pakiten, diploten, dan diakinesis.
a) Leptoten (gambar 2) Pasangan kromosom masih berupa kromaton yang panjang dan tipis,
tetapi masing-masing sudah mengalami duplikasi menjadi dua kromatid.
b) Zigoten (gambar 3) Kromosom homolog mendekati pasangannya , lalu bersatu yang disebut
bivalen.
c) Pakiten Tiap kromosom pembentuk sinapsis membelah menjadi dua kromatid.
Berarti pada tiap-tiap kromosom sekarang terdapat empat kromatid yang disebut tetrad.
d) Diploten Pasangan kromatid yang berasal dari satu kromosom mulai menjauhi
pasangan kromatid dari kromosom lainnya, kecuali pada kiasma atau titik- titik persilangan antara kromatid yang satu dan kromatid lain.
e) Diakinesis (gambar 4) Pasangan kromatid yang semakin pendek dan menebal itu berpisah dari
pasangan kromatid yang berasal dari kromosom lain.
2) Metafase I Berbeda dengan metafase pada mitosis, di sini kromosom yang terdiri
atas dua kromatid tidak berjajar satu-satu, tetapi saling berhadapan dengan kromosom pasangannya di bidang pembelahan.
3) Anafase I Setiap kromosom bergerak menuju kutub yang terdekat melalui jalur serat gelendong, sementara sentromer pada tiap-tiap kromosom tetap
bergantungan pada serat gelendong pembelahan. Pada akhir fase ini semua kromosom telah berkumpul di kutubnya masing-masing.
4) Telofase I Di kedua kutub sel terbentuk membran nukleus yang mengelilingi
kromosom. Selanjutnya, sel terbelah dua dan masing-masing memperoleh satu nukleus. Akhir dari tahap ini ditandai dengan terbentuknya dua sel yang haploid.
Hereditas
5) Profase II Seperti halnya pada profase I, membran inti kembali melebur dan sentriol berpisah menuju ke kutub sel yang berlawanan, sementara kromatid-kromatid
penyusun kromosom masih melekat pada sentromernya.
6) Metafase II Kromosom bergerak ke bidang pembelahan dan berjajar di bidang
tersebut kemudian diikuti dengan pemisahan kromatid.
7) Anafase II Kromatid bergerak meninggalkan bidang pembelahan menuju ke kutub yang terdekat sambil tetap bergantungan pada serat gelendong melalui
sentromernya masing-masing.
8) Telofase II Setelah semua kromatid berkumpul di kedua kutub sel, lalu terbentuk membran nukleus di sekelilingnya diikuti dengan pembelahan setiap sel
sehingga terjadilah 4 sel haploid baru.
T u g a s 3 .5
Setelah mempelajari pembelahan mitosis dan meiosis, buatlah tabel perbedaannya berdasarkan: tujuan, tempat terjadinya, jumlah pembelahan, jumlah kromosom, susunan gen, jumlah sel anak.