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”

Untuk memastikan transfer materi genetic terjadi dengan benar, sel melakukan proses replikasi DNA sebelum pembelahan sel berlangsung.

Tujuan setiap tahapan pembelahan sel adalah untuk menjamin bahwa sel anakan menerima informasi genetik yang sama persis dengan induknya (kecuali pada meiosis). Jika tidak demikian akan terjadi kelainan pada sel-sel anakan yang dihasilkan.

Macam-macam cara pembelahan sel

Berdasarkan ada atau tidaknya tahap-tahap tertentu pada pembelahan sel, pembelahan sel dibedakan menjadi pembelahan sel amitosis (biner), pembelahan sel mitosis, dan pembelahan sel meiosis.

1.     Pembelahan Sel secara Amitosis (Biner)

o    Pembelahan ini berlangsung secara spontan tanpa melalui tahap-tahap pembelahan sel. Cara pembelahan ini terdapat pada organisme prokariotik, misalnya bakteri.

o    Pembelahan pada bakteri terjadi karena sel bakteri tidak memiliki membran inti yang membatasi nukeoplasma dngan sitoplasma.

o    DNA yang terdapat dalam sel prokariotik relatif lebih kecil dibandingkan dengan DNA sel eukariotik.

o    DNA prokariotik berbentuk sirkuler, sehingga DNA tidak perlu dipaket menjadi kromosom-kromosom sebelum pembelahan.

 (gambar pembelahan biner pada sel bakteri) 

           

2.     Pembelahan Sel secara Mitosis

o    Pembelahan mitosis adalah pembelahan sel yang terjadi melalui tahapan-tahapan tertentu.

o    Pembelahan mitosis hanya terjadi pada sel eukariotik

o    Pembelahan mitosis terjadi selama pertumbuhan dan reproduksi aseksual.

o    Pada hewan dan manusia mitosis terjadi pada sel meristem somatic yang mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Pada tumbuhan berbunga, pertumbuhan tercepat terjadi pada ujung akar dan ujung tunas batang. Pembelahan mitosis terjadi pada sel-sel meristem di kedua tempat tersebut.

3.     Pembelahan Sel secara Meiosis

o    Pembelahan meiosis sama seperti pembelahan mitosis yang juga melalui tahapan-tahapan tertentu.

o    Pembelahan meiosis disebut juga pembelahan reduksi, yaitu pemelahan sel induk diploid (2n) menghasilkan empat sel anakan haploid (n)

o    Pada hewan dan manusia, sperma ang haploid dihasilkan di dalam testis dan sel telur haploid dihasilkan di dalam ovarium. Pada tumbuhan berbunga, sel gamet dihasilkan di dalam putik dan benang sari melalui meiosis.

o    Meiosis berperan untuk menghasilkan gamet yang memiliki setengah materi genetic dari induknya, sehingga menyebabkan adanya variasi genetik.

Tahap-tahap Pembelahan Sel

Setiap tahapan pembelahan sel tersebut memiliki karakteristik tertentu.

1.   Pembelahan sel secara Mitosis

Terdiri dari 2 fase, yaitu fase pembelahan inti (kariokinesis), dan fase pembelahan sitoplasma (sitokenesis)

Tahap Interfase

            Pada tahap interfase, sel dianggap istirahat dari proses pembelahan, padahal sebenarnya tahap interfase merupakan tahap yang aktif dan penting untuk mempersiapkan pembelahan sel. Persiapan tersebut berupa replikasi DNA.

Interfase dibagi lagi kedalam subfase-subfase berikut:

-         Fase Gap-1 (G1): Sel belum memulai replikasi DNA, sehingga DNA masih berjumlah 1 salinan dan diploid

-         Fase Sintesis (S): DNA dalam inti mengalami replikasi sehingga pada fase akhir sintesis dihasilkan 2 salinan DNA tetraploid.

-         Fase Gap-2 (G2): Replikasi DNA selesai, sel bersiap memulai pembelahan

Tahap Kariokinesis

Kariokinesis adalah tahap pembelahan inti sel.

Tahap ini terdiri dari fase yang lebih rinci, yaitu:

o    Profase

Pada tahap ini, DNA mulai dikemas menjadi kromosom. Profase merupakan tahap paling lama dalam mitosis. Pada profase awal, kromosom mulai tampak lebih pendek serta menebal. Selanjutnya terbentuk benang-benang spindle yang terhubung dari kutub ke kutub. Pada profase akhir, masing-masing kromosom terdiri dari dua kromatid yang terikat pada pusat sentromer. Pada tahap ini kromosom terletak bebas di dalam sitoplasma.

o    Metafase

Pada tahap ini kromosom bergerak ke bidang ekuator dan benang spindle. Kromosom terikat pada benang spindle melalui sentromer. Kromosom membentuk susunan di bidang ekuator agar pembagian jumlah informasi DNA yang akan diberikan kepada sel anakan yang baru benar-benar rata dan sama jumlahnya.

o    Anafase

Pada tahap anafase, masing-masing sentromer yang mengikat kromatid membelah bersamaan. Kromatid bergerak menuju kutub yang berlawanan. Pada saat kontraksi, benang spindle memendek kemudian menarik kromatid menjadi dua bagian ke dua kutub yang berlawanan. Tahap ini menghasilkan salinan kromosom berpasangan (1c, 2n)

o    Telofase

Pada tahap telofase, kromatid telah disebut kromosom. Membran inti mulai terbentuk dan nucleolus kembali muncul. Pada tahap telofase akhir terjadi pembelahan sitoplasma melalui proses sitokinesis.

(gambar tahap mitosis pada sel hewan)

            Tahap Sitokinesis

Pada tahap sitokinesis terjadi pembelahan sitoplasma yang diikuti dengan pembentukan sekat sel yang baru, yang memisahkan dua inti tersebut menjadi dua sel anakan.

Pada sel hewan, tahap sitokinesis dimulai saat telofase berakhir. Pada telofase terakhir terjadi penguraian benang-benang spindle, kemudian terbentuk cincin mikrofilamen yang menyempit di daerah bekas bidang ekuator. Kontraksi kea rah dalam ini menyebabkan celah yang mendalam pada permukaan sel, diikuti dengan pembagian isi kedua sel secara terpisah. (gambar sitokinesis pada sel hewan)

Sel tumbuhan yang telah mengalami karioinesis segera membentuk sekat sel di sekitar bekas bidang pembelahan.

(gambar sitokinesis pada sel tumbuhan)

2.   Pembelahan sel secara Meiosis (Pembelahan Reduktif)

Pembelahan meiosis menghasilkan sel-sel kelamin (sperma dan sel telur).

Tahap pembelahan meiosis serupa dengan pembelahan mitosis, hanya pada eiosis terjadi dua kali pembelahan yaitu meiosis I dan meiosis II. Masing-masing meiosis terdiri dari tahap-tahap yang sama, yaitu:

Meiosis I

(gambar tahap meiosis I pada hewan)

      

o    Interfase

Sel berada pada tahap persiapan utnuk mengadakan pembelahan. Sel mealkukan penggandaan DNAA dari satu salinan menjadi dua salinan. Pada tahap akhir interfase, dua salinan DNA telah siap dikemas menjadi kromosom

o    Profase I

DNA dikemas ke dalam kromosom. Pada akhir tahap ini, terbetuk kromosom homolog yang berpasangan membentuk tetrad. Kromosom homolog adalah sepasang kromosom yang sama yang mengandung pasangan gen yang identik.

Profase I terdiri dari 5 tahap, yaitu leptoten, zigoten, pakiten, diploten, dan diakinesis. Pada tahap Leptoten, kromatin berubah menjadi kromosom yang mengalami kondensasi  dan terlihat sebagai benang tunggal yang panjang. Pada tahap Zigoten, sentrosom membelah menjadi dua, kemudian bergerak menuju kutub yang berlawanan. Kromosom homolog saling berdekatan dan berpasangan membentuk sinapsis. Pada tahap Pakiten, tiap kromosom yang melakukan penggandaan atau replikasi sebelumnya, menjadi dua kromatid dengan sentromer yang masih tetap menyatu. Tiap kromosom yang berpasangan mengandung empat kromatid disebut tetrad atau bivalen. Pada tahap Diploten kromosom homolog terlihat saling menjauh. Pada tahap Diakinesis terbentuk benang-benang spindle dari pergerakan dua sentriol ke arah kutub yang berlawanan. Diakinesis diakhiri dengan menghilangnya nucleolus dan membran nucleus serta tetrad mulai bergerak ke bidang ekuator.

o    Metafase I

Pada tahap ini, tetrad kromosom berada pada bidang ekuator.

o    Anafase I

Pada tahap anafase I, tiap kromosom homolog masing-masing mulai ditarik oleh benang spindle menuju ke utub pembelahan yang berlawanan arah. Tujuan fase ini untuk membagi isi kromosom diploid menjadi haploid.

o    Telofase I

Pada telofase I, tiap kromosom hmolog kini telah mencapai kutub pembelahan.

o    Sitokinesis I

Pada tahap ini, tiap kromosom homolog dipisahkan oleh sekat sehingga sitokinesis menghasilkan dua sel, masing-masing berisi kromosom haploid dengan kromatid kembarnya.

            Interkinesis

Interkinesis adalah tahap diantara dua pembelahan meiosis. Pada tahap interkinesis tidak terjadi replikasi DNA.

Tujuan Meiosis II adalah membagi kedua salinan tersebut pada sel anakan yang baru.  Pada meiosis II terjadi tahap-tahap yang serupa seperti pada meiosis I.

Meiosis II

    (gambar meiosis II pada sel hewan)

                 

o      Profase II

Kromatid kembar masih melekat pada tiap sentromer kromosom.

o      Metafase II

Pada metafase II, tiap kromosom merentang pada bidang ekuator. Terbentuk benang-benang spindle, satu ujung melekat pada sentromer, dan ujung lain menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan arah.

o      Anafase II

Pada tahap anafase II, benang spindle mulai menarik kromatid menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan.

o      Telofase II

Pada telofase II, kromatid telah mencapai kutub pembelahan. Hasil total dari tahap ini adalah terbentuk empat inti.

o      Sitokinesis II

Pada sitokinesis II, tiap inti mulai dipisahkan oleh sekat sel dan akhirnya menghasilkan empat sel kembar haploid.

           

Gametogenesis

Gametogenesis pada Hewan Jantan (Spermatogenesis)

Pada hewan jantan, proses meiosis dan pembentukan sel kelamin jantan dinamakan spermatogenesis. Sel diploid yang akan menjadi sel induk sperma (spermatogonium) menjadi besar sebelum membelah secara meiosis. Sel demikian disebut spermatosit primer. Sel ini kemudian membelah pada tahap meiosis I menjadi dua spermatosit sekunder. Selanjutnya, kedua sel tersebut membelah pada meiosis II menghasilkan empat sel spermatid. Sel spermatid kemudian berkembang menjadi sperma (gamet jantan yang siap membuahi).

(gambar spermatogenesis pada hewan jantan)

            

Gametogenesis pada Hewan Betina (Oogenesis)

Gametogenesis pada hewan betina disebut oogenesis. Umumnya tahap-tahap oogenesis serupa dengan spermatogenesis. Sel induk telur (oogonium) menjad besar sebelum membelah secara meiosis. Sel yang menjadi besar ini disebut oosit primer. Akan tetapi, dibandingkan spermatogenesis, ada dua perbedaan utama pada oogenesis. Pertama, sel oosit primer jauh lebih besar karena mengandung komponen sitoplasmik lebih banyak. Kedua, dua oosit sekunder (hasil pembelahan meiosis I) berbeda ukuran dan fungsi. Salah satu sel oosit sekunder memiliki ukuran lebih besar. Sel oosit sekunder yang berukuran lebih besar ini akan melakukan meiosis II yang hanya akan menghasilkan satu uvum (sel telur) yang sehat dan fungsional dan satu badan kutub yang akan mengalami degenerasi. Sedangkan sel oosit sekunder yang berukuran lebih kecil (badan kutub pertama) juga mengalami degenerasi (mati). Dengan demikian, dari total empat sel haploid hanya satu sel haploid saja yang fungsional menjadi sel ovum, sedangkan tiga sel lainnya mengalami degenerasi.

   (gambar oogenesis pada hewan betina)

         

Gametogenesis Tumbuhan

Gametogenesis pada tumbuhan bunga dibedakan menjadi dua, yaitu mikrosporogenesis dan megasporogenesis.

o Mikrosporogenesis


            Mikrosporogenesis adalah proses pembentukan serbuk sari (mikrospora) di dalam kepala sari (anthera). Di dalam kepala sari terdapat sel induk serbuk sari yang diploid (2n). Sel induk serbuk sari ini disebut mikrosporosit. Sel induk serbuk sari mengalami pembelahan meiosis menghasilkan empat mikrospora yang bersifat haploid (n) dan masih menyatu. Kemudian, setiap inti mikrospora membelah menjadi dua yang masing-masing haploid. Satu inti dinamakan inti buluh serbuk sari. Inti buluh serbuk sari merupakan inti vegetatif. Satu inti lagi dinamakan inti generatif. Dalam perkembangan selanjutnya, setelah terbentuk serbuk sari. inti generatif membelah lagi menjadi dua inti sperma yang masing-masing haploid. Dengan demikian, serbuk sari yang telah masak mengandung tiga inti yang masing-masing haploid. yaitu satu inti vegetatif dan dua inti sperma. Inti vegetatif dalam perkembangannya akan mati.


o       Megasporogenesis


Megasporogenesis adalah proses pembentukan megaspora. Proses ini dimulai dari pemvelahan meiosis I dan meiosis II sel induk megaspora diploid, menghasilkan empat sel megaspora yang haploid. Pada tumbuhan angiospermae hanya satu megaspora saja yang fungsional, sementara tiga lainnya mengalami degenerasi. Selanjutnya satu sel megaspora yang haploid mengalami tiga kali pemvelahan mitosis berturut-turut menghasilkan 8 sel megaspora di dalam gametofit betina. Delapan sel tersebut selanjutnya tersususn menjadi tiga sel  antipoda, dua inti kutub, satu sel telur (ovum), dan dua sel sinergid.

 

Soal dan Pembahasan:

1. Yang merupakan tahapan pembelahan dari anafase adalah gambar nomor …

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

E. 2 dan 3

Jawaban : C

2. Perhatikan proses tahapan pembelahan sel !!

Tahapan di bawah ini merupakan tahapan pembelahan pada proses profase I meiosis dan berlangsung pada beberapa sub fase, yaitu :

1. Pakiten
2. Diakinesis
3. Diploten
4. Leptoten
5. Zigoten

Manakah urutan yang benar dari proses Profase I meiosis . . .

A. 4-1-5-3-2

B. 4-5-3-2-1

C. 4-3-2-1-5

D. 4-2-3-1-5

E. 4-5-1-3-2

Jawaban : E

3. Peristiwa yang terjadi pada profase dari meiosis I adalah …

A. Membelahnya sentromer menjadi 2

B. Meleburnya dinding inti

C. Terbentuknya benang-benang kromatin

D. Bergantinya kromatid kea rah kutub

E. Berkumpilnya kromosom di bidang equator

Jawaban : C

4. Label yang benar dari gambar spermatogenesis di atas adalah …

A. 1 spermatogonium, 4 spermatid

B. 1 spermatid, 3 spermatosit

C. 1 spermatogonium, 3 spermatosit

D. 1 spermatogonium, 4 sperma

E. 1 spermatid, 5 sperma

Jawaban : A

5. Gambar di bawah ini menunjukkan fase …

A. Interfase

B. Profase

C. Anafse

D. Metafase

E. Telofase

Jawaban : D

6. Perhatikan gambar di bawah ini !

Pada gambar siklus sel, replikasi kromosom terjadi pada fase …

A. M

B. G1

C. G2

D. M2

E. S

Jawaban : D

7. Pada diagram oogenesis di bawah ini, oosit primer ditunjukkan pada nomor …

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

E. 5

Jawaban : B

8. Tempat terjadinya pembelahan meiosis dan hasil mitosis secara berurutan dalah …

A. 1 dan 2

B. 2 dan 3

C. 3 dan 4

D. 4 dan 5

E. 5 dan 6

Jawaban : C

9. Berikut ini adalah gambar pembelahan sel pada hewan secara meiosis

Tahapan yang ditunjukkan pada gambar A-B-C secara berturut-turut adalah …

A. Profase I, Metafase I, Anafase I

B. Metafase II, Anafase II, Profase II

C. Anafase I, Profase II, Metafase II

D. Metafase I, Profase I, Anafase I

E. Metafase I, Profase II, Anafase II

Jawaban : D

10. Secara berurutan, bagian yang ditunjuk oleh nomor 1, 2, 3 dan 4 adalah …

A. Putik-ovum-inti generatif-inti vegetatif

B. Putik-ovum-inti vegetatif-inti generatif

C. Tabung pollen-ovum-inti generatif-inti vegetatif

D. Tabung pollen-polen-inti vegetatif-inti generatif

E. Tabung pollen-polen-inti generatif-inti vegetatif

Jawaban : E

11. Pada pembelahan meiosis terjadi peristiwa berikut :

- Pemisahan kromatid yang membentuk kromosom

- Gerakan kromatid ke kutub-kutub yang letaknya berlawanan

Peristiwa tersebut terjadi pada tahap …

A. Metafase I

B. Telofase I

C. Anafase I

D. Metafase II

E. Anaphase II

Jawaban : E

12. Pada pembelahan meiosis II mikrosporogenesis akan terbentuk …

A. 2 mikrospora haploid

B. 2 mikrospora diploid

C. 2 mikorospora triploid

D. 4 mikrospora haploid

E. 4 mikrospora diploid

Jawaban : C

13. Tahapan yang benar dalam pembelahan mitosis ini adalah …

A. 3-4-1-2

B. 2-3-4-1

C. 2-3-1-4

D. 1-2-4-3

E. 1-2-3-4

Jawaban : B

14. Dibawah ini adalah table antara fase profase I meiosis dan kegiatannya yang benar adalah …

No	Fase	Kegiatan
1	Diploten	Perubahan kromatin jadi kromosom
2	Zigoten	Kromosom homolog saling berpasangan membentuk sinapsis
3	Pakiten	Terjadi pindah silang
4	Diakinesis	Pembentukan tetrad
5	leptoten	Kromosom menuju equator

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

E. 5

Jawaban : B

15. Pada fase manakah terjadinya sintesis protein …

A. GAP I

B. S

C. GAP II

D. Anafase

E. Metafase

Jawaban : A