Logika Biologi Sekilas
2. Pembelahan Sel pada Eukariot
Proses pembel ahan sel pada eukari ot di kenal dengan mi t osi s. Pembelahan sel pada eukariot lebih kompleks dibandingkan pembelahan sel pada prokariot. Pada sel eukariot molekul DN A terkumpul dalam struktur yang disebut kromosom. M asih ingatkah A nda dengan kromosom? Kromosom dapat ditemukan di dalam nukleus (inti sel). Kromosom kali pertama ditemukan pada sel eukariot karena penampakannya yang jelas pada saat mitosis. Kromosom tersusun atas rangkaian protein dan DNA yang terpilin dan membentuk badan kromosom. Namun, rangkaian tersebut lebih sering tercerai berai di dalam nukleus selama siklus hidup sel. Rangkaian protein dan DNA ini disebut juga benang kromatin. Ketika memasuk i mi t osi s benang k r omat i n t er sebut t er k ondensasi dan mengumpul membentuk struktur kromosom.
Siklus hidup sel eukariot dapat dibagi menjadi dua fase, yakni mitosis dan interfase. M itosis adalah fase pembelahan sel, sedangkan interfase adalah fase persiapan sebelum memasuki mitosis. Oleh karena banyak sel yang mampu melakukan pembelahan sel dari satu mitosis ke mitosis lain secara cepat, proses tersebut dapat diilustrasikan sebagai suatu siklus. Proses pembelahan sel pada eukariot dapat disebut juga siklus sel.
Kata Kunci
• Int erfase
• Mit osis
• Pem b elahan b iner
• Siklus sel
yang berlawanan ketika pelekukan membran sel semakin dalam. Ketika molekul DNA terpisah, membran sel dan dinding sel semakin melekuk ke dalam hingga mulai terlihat pemisahan dua sel baru.
Mit osis
Fase G2 (gap)
Interfase
Fase S (Sint esis DNA)
Fase G1 (gap)
a. Interfase
Istilah interfase atau fase antara terkadang salah dimaknai. Karena memberikan pengertian seolah-olah pada fase ini tidak terjadi apa-apa. Padahal pada fase ini sel sedang mempersiapkan semua kebutuhan untuk melakukan pembelahan mitosis. Pada fase ini sel terus tumbuh, bertambah ukuran, membentuk struktur dan molekul baru.
Secara umum, interfase dapat dibedakan lagi menjadi beberapa tahap, yaitu tahap G1, S, dan G2(Gambar 4.2). Tahap G1 (gap 1) merupakan tahap pembentukan macam-macam protein dan transkripsi RN A . H al tersebut menyebabkan pertumbuhan sel terus membesar.
Proses selanjutnya adalah tahap S (sintesis). Pada tahap S terjadi sintesis DNA , berupa replikasi DNA dan sintesis protein histon. Jumlah DN A dalam inti sel bertambah dua kali lipat dan protein histon serta protein kromosom lain yang disintesis di sitoplasma bergabung dengan DNA setelah melewati membran inti sel. Gabungan DNA serta protein tersebut membentuk kromatin.
Pada akhir tahap S, sel memasuki tahap G
2 (gap 2). Pada tahap ini
t erjadi met abolisme normal dan pert ambahan pert umbuhan akibat pembentukan protein yang terus terjadi. Ketika sel memasuki tahap M ( mit osis) , benang-benang kromat in t erkondensasi, dan berkumpul membentuk kromosom.
Gambar 4.2
Siklus sel eukariot
b. M it osis
Fase mitosis merupakan fase paling pendek dari siklus sel. Pada proses ini terjadi pembagian informasi genetis kepada setiap sel hasil pembelahan. Informasi genetis yang dibagikan terlebih dahulu telah melalui proses replikasi pada interfase sehingga DNA sel hasil pembelahan mirip dengan DN A induk.
Para ahli biologi telah membagi proses mitosis menjadi beberapa tahap berdasarkan ciri utama yang dapat diamati, sebagai berikut.
1) Profase, persiapan untuk pembelahan sel. Kromosom terkondensasi dan membran inti sel melebur.
2) M etafase, kromosom berada di bidang ekuator.
3) A nafase, kromosom t erbagi dan bergerak ke arah kut ub yang berlawanan.
Sumber: Biology: Discovering Life, 1991
Kata Kunci
• Anafase
• Met afase
• Profase
4) Telofase, akhir dari mitosis. M embran inti terbentuk dan kedua sel terpisah.
Pada akhir mit osis dan meiosis, biasanya diikut i oleh pembagian sit oplasma. Proses ini disebut juga sitokinesis. Sit okinesis membagi sitoplasma dan membentuk membran atau dinding sel baru bagi setiap sel hingga kedua sel terpisah. Berikut ini penjelasan terperinci dari tahap- tahap tersebut.
1) Profase
Seperti yang telah A nda pelajari, pada interfse, terjadi replikasi DNA . M emasuki profase, benang-benang kromat in t ersebut t erkondensasi membentuk kromosom. DNA asal dan DNA hasil replikasi membentuk kromosom dan merekat pada sentromer. Kromosom tersebut tersusun atas duakromatid. Perhatikan Gambar 4.3.
Gambar 4.3
Profase, krom osom m ulai t erlihat sebagai pasangan krom at id.
Sumber: Essentials of Biology, 1990; Biology: Discovering Life, 1991
K romosom dengan dua kromat i d i ni di sebut j uga k r omosom dupleks. M elalui mitosis ini, setiap pasangan kromatid dari kromosom nantinya akan terbagi ke sel anak. Dengan demikian, setiap kromatid tersebut merupakan kromosom bagi setiap sel. Bentuk kromosom tanpa pasangan kromat idnya disebut kromosom simpleks.
Jika sel baru t ersebut akan mel akukan pembel ahan sel , set iap kromosom akan menggandakan diri melalui proses duplikasi menjadi kromosom dupleks. Sebenarnya, proses duplikasi merupakan hasil replikasi DNA yang terjadi pada tahap S interfase.
Tahap profase dit andai juga oleh penggandaan jumlah sent riol. Sentriol berada di luar membran inti. Setelah terbentuk kromatid, sentriol- sentriol bergerak ke kutub yang berlawanan.
D ari sekit ar sent riol t ersebut muncul benang-benang halus yang disebut benang spindel (mitotic spindle) . Benang-benang spindel ini menyelimuti inti sel dan akan memegang kromosom tepat pada struktur prot ein komplek yang disebut kinetokor. Benang-benang spindel ini terbuat dari mikrotubulus.
Kata Kunci
• Krom osom dupleks
• Krom osom sim pleks
Interfase Profase
Mem b ran int i
Krom at id
Sit oplasm a DNA yang telah
b erep likasi Sen t rio l Anak int i Sen t rio l b erp isah Anak int i hilang Krom osom t erkondensasi Mem b ran int i
m eleb u r Benang sp ind el Krom at id Daerah sen t rom er Krom at id
2) M etafase
Ketika sentromer setiap kromosom sejajar bidang ekuator, menandakan mitosis memasuki tahap metafase. Pada metafase, semua kromosom sel bergerak ke arah bidang ekuator atau bidang pembelahan. Pergerakan ini dibantu oleh benang spindel. Kromosom dengan dua kromatid identik dapat diamati secar jelas pada tahap ini. Perhatikan Gambar 4.4.
Gambar 4.5
Tahap anafase
Sumber: Essentials of Biology, 1990
4) Telofase
Tel ofase di mul ai saat benang-benang spi ndel menghi l ang dan membran inti mulai terbentuk di sekeliling daerah kromosom. M embran inti akhirnya membungkus kromosom-kromosom tersebut.
Lilitan kromosom mulai terurai menjadi kromatin. Pada saat ini jika sel diamati menggunakan mikroskop, kromosom terlihat menghilang dan inti sel menjadi jernih. Setelah tahap telofase, biasanya diikuti oleh tahap sitokinesis, pemisahan sitoplasma. Pada beberapa sel, sitokinesis terjadi sebelum telofase berakhir. Perhatikan 4.6.
Sumber: Essentials of Biology, 1990
Gambar 4.4
Tahap m et afase
3) A nafase
A nafase dimulai ket ika sent romer yang menggabungkan kedua kromat id t erpisah. Kromat id t unggal ini sekarang disebut kromosom simpleks, bergerak menuju kut ub-kut ub pada arah yang berlawanan. A nafase berakhir ketika setiap sel kromosom sampai pada kutub-kutubnya.
Sumber: Essentials of Biology, 1990
Gambar 4.6
Tahap-t ahap m it osis.
Kut ub Kut ub Benang sp ind el Krom osom sejajar bidang p em b elahan Pasangan krom at id b erp isah Berg erak ke kutub Telofase Sitokinesis Telofase Sitokinesis
Mem b ran int i t erb en t u k Benang sp ind el m enghilang Krom osom t eru rai Anak int i t erb en t u k Benang krom at in Sit oplasm a b erp isah
c. Sitokinesis
Sit okinesis umumnya t ejadi set elah sel sedang membelah sudah memiliki dua inti sel pada kutub yang berbeda. Sitokinesis dilakukan untuk memisahkan sitoplasma dan membran sel agar terbentuk dua sel anak utuh.
Terdapat beberapa perbedaan mekanisme sitokinesis antara sel hewan dan sel t umbuhan. Pada sel hewan dengan membran sel yang lent ur, sitokinesis terjadi karena adanya pelekukan yang membagi sel menjadi dua. Pelekukan tersebut terjadi di bidang pembelahan dan disebabkan oleh kontraksi cincin filamen.
Pada sel t umbuhan yang memiliki dinding sel kaku, t idak t erjadi pelekukan membran sel. Oleh karena itu, setelah materi sel terbagi dua, pada bidang pembel ahan t erbent uk l empeng sel. Lempeng sel ini merupak an vesi k ul a-vesi k ul a dari badan Gol gi yang bersat u dan memanjang pada bidang pembelahan. Dinding sel baru terbentuk pada lempeng sel tersebut. Dinding sel terus terbentuk hingga bersatu dengan membran dan dinding sel lama. A khirnya, terbentuklah dua sel tumbuhan yang terpisah serta memiliki membran dan dinding sel sendiri. Perhatikan Gambar 4.7.
Kata Kunci
• Cincin filam en
• Lem peng sel
• Sit okinesis
Gambar 4.7
Sit okinesis pada (a) sel hew an dan (b) sel t um buhan.
Sumber: Essentials of Biology, 1990
(a)
(b)
Kont raksi cincin filam en
Pelekukan
Lem peng sel
1. A pakah yang dimaksud dengan siklus sel?
2. Dalam siklus sel, apakah yang terjadi selama fase G1, S, dan G2?
3. Kapankah pembelahan mitosis terjadi?
4. Jelaskan secara singkat tahapan pembelahan mitosis. Kerjakanlah di dalam buku latihan.
Latihan Pemahaman Subbab A