Teori ketiga dari sel yang mengatakan bahwa, sel itu terjadi dari sel yang telah ada, sel yang menyusun tubuhnya dengan cara pembelahan sel yang khas, dinamakan sel itu memproduksi sendiri.Proses pembelahan sel ini berlangsung dengan mekanisme yang agak rumit untuk menjamin bahwa sel-sel yang baru akan mendapat semua sifat keturunan yang identik seperti induknya.
Pembelahan sel ada 3 macam yaitu : Amitosis, Mitosis dan Meiosis
1. Amitosis, pembentukkan inti secara langsung tanpa diikuti oleh pembelahan sel. Pembelahan ini jarang terjadi, hanya pada beberapa tanaman tertentu saja, misalnya: pada sel-sel buku atau ruas dari ganggang karang. Pembelahan ini biasanya menunjukkan bahwa tanaman telah tua.
2. Mitosis, pembelahan inti yang tak langsung terdapat pada sel-sel embryonal atau sel-sel yang masih terus membelah. Hanya dapat dilihat pada ujung batang dan akar. Dalam mitosis terjadi dua proses yang berurutan yaitu:
Pembagian nukleus (mitosis atau karyokinesis) dan,
Pembagian sitoplasma (cytokinesis)
Setelah itu sel membagi dua, kadang-kadang mitosis tidak diikuti oleh proses cytokinesis, jika proses ini terjadi berulang-ulang maka akan diperoleh suatu sel yang berinti banyak. Proses mitosis mencakup 4 fase yaitu : profase, metafase, anafase dan telofase. Fase dimana nukleus tidak dalam keadaan membagi diri disebut interfase, (Fase istirahat). Istilah ini tidak berarti bahwa istirahat dari aktivitas lainnya, sebab pada fase ini terjadi sintesis zat-zat dalam persiapan menjelang pembagian nukleus. Untuk mengetahui jalan pembelahan inti ini, harus diketahui struktur halus dari sebuah kromosom.
Gambar 31. Kromosom Sel Eukaryotik dan Prokaryotik
Kromosom dan kromomer yang bersifat genetik membawa sifat-sifat keturunan. Sentromer berfungsi untuk mengendalikan pergerakan kromosom pada waktu pembagian sel. Jika dalam profase, kromosom makin memendek maka sentromer makin jelas kelihatannya. Seluruh kromosom hanya jelas kelihatan pada waktu pembelahan sel. Pada waktu lain atau fase istirahat kromosom nampak sebagai benang yang terputus-putus yang sangat halus, panjang dan mudah menyerap zat warna sehingga dinamakan kromatin. Setiap sel dari organisme pada suatu sel selalu mengandung 46 kromosom. Jadi ternyata bahwa yang membedakan spesies tumbuhan dengan hewan yang satu dengan yang lainnya bukanlah jumlah kromosom, tetapi faktor-faktor keturunan di dalam kromosom.
Sejenis nematoda hanya mempunyai 2 kromosom. Jenis chrustaceae mengandung 200 kromosom. Jumlah kromosom tertinggi ditemukan pada jenis Radiolaria (Tumbuhan laut) sekitar 1600 kromosom, kebanyakan dari hewan dan tumbuhan mempunyai kromosom antara 10-15 kromosom. Dalam sel tubuh manusia dari tiap jenis kromosom selalu terdapat 2 buah. Ke-46 kromosom terdiri dari 23 pasang dan ke-23 pasangnya mempunyai jenis yang berbeda. Perbedaan kromosom terletak pada panjangnya, bentuk dan jumlah penggentiannya.
Proses mitosis ini meliputi empat fase sebagai berikut :
1. Profase, berlangsung antara 30 sampai 60 menit, profase ini ditandai dengan adanya benang-benang kromatin mulai menebal menjadi kromosom. Kemudian kromosom makin lama makin memendek dan menyebar, akhirnya kelihatan tiap-tiap kromosom terdiri dari dua belahan yang sama, belahan kromosom ini dinamakan kromatida. Kedua kromatida masih bersatu ditempat kromosom menggenting yaitu pada sentromer. Nukleus makin menjadi kecil, akhirnya menghilang, kemudian membran nukleus juga menghilang. Pada tumbuhan tingkat tinggi profase diakhiri dengan timbulnya benang-benang dari kutub ke kutub membentuk struktur seperti gelondong.
2. Metafase, berlangsung antara 2 sampai 6 menit, semua kromosom yang sudah berhenti memendek jelas kelihatan berbelah dua, menyusun diri di bidang equator yaitu bidang yang tepat terletak dibidang equator adalah sentromennya. Sedangkan lengan-lengan kromosom menonjol diluar bidang sentromer. Masing-masing kromosom kelihatan tercantum pada benang gelondong dan dihubungkan dengan kedua kutub. Bila sebuah kromosom telah siap untuk membelah diri maka berakhirlah metafase dan mitosis akan meningkatkan ke anafase.
3. Anafase, berlangsung dari 3 menit sampai 15 menit, sentromer membelah diri dan bergerak saling menjauhi ke kutub yang berlawanan. Pada waktu yang terpisah ini kedua kromatida tertarik dan masing-masing menjadi kromosom yang berdiri sendiri. Lengan-lengan kromosom masih mengikuti sentromernya yang bergerak ke muka. Pergerakan kromosom menuju ke kutub kelihatannya ditarik oleh benang-benang gelondong yang makin lama makin memendek bergerak munuju kutub. Waktu anafase dihitung dari saat kromosom bergerak sehingga kromosom sampai ke kutub. 4. Telofase, berlangsung antara 30 menit sampai 60 menit, dalam telofase kromosom di
masing-masing kutub memanjangkan diri kembali pada keadaan istirahat. Nukleus muncul kembali dan membran nukleus dibentuk lagi di sekeliling nukleus yang baru. Sementara itu benang-benang mulai menghilang lagi, bila pembentukkan nukleus yang baru telah selesai, maka selesailah seluruh proses karyokinesis dan akan menyusul proses cytokinesis.
Gambar 33. Proses Mitosis Proses Cytokinesis
Proses ini mulai setelah mitosis selesai sama sekali, kadang-kadang juga bersamaan waktu dengan akhir telofase. Pada tumbuhan tingkat tinggi, cytokinesis berlangsung dengan pembentukkan lempengan sel dan butiran-butiran kecil muncul pada bidang equator di dalam daerah gelondong. Butiran ini makin lama makin banyak bergabung dan akhirnya terbentuk suatu lempengan/piringan ditengah bidang equator. Lempengan sel ini tumbuh melebar ke samping-samping sehingga mencapai dinding sel, maka terbentuklah dua sel saudara yang terpisahkan satu sama lainnya.
3. Meiosis, pembelahan ini hanya dapat dilihat waktu tumbuhan membentuk sel kelamin dan hanya dapat dijumpai di dalam alat-alat kelamin tumbuhan.Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual. Pada meiosis, kromosom homolog berpasangan, terjadi pengurangan jumlah kromosom sel induk terhadap sel anak. Pembelahan sel pada meiosis terjadi dua kali yaitu pembelahan I (meiosis I) dan pembelahan II (meiosis II).
Pembelahan meiosis disebut juga pembelahan reduksi, yaitu pengurangan jumlah kromosom pada sel-sel kelamin (sel gamet jantan dan sel gamet betina). Gamet jantan pada tumbuhan dibentuk di dalam organ reproduktif berupa benang sari, sedangkan gamet betinanya dibentuk di dalam putik.Masing-masing pembelahan meiosis terdiri dari tahap-tahap yang sama, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase.
1). Tahap Meiosis I
Sebelum mengalami pembelahan meiosis, sel kelamin perlu mempersiapkan diri. Fase persiapan ini disebut tahap interfase . Pada tahap ini, sel melakukan persiapan berupa penggandaan DNA dari satu salinan menjadi dua salinan. Kromosom masih belum jelas terlihat karena masih berbentuk benang-benang halus (kromatin). Selain itu, sentrosom juga bereplikasi menjadi dua (masing-masing dengan 2 sentriol), sentriol berperan dalam menentukan arah pembelahan sel.
Setelah terbentuk salinan DNA, barulah sel mengalami tahap pembelahan meiosis I yang diikuti tahap meiosis II. Tahap meiosis I terdiri atas profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I, serta sitokinesis I.
a. Profase I
Pada tahap meiosis I, profase I merupakan fase terpanjang atau terlama dibandingkan fase lainnya bahkan lebih . Profase I dapat berlangsung dalam beberapa hari. Biasanya, profase I membutuhkan waktu sekitar 90% dari keseluruhan waktu yang dibutuhkan dalam pembelahan meiosis. Tahapan ini terdiri dari lima subfase, yaitu leptoten, zigoten, pakiten, iploten, dan diakinesis.
1) Leptoten
Subfase leptoten ditandai adanya benang-benang kromatin yang memendek dan menebal. Pada subfase ini mulai terbentuk sebagai kromosom homolog.
2) Zigoten
Kromosom homolog saling berdekatan atau berpasangan menurut panjangnya. Peristiwa ini disebut sinapsis. Kromosom homolog yang berpasangan ini disebut bivalen (terdiri dari 2 kro-mosom homolog).
3). Pakiten
Kromatid antara kromosom homolog satu dengan kromosom homolog yang lain disebut sebagai kromatid bukan saudara (nonsister chromatids). Dengan demikian, pada setiap kelompok sinapsis terdapat 4 kromatid (1 pasang kromatid saudara dan 1 pasang kromatid bukan saudara). Empat kromatid yang membentuk pasangan sinapsis ini disebut tetrad.
4). Diploten
Setiap bivalen mengandung empat kromatid yang tetap berkaitan atau berpasangan di suatu titik yang disebut kiasma (tunggal). Apabila titik-titik perlekatan tersebut lebih dari satu disebut kiasmata. Proses perlekatan atau persilangan kromatid-kromatid disebut pindah silang (crossing over). Pada proses pindah silang, dimungkinkan terjadinya pertukaran materi genetik (DNA)
dari homolog satu ke homolog lainnya. Pindah silang inilah yang memengaruhi variasi genetik sel anakan.
5). Diakinesis
Pada subfase ini terbentuk benang-benang spindel pembelahan (gelendong mikrotubulus). Sementara itu, membran inti sel atau karioteka dan nukleolus mulai lenyap. Profase I diakhiri dengan terbentuknya tetrad yang membentuk dua pasang kromosom homolog. Perhatikan lagi Setelah profase I berakhir, kromosom mulai bergerak ke bi-dang metafase.
b. Metafase I
Pada metafase I, kromatid hasil duplikasi kromosom homolog berjajar berhadap-hadapan di sepanjang daerah ekuatorial inti (bidang metafase I). Membran inti mulai menghilang. Mikrotubulus kinetokor dari salah satu kutub melekat pada satu kromosom di setiap pasangan. Sementara mikrotubulus dari kutub berlawanan melekat pada pasangan homolognya. Dalam hal ini, kromosom masih bersifat diploid.
c. Anafase I
Setelah tahap metafase I selesai, gelendong mikrotubulus mulai menarik kromosom homolog sehingga pasangan kromosom homolog terpisah dan masing-masing menuju ke kutub yang berlawanan. Peristiwa ini mengawali tahap anafase I. Namun, kromatid saudara masih terikat pada sentromernya dan bergerak sebagai satu unit tunggal. Inilah perbedaan antara anafase pada mitosis dan meiosis. Pada mitosis, mikrotubulus memisahkan kromatid yang bergerak ke arah berlawanan.
d. Telofase I
Pada telofase, setiap kromosom homolog telah mencapai kutub-kutub yang berlawanan. Ini berarti setiap kutub mempunyai satu set kromosom haploid. Akan tetapi, setiap kromosom tetap mempunyai dua kromatid kembar. Pada fase ini, membran inti muncul kembali. Peristiwa ini kemudian diikuti tahap selanjutnya, yaitu sitokinesis.
e. Sitokinesis
sitokinesis merupakan proses pembelahan sitoplasma. Tahap sitokinesis terjadi secara simultan dengan telofase. Artinya, terjadi secara bersama-sama. Tahap ini merupakan tahap di antara dua pembelahan meiosis. Alur pembelahan atau pelat sel mulai terbentuk . Pada tahap ini tidak terjadi perbanyakan (replikasi) DNA. Hasil pembelahan meiosis I menghasilkan dua sel haploid yang mengandung setengah jumlah kromosom homolog. Meskipun demiki-an, kromosom tersebut masih berupa kromatid saudara (kandungan DNA-nya masih rangkap). Untuk menghasilkan sel anakan yang mempunyai kromosom haploid diperlukan proses pembelahan
selanjutnya, yaitu meiosis II. Jarak waktu antara meiosis I dengan meiosis II disebut dengan interkinesis .
Jadi, tujuan meiosis II adalah membagi kedua salinan DNA pada sel anakan yang baru hasil dari meiosis I. Meiosis II terjadi pada tahap-tahap yang serupa seperti meiosis I.
2. Tahap Meiosis II
Tahap meiosis II juga terdiri dari profase, metafase, anafase, dan telo-fase. Tahap ini merupakan kelanjutan dari tahap meiosis I. Masing-masing sel anakan hasil pembelahan meiosis I akan membelah lagi menjadi dua. Sehingga, ketika pembelahan meiosis telah sempurna, dihasilkan empat sel anakan. Hal yang perlu diingat adalah bahwa jumlah kromosom keempat sel anakan ini tidak lagi diploid (2n) tetapi sudah haploid (n). Proses pengurangan jumlah kromosom ini terjadi pada tahap meio-sis II.
a. Profase II
Fase pertama pada tahap pembelahan meiosis II adalah profase II. Pada fase ini, kromatid saudara pada setiap sel anakan masih melekat pada sentromer kromosom. Sementara itu, benang mikrotubulus mulai terbentuk dan kromosom mulai bergerak ke arah bidang equator. Tahap ini terjadi dalam waktu yang singkat karena diikuti tahap berikutnya
b. Metafase II
Pada metafase II, setiap kromosom yang berisi dua kromatid, me-rentang atau berjajar pada bidang metafase II. Pada tahap ini, benang-benang spindel (benang mikrotubulus) melekat pada kinetokor masing-masing kromatid.
c. Anafase II
Fase ini mudah dikenali karena benang spindel mulai menarik kromatid menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan. Akibatnya, kromosom memisahkan kedua kromatidnya untuk bergerak menuju kutub yang berbeda. Kromatid yang terpisah ini selanjutnya berfungsi sebagai kromosom individual.
d. Telofase II
Pada telofase II, kromatid yang telah menjadi kromosom mencapai kutub pembelahan. Hasil akhir telofase II adalah terbentuknya 4 sel haploid, lengkap dengan satu salinan DNA pada inti selnya (nuklei).
e. Sitokinesis II
Selama telofase II, terjadi pula sitokinesis II, ditandai adanya sekat sel yang memisahkan tiap inti sel. Akhirnya terbentuk 4 sel kembar yang haploid. Sel-sel anakan sebagai hasil pembelahan meiosis mempunyai sifat genetis yang bervariasi satu sama lain. Variasi genetis yang dibawa sel kelamin orang tua menyebabkan munculnya keturunan yang bervariasi juga.
