BAB IV
PEMBELAHAN SEL (REPRODUKSI SEL)
Tumbuhan, hewan dan manusia tumbuh dan berkembang karena sel- sel dalam tubuhnya terus menerus bertambah. Pada makhluk hidup uniseluler (bersel satu) populasinya dapat bertambah dalam waktu yang sangat singkat disebabkan juga karena masing-masing sel terus-menerus membelah. Tapi pembelahan sel yang tidak terkendali justru membawa suatu dampak yang merugikan makhluk hidup, seperti munculnya penyakit kanker. Demikian halnya jika pembelahan sel terlalu lambat maka pertumbuhan dari makhluk hidup tersebut menjadi lambat sehingga terbentuk orang-orang kerdil (orang kate).
Sel yang membelah disebut sel induk dan hasil pembelahannya disebut sel anak. Sel induk memindahkan salinan informasi genetiknya (DNA) ke sel anak. Untuk menyampaikan informasi genetik tersebut sel induk harus melipatgandakan informasi genetik yang dimilikinya (DNA) melalui replikasi (duplikasi) sebelum melaksanakan pembelahan atau
reproduksi sel.
Bentuk-Bentuk Pembelahan Sel
Berdasarkan ada tidaknya tahap-tahap pembelahan, reproduksi sel dibedakan atas:
a) Pembelahan langsung (Amitosis / pembelahan biner)
Pembelahan yang berlangsung spontan, tanpa tahapan pembelahan sel. Dilakulan oleh organisme prokariotik, seperti Bacteria dan Archaebacteria
b) 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.
A. Pembelahan Amitosis
Gambar 1. Pembelahan Amitosis 3.4 Menganalisis
proses
pembelahan sel sebagai dasar penurunan sifat dari induk kepada
keturunannya 4.4 Menyajikan
hasil
pengamatan pembelahan sel pada sel hewan maupun
tumbuhan KOMPETENSI DASAR
Pembelahan amitosis merupakan pembelahan sel yang tidak melalui urutan tahap- tahap tertentu. Pada pembelahan ini nukleus langsung membelah menjadi dua lalu didistribusikan pada sel anak tanpa didahului oleh pembentukan benang spindel, peleburan membran inti, penampakan kromosom, atau ciri lain.
B. Siklus Sel
Siklus sel adalah sebuah pergerakan dari satu pembelahan ke pembelahan berikutnya dan dalam proses tersebut adanya periode diantara pembelahan sel yang berurutan. Pada siklus sel ini fase pertama adalah G1 selanjutnya fase S kemudian fase G2 dan barulah fase M. Fase G1, S dan G2 termasuk dalam interfase sedangkan M adalah fase mitotik yang didalamnya ada tahap mitosis dan sitokinesis.
1. Interfase: fase pertama dalam siklus sel. Di sini, sel menyerap nutrisi dan mempersiapkan mitosis. Interfase merupakan fase istirahat dari pembelahan sel.
Namun tidak berarti sel tidak beraktivitas justru tahap ini merupakan tahapan yang paling aktif dan penting untuk mempersiapkan pembelahan. Interfase 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, 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
2. Fase Mitotik: Fase ini berlangsung sekitar 1 jam dan merupakan tahap terjadinya pembelahan sel. Untuk fase M dibagi menjadi dua bagian tahap yaitu mitosis dan sitokinesis. Mitosis berlangsung dalam 4 tahap yaitu Profase, metaphase, anafase dan telophase dan dilanjutkan dengan proses sitokinesis. Sitokinesis merupakan peristiwa pembelahan sitoplasma yang berlangsung sebelum proses pembelahan inti selesai. Pada sel hewan sitokinesis ditandai dengan pembentukan kerutan pada bagian tengah sel ke arah dalam sehingga akhirnya membagi sel menjadi dua.
Gambar 2. Siklus Sel
C. Pembelahan Sel
Pada organisme eukariotik terdapat dua jenis pembelahan sel yaitu pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis.
1. Pembelahan Mitosis
Pembelahan mitosis bertujuan untuk;
• Memperbaiki maupun mengganti jaringan tubuh yang sudah aus atau sudah rusak
• Pertumbuhan atau memperbanyak sel agar kualitas dan kualitasnya meningkat
• Membentuk jaringan baik sel lama maupun sel baru dikarenakan pembelahan ini akan menghasilkan sel anak dengan jumlah dan sifat kromosom yang sama dengan yang dimiliki induknya.
Pembelahan mitosis memiliki beberapa karakter seperti berikut ini:
• Terjadi pada sel somatik
• Hanya melakukan pembelahan sekali
• Menghasilkan 2 sel anak yang mirip dengan sel induknya
• Anatar selnya memiliki sifat dan jumlah kromosom yang sama
• Untuk pembelahan pertama dan kedua diselingi oleh fase interfase atau fase istirahat untuk tidak membelah
• Terjadi pada organisme yang usianya masih muda, dewasa, maupun tua. Sementara pada pembelahan meiosis hanya terjadi pada organisme dengan usia dewasa
Tahapan Pembelahan mitosis berlangsung melalui 4 tahap yaitu:
a. Profase
Merupakan tahap awal dari pembelahan sel, yang ditandai dengan:
1. Kromatin memendek dan menebal disebut kromosom 2. Membran nukleus dan nukleolus menghilang
3. Sentriol memisah menuju kutub yang berlawanan
4. Benang spindel mengatur diri sedemikian rupa hingga menyerupai bentuk pancaran (aster)
Gambar 3. Profase
b. Metafase
Tahap ini ditandai dengan :
1). kromatid / kromosom memgatur diri pada bidang equator / pembelahan.
2). Setiap sentromer memiliki dua kinetokor yang masing-masing dikaitkan oleh benang spindle
Gambar 4. Metafase c. Anafase
Tahap ini ditandai dengan:
1. Kedua kromatid berpisah menuju kutub yang berlawanan 2. Benang spindel memendek
Gambar 5. Anafase
d. Telofase
Tahap ini ditandai dengan :
1. Kromosom / kromatid telah sampai di kutub-kutub yang berlawanan 2. Membran nukleus dan nukleolus mulai tampak
3. Kromosom menipis dan memanjang menjadi kromatin
4. Terjadi sitokinesis (membran plasma melekuk dan sel membelah menjadi 2 )
Gambar 6. Telofase
2. Pembelahan Meiosis
Pembelahan yang bertujuan untuk membentuk sel-sel kelamin. Disebut juga pembelahan reduksi karena pada proses pembelahan ini terjadi pengurangan jumlah kromosom menjadi setengah dari kromosom induk. Pembelahan meiosis berlangsung melalui dua tahapan pembelahan, yaitu meiosis 1 dan meiosis 2.
Seperti pada pembelahan mitosis sebelum pembelahan meiosis dimulai sel melangsungkan Fase persiapan (interfase I). Interfase I ditandai dengan sel tumbuh dan berkembang. 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.
Tahapan pembelahan meiosis adalah sebagai berikut:
a. Profase I
Profase I pada meiosis waktunya lebih lama serta lebih kompleks dibandingkan dengan profase pada mitosis. Tahapan ini terdiri dari beberapa tahap antara lain:
Leptoten Zygoten Pakiten Diploten Diakinesis
Duplikasi kromosom,
kondensasi(benang- benang kromatin memendek dan menebal membentuk kromosom homolog)
kromosom homolog berpasangan membentuk struktur bivalen yang dinamakan sinapsis.
Terbentuk tetrad, pindah silang dimulai
tahapan terjadinya penampakan secara visual tempat terjadinya pindah silang yang disebut kiasma, nucleolus hilang
perpindahan kiasma bergeser ke ujung kromosom.
Tiap kromatid bergerak ke arah bidang ekuator sel, membrane inti hilang
Gambar 7. Meiosis I dan Subfase Profase I
Gambar 8. Meiosis II b. Metafase I
Fase ini ditandai dengan :
1]. Kromosom homolog (tetrad) mengatur diri di bidang equator / pembelahan 2]. Masing-masing kromosom berikatan dengan benang spindel pada bagian sentromer
c. Anafase I
Fase ini ditandai dengan
1]. Kromosom homolog (tetrad) berpisah dan bergerak menuju kutub-kutub yang berlawanan
2]. Membran sel mulai melekuk dibagian tengah.
d. Telofase I
Fase ini ditandai dengan
1]. Masing-masing kromosom telah sampai di kutub-kutub yang berlawanan.
2]. Lekukan membrane sel semakin dalam.
3]. Nukleolus dan membran inti mulai terbentuk kembali.
4]. Pada fase ini terjadi peristiwa sitokinens (pembagian plasma) sehingga terbentuk dua sel anakan dengan kromosom yang sudah haploid.
e. Interkinesis
Merupakan fase diantara pembelahan meiosis 1 ke meiosis 2, pada tahap ini tidak ada replikasi materi genetik dan dan kromosom tidak berubah menjadi
kromatin seperti fase interfase pada pembelahan mitosis.
f. Profase II
Tahap awal pembelahan sel yang ditandai dengan
1]. Membran nukleus dan nukleolus mulai menghilang kembali.
2]. Sentrosom membelah dan sepasang sentriol memisah menuju kutub-kutub yang berlawanan
3]. Diantara keduanya muncul benang spindle yang memancar dari kedua stentriol.
h. Metafase II
Tahap ini ditandai dengan
1]. Masing-masing kromosom mengatur diri di bidang pembelahan (equator).
2]. Benang spindle mengikat kromosom di bagian sentromer khususnya dibagian kinetokor
i. Anafase II
Tahap ini ditandai dengan
1]. Kromatid-kromatid telah sampai di kutub-kutub yang berlawanan
2]. Membrane sel mulai melekuk di bagian tengah pada akhir anaphase.
j. Telofase II
Tahap ini ditandai dengan
1]. Kromatid telah sampai di kutub dan berubah menjadi kromosom.
2]. Membran nucleus dan nucleolus mulai tampak.
3]. Kromosom menipis dan memanjang menjadi benang-benang kromatin.
4]. Terjadi sitokinesis (pembagian plasma) dan terbentuk dua sel anakan.
Tabel 1. Perbedaan Mitosis Dan Meiosis
Jika dilihat dari jumlah kromosom yang melakukan pembelahan dibandingkan dengan jumlah kromosom sel yang melakukan pembelahan perbedaannya sebagai berikut:
D. Gametogenesis
1. Gametogenesis pada Hewan/manusia
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 b) Oogenesis
Merupakan proses pembentukan sel telur (ovum) yang terjadi di dalam ovarium
Gambar 9. Gametogenesis pada hewan
2. Gametogenesis pada Tumbuhan (Sporogenesis) a) Mikrogenesis
Gametofit jantan terdapat pada stamen (benang sari). Benang sariterdiri atas 2 bagian, yaitu anthera dan filamen (tangkai sari).Proses pembentukan serbuk sari adalah sebagai berikut:
1) Dalam anthera terdapat 4 buah kantong serbuk sari.
2) Tiap kantong serbuk sari mengandung sejumlah sel induk yangdisebut sel induk mikrospora dan masing-masing bersifat diploid.
3) Tiap sel induk serbuk sari membelah secara meiosis menghasilkantetrad yang terdiri dari 4 buah sel mikroskop haploid (n) yang masihbersatu.
4) Mikrospora memisahkan diri membentuk serbuk sari yang haploid (n).
5) Tiap inti serbuk sari membelah secara mitosis menghasilkan 2 buahnukleus haploid, yaitu inti pembuluh serbuk sari dan yang satu lagidisebut inti generatif.
6) Inti generatif mengalami pembelahan secara mitosis dan tidak diikutisitokinesis sehingga terbentuk 2 inti sperma. Sedangkannukleus buluh serbuk sari tidak ikut membelah.
7) Serbuk sari yang masak memiliki 3 inti, masing-masing bersifathaploid, yaitu:
a) Satu nukleus buluh serbuk sari/inti vegetatif.
b) Dua nukleus sperma, yaitu nukleus generatif 1dan nukleus generative 2 8) Tiap serbuk sari mempunyai dua lapisan kulit, yaitu bagian luar disebut eksin
dan bagian dalam disebut intin.
Gambar 10. Mikrosporogenesis b) Makrosporogenesis
Pada tumbuhan juga terjadi proses pembentukan sel kelamin betina yang dikenal dengan proses megasporogenesis. Megasporogenesis berlangsung dalam bakal buah atau ovarium. Di dalam ovarium terdapat bakal biji atau ovulum yang menempel pada dinding ovarium. Ovulum dilindungi oleh integumen luar dan integumen dalam. Bakal biji berhubungan dengan buluh serbuk melalui lubang mikrofil. Dalam bakal biji terdapat sel induk megaspora. Proses megasporogenesis pada Angiospermae adalah sebagai berikut;
1) Sebuah sel induk megaspora diploid (megasporosit) dalam ovarium mengalami meiosis I dan menghasilkan dua sel haploid.
2) Kedua sel haploid mengalami meiosis II dihasilkan 4 megaspora haploid, tiga di antaranya mengalami degenerasi.
3) Megaspora yang masih hidup mengalami tiga kali kariokinesis tanpa sitokinesis dan dihasilkan sel besar (kandung lembaga muda) dan delapan inti haploid.
4) Dalam megaspora empat inti berada pada sisi kalaza dan empat inti lainnya di dekat mikrofil.
5) Satu inti dari tiap-tiap sisi menuju ke pusat dan bersatu membentuk kandung lembaga sekunder yang diploid.
6) Tiga inti pada bagian kalaza dinamakan inti antipoda, inti di bagian tengah yang dekat mikrofil dinamakan ovum (sel telur), dan yang di samping kiri kanan dinamakan sinergid.
Pada peristiwa pembuahan inti generatif membuahi sel telur membentuk zigot diploid. Inti diploid hasil persatuan dua sel kutub yang dibuahi inti generatif menghasilkan endosperm bersifat triploid.
Gambar 11. Makrosporogenesis
Gambar 12. Pembuahan tunggal pada Angymnospermae
Gambar 13. Pembuahan tunggal pada Gymnospermae
