Catatan Penting yang mendapatkan penekanan pada Reproduksi sel adalah adanya pembelahan Mitosis dan Miosis . Artinya sel membelah bukan sel tumbuh membesar.
Pada pembelahan Mitosis ada 8 hal penting yang harus dipahami sebelum anda kemana mana tentang pembelajaran ini OK
8 hal pokok itu antara lain
- berlangsung pada pembentukan sel somatik ( Sel tubuh ) bukan pembentukan sel kelamin
- melakukan pembelahannya sekali , kemudian istirahat ( interfase)
- antar pembelahan satu dengan yang kedua diselingi dengan fase interfase ( istirahat tidak membelah )
- Anakan selnya mempunyai jumlah kromosom DIPLOID yang sama dengan induk sifatnya sama dengan induk ( 2n - 2n )
- anakan sel mempunyai kemampuan membelah lagi, ini tidak terjadi pada anakan sel hasil miosis Artinya setelah terbentuk anakan sel (G1) maka ia akan bisa membelah lagi setelah mencapai G2
- pada organisme bisa terjadi pada usia muda , dewasa , ataupun usia tua , yang pada pembelahan miosis hanya bisa terjadi di usia dewasa tidak pada organisme yang usianya muda ( pada bayi)
- Tahapannya I-P-M-A-T interfase dulu baru PMAT lagi
- pertumbuhan tubuh
- Perbesaran organ
- Pembentukan Jaringan
- Meregenerasi sel yang rusak kemudian menggantinya
- Membuat Klon hasil yang seragam
Catatan :
- Interfase bukan fase pembelahan mitosis karena fase ini emang sel tidak membelah , namun ia melakukakan kegiatan fisiologis kehidupan .
- untuk lebih jelas sebagai perbandingan , silahkan baca ini detail JUGA kami sampaikan detail pembelahan miosis sebagai tandingan proses pembentukan sel kelamin. OK
Pengantar
- Pertumbuhan dan perkembangan sel tidak lepas dari siklus kehidupan yang dialami sel untuk tetap bertahan hidup.
- Siklus ini mengatur pertumbuhan sel dengan meregulasi waktu pembelahan dan mengatur perkembangan sel dengan mengatur jumlah ekspresi atau translasi gen pada masing-masing sel yang menentukan diferensiasinya.
- Sel adalah unsur terkecil yang menyusun suatu organisme.
- Dalam perjalanan hidupnya, sel tidaklah statis, namun ia senantiasa melakukan kegiatan memperbayak diri Dalam konteks perkembangbiakan pembelahan sel bertujuan agar reproduksi dan embriyogenesis dapat berkelanjutan.
- Sel induk gamet (gametogonium) harus terlebih dahulu berploriferasi, setelah itu gametosit mengalami pembelahan reduksi.
- Bila pembuahan terjadi, maka embriogenesis terjadi, yang pada prinsipnya berlangsung dengan cara perbanyakan satu sel zygot menjadi ribuan sampai milyaran sel.
- Peristiwa tersebut selalu terulang dalam perjalanan hidupnya dan membentuk sebuah siklus yang dinamakan Siklus Sel.
- Pertumbuhan dan perkembangan setiap organisme hidup sangatlah bergantung pada pertumbuhan dan perbanyakan sel itu sendiri.
Fase pada siklus sel
- Fase S (sintesis) Tahap terjadinya replikasi DNA dimana periode S adalah periode aktif mensintesa DNA anak yang disebut Replikasi. Lamanya juga 30-40% dari waktu satu daur pada akhirnya terjadi penggandaan kromatin.
- Fase M (mitotik)Tahap di mana terjadi pembelahan sel (baik pembelahan biner atau pembentukan tunas). Pembelahan sel menampakkan keaktifan mitosis dan sitokinesis sebagai perubahan yang terus-menerus.
- Mitosis memiliki beberapa fase antara lain: profase, metafase, anafase, dan telofase.
- Mitosis berasal dari kata mitos yang berarti benang, disebut demikian karena dalam prosesnya terbentuk benang-benang kromosom dalam inti.
- Pembelahan semacam ini terjadi pada seluruh jaringan tubuh, baik jaringan somatic (vegetatif) maupun jaringan germinatif (generatif).
- Dalam mitosis, karyotipe yang 2 N (diploid) pada sel induk akan tetap 2 N pada sel anak.
- Mitosis terjadi pada sel jaringan yang selalu bersifat muda dan mampu membelah diri terus menerus.
Pembelahan (mitosis), memiliki 4 fase yaitu:
Profase (fase awal)
- Pada periode ini terjadi perubahan pada nucleus dan sitoplasma.
- Pada nucleus, nukleuli menghilang.
- Serabut-serabut kromatin menjadi lebih menggulung rapat dan melipat sehingga kian pendek dan tebal berubah menjadi kromosom, yang besar dan tampak jelas.
- Kromosom kemudian berduplikasi menjadi dua kromatid anak yang sama, dan kemudian bergabung pada sentromer.
- Spindle mitosis terbentuk di sitoplasma, tersusun dari mikrotubul dan bergabung dengan protein, tersusun teratur di antara dua sentrosom.
- Selama profase sentrosom bergerak berlawanan satu sama lain dan nampaknya bergerak sepanjang permukaan inti melalui pemanjangan berkas mikrotubul diantara dua sentrosom.
Prometafase
- Selama prometafase membrane inti terpotong-potong.
- Mikrotubul dari spindle sekarang dapat masuk ke dalam inti dan berhubungan dengan kromosom yang telah menjadi lebih padat.
- Berkas mikrotubul dinamakan serabut spindel, yang meluas dari setiap kutub kea rah ekuator sel.
- Setiap kromatid dari kromosom kini memiliki struktur khusus yang dinamakan kinetokor, yang terletak pada daerah sentromer.
- Mikrotubul yang menambat pada kinetokor dinamakan mikrotubul-kinetokor.
- Struktur ini menyebabkan kromosom bergerak.
- Mikrotubul yang lain, mikrotubul-nonkinetokor, tersusun radier dari kutub menuju ke ekuator sel tanpa menambat pada kromosom.
Metafase
- Sentrosom berada pada kedua kutub sel yang berlawanan.
- Kromosom berada pada bidang metaphase, bidang yang mempunyai jarak yang sama antara spindle kedua kutub.
- Spindel sentromer dari semua kromosom lurus satu sama lain pada bidang metaphase.
- Untuk setiap kromosom, kinetokor dari permukaan kromatid anak berlawanan kutub sel.
- Karena itu kromatid yang sama dari setiap kromosom menambat pada mikrotubul-kinetokor yang tersusun radier dari kutub yang berlawanan dari sel induk.
- Serat gelendong terbentuk sempurna antara kutub, kromosom menggantung pada serat gelendong tersebut lewat sentromernya, dan semua bergerak ke bidang ekuator hingga kromosom terletak pada satu bidang datar
Anafase (fase kembalinya kromosom ke kutub bersebrangan.)
- Sentromer dari setiap kromosom mengganda, sehingga setiap kromatid memiliki sentromer sendiri-sendiri.
- Setiap kromatid sekarang dianggap sebagai calon kromosom.
- Spindle mulai menggerakkan kromatid menuju kutub sel yang berlawanan.
- Hal ini dikarenakan mikrotubul kinetokor menambat pada sentromer.
- Mikrotubul kinetokor memendek ketika kromosom mendekati kutub sel.
- Pada saat yang bersamaan kutub dari sel juga bergerak lebih jauh.
- Akhir dari anafase kedua kutub sel sama jaraknya dan merupakan kumpulan dari kromosom.
Telofase (fase akhir. Pada fase ini sel induk menjadi dua sel anak.)
- Pada fase telofase, mikrotubul nonkinetokor selalu memanjang dan anak inti mulai terbentuk pada kedua kutub sel, dan kromosom berada dalam keadaan terhimpun.
- Membrane inti terbentuk dari potongan-potongan membrane inti sel induk dan bagian lain dari system endomembran.
- Pada fase profase dan prometafase selanjutnya nucleoli nampak kembali dan serabut kromatin dari masing-masing kromosom menjadi kurang erat memilin.
- Mitosis merupakan pembelahan dari satu inti menjadi dua inti yang secara genetic sama.
Sitokinesis
- Sitokinesis terjadi setelah pembelahan karyokinesis selesai. Kemudian disusul pembentukan sitoplasma bagi tiap inti baru.
- Fase G (gap) Tahap pertumbuhan bagi sel.
- Fase G0, sel yang baru saja mengalami pembelahan berada dalam keadaan diam atau sel tidak melakukan pertumbuhan maupun perkembangan. Kondisi ini sangat bergantung pada sinyal atau rangsangan baik dari luar atau dalam sel. Umum terjadi dan beberapa tidak melanjutkan pertumbuhan (dorman) dan mati.
- Fase G1, sel eukariot mendapatkan sinyal untuk tumbuh, antara sitokinesis dan sintesis.
- Fase G2, pertumbuhan sel eukariot antara sintesis dan mitosis.
- Fase tersebut berlangsung dengan urutan S > G2 > M > G0 > G1 > kembali ke S. Dalam konteks Mitosis, fase G dan S disebut sebagai Interfase.
MIOSIS (PEMBELAHAN REDUKSI)
- Selain mitosis terdapat juga meiosis, yaitu bentuk pembelahan inti yang sangat penting diantara reproduksi seksual organisme.
- Meiosis terjadi pada organisme ekuariot, yang selnya mengandung jumlah kromosom diploid.
- Diploid berarti rangkap, dalam artian bahwa informasi genetik pada salah satu kromosom dapat dijumpai pada bentuk yang sama ( atau termodifikasi) pada kromosom kedua didalam inti.
- Kedua kromosom membentuk pasangan sedemikian yang dinamakan homolog.
- Sel diploid manusia mengandung 46 kromosom, atau 23 pasang homolog ke 46 kromosom dari zigote terbentuk dari fertilisasi, yang berasal dari sel sperma dan sel telur yang masing-masing gamet memberikan satu anggotanya dari setiap pasangan homolognya.
- Pemembelahan meiosis terdiri atas 2 tahap yaitu:
- Meiosis pertama (I)
- Meiosis kedua (II).
- Masing-masing tahapan meiosis memiliki ke-4 fase: profase, metafase, anafase, dan telofase. Istirahat antara kedua tahap disebut interkinesis.
- Profase meiosis I dibagi atas 5 sub-tahap: leptoten, zigoten, pakiten, diloten, dan diakinesis.
Meiosis I
- Meiosis didahului oleh sel induk kelamin berupa sel tubuh ( 2n) dimana setiap kromosom mengalami proses replikasi.
- Proses ini menyerupai pada replikasi kromososm mitosis.
- Untuk setiap kromosom, stiap kromatid ( anak) menyerupai sifat genetik yang sama menambat pada sntromer.
- Ada sepasang sentriol (pada sel hewan) juga mengalami replikasi untuk membentuk dua pasang.
Profase I
- Profase meiosis I dibagi atas 5 sub-tahap: leptoten, zigoten, pakiten, diloten, dan diakinesis.
- Leptoten
- Zygoten
- Pakhiten
- Diploten
- Diakenesis
- Leptoten Kromatin terpilin menjadi kromosom. Terdapat 2 pasang kromosom homolog
- Zigoten Kromosom homolog mengandeng; sebelah berasal dari kromosom induk (kromosom matroklin) dan sebelah lain dari kromosom bapak (kromosom patroklin). Dibeberapa tempat terjadi persilangan (chiasma; jamak: chiasmata)
- Pakiten Kromosom homolog mengandeng rapat sepanjang lengannya, dari pangkal ke ujung terbentuk tetrade.
- Diploten Setiap kromosom membelah longitudinal membentuk dua kromatid, sentromer masih satu terjadi chiasmata pada beberapa tempat natara kromatid homolog; dari chiasmata timbul crossing over.
- Diakinesis Kromosam (kromatid) mencapai pilinan maksimal, sehingga mencapai besar maksimal pula. Kromosom homolog merenggang, nukleus menghilang, selapu inti hancur, sentriol menganda dan setiap pasang menuju kutub berseberangan.
Metafase I
- Selaput inti menghilang, serat gelondong terbentuk anatara kedua pasang sentriol, yang terdiri dari: mikrotubuli dan mikrofilia.
- Kromosom (berpasangan homolog) bergerak ke bidang ekuator.
Anafase I
- Sel memanjang dari kutub ke kutub.
- Kromosom homolog berpisah ke kutub berseberangan dan kromatid belum terbentuk.
Telofase I
- Selaput inti terbentuk kembali.
- Sepasang sentriol berada dipinggir luar selaput.
- Cytokinesis terjadi, sehingga sel induk menjadi sel anak.
- Gametosit I pada akhir meiosis I menjadi gametosit II.
Meiosis II
Profase II
- Masanya pendek sekali.
- Selaput inti hilang.
- Sentriol mengganda dan menuju ke kutub berseberangan inti.
- Kromatid disetiap kromosom belum terpia=sah.
- Sentromer masih satu.
Metafase II
- Serat gelondong terbentuk antara pasangan sentriol.
- Kromosom (sepasang kromatid) yang menggatung pada serat gelondong lewat sentromer pindah ke bidang equator.
Anafase II
- Sel memanjang dari kutub ke kutub menurut poros serat gelondong.
- Sentromer pada setiap pasangan kromatid membelah sehingga kromatid bersaudara lepas.
- Kromatid berpisah dan bergerak ke kutub berseberangan.
Telofase II
- Kromatid terbuka kembali pilinannya, terlepas-lepas, menjadi jala halus: kromatin.
- Selaput inti terbentuk kembali.
- Nucleolus muncul, melekat pada kromatin.
- Terjadi sitokinesis, sehingga dari dua gametaosit II terbentuk 4 gametid.
- Gametid (spermatisd , ootid) mengandung kromosom separuh dari sel induk, dari 2N pada gametosit I, menjadi 1N pada gametid.
- Dengan proses transformasi gametid nanti akan berubah menjadi gamet, yakni sel benih matang.
Meiosis menghasilkan gamet yang mengandung bahan genetis yang:
- Separuh dari bahan gametogonium
- Bervariasi, karena terjadinya crossing over pada profase I
MITOSIS DAN MEIOSIS
Tujuan : Mengamati tahapan yang terjadi dalam siklus sel
organisme eukariot
Pendahuluan
- Mitosis dan meiosis merupakan bagian dari siklus sel dan hanya mencakup 5-10% dari siklus sel.
- Persentase waktu yang besar dalam siklus sel terjadi pada interfase.
- Interfase terdiri dari periode G1, S, dan G2.
- Pada periode G1 selain terjadi pembentukan senyawa-senyawa untuk replikasi DNA, juga terjadi replikasi organel sitoplasma sehingga sel tumbuh membesar, dan kemudian sel memasuki periode S yaitu fase terjadinya proses replikasi DNA.
- Setelah DNA bereplikasi, sel tumbuh (G2) mempersiapkan segala keperluan untuk pemisahan kromosom, dan selanjutnya diikuti oleh proses pembelahan inti (M) serta pembelahan sitoplasma (C).
- Selanjutnya sel hasil pembelahan memasuki pertumbuhan sel baru (G1).
Mitosis
- Mitosis merupakan periode pembelahan sel yang berlangsung pada jaringan titik tumbuh (meristem), seperti pada ujung akar atau pucuk tanaman.
- Proses mitosis terjadi dalam empat fase, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase.
- Fase mitosis tersebut terjadi pada sel tumbuhan maupun hewan.
- Terdapat perbedaan mendasar antara mitosis pada hewan dan tumbuhan.
- Pada hewan terbentuk aster dan terbentuknya alur di ekuator pada membran sel pada saat telofase sehingga kedua sel anak menjadi terpisah.
Profase.
- Pada awal profase, sentrosom dengan sentriolnya mengalami replikasi dan dihasilkan dua sentrosom.
- Masing-masing sentrosom hasil pembelahan bermigrasi ke sisi berlawanan dari inti.
- Pada saat bersamaan, mikrotubul muncul diantara dua sentrosom dan membentuk benang-benang spindle, yang membentuk seperti bola sepak.
- Pada sel hewan, mikrotubul lainnya menyebar yang kemudian membentuk aster.
- Pada saat bersamaan, kromosom teramati dengan jelas, yaitu terdiri dua kromatid identik yang terbentuk pada interfase.
- Dua kromatid identek tersebut bergabung pada sentromernya.
- Benang-benang spindel terlihat memanjang dari sentromer
Metafase.
- Masing-masing sentromer mempunyai dua kinetokor dan masing-masing kinetokor dihubungkan ke satu sentrosom oleh serabut kinetokor.
- Sementara itu, kromatid bersaudara begerak ke bagian tengah inti membentuk keping metafase (metaphasic plate)
Anafase.
- Masing-masing kromatid memisahkan diri dari sentromer dan masing-masing kromosom membentuk sentromer.
- Masing-masing kromosom ditarik oleh benang kinetokor ke kutubnya masing-masing
Telofase.
- Ketika kromosom saudara sampai ke kutubnya masing-masing, mulainya telofase.
- Kromosom saudara tampak tidak beraturan dan jika diwarnai, terpulas kuat dengan pewarna histologi
- Tahap berikutnya terlihat benang-benang spindle hilang dan kromosom tidak terlihat (membentuk kromatin; difuse).
- Keadaan seperti ini merupakan karakteristik dari interfase.
- Pada akhirnya membran inti tidak terlihat diantara dua anak inti
- Sitokinesis. Selama fase akhir pembelahan mitosis, muncul lekukan membran sel dan lekukan makin dalam yang akhirnya membagi sel tetua menjadi dua sel anak.
- Sitokinesis terjadi karena dibantu oleh protein aktin dan myosin .
Meiosis
- Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah.
- Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak.
- Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan I (meiosis I) dan pembelahan II (meiosis II).
- Meiosis I dan meiosis II terjadi pada sel tumbuhan.
- Demikian juga pada sel hewan terjadi meiosis I dan meiosis II. Baik pada pembelahan meiosis I dan II, terjadi fase-fase pembelahan seperti pada mitosis.
- Oleh karena itu dikenal adanya profase I, metafase I, anafase I , telofase I, profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II.
- Akibat adanya dua kali proses pembelahan sel, maka pada meiosis, satu sel induk akan menghasilkan empat sel baru, dengan masing-masing sel mengandung jumlah kromosom setengah dari jumlah kromosom sel induk.
ALAT DAN BAHAN
Alat dan Bahan :
- Preparat permanen ujung akar bawang (Allium cepa).
- Preparat permanen anther Amarillidaceae.
- Preparat permanen blastula ikan.
- Preparat permanen testis mamalia.
- Mikroskop cahaya
Cara Kerja
Pembelahan Mitosis
- Mintalah preparat permanen ujung akar bawang, (Allium cepa) dan preparat mitosis pada sel hewan kepada asisten anda.
- Amati preparat tersebut dengan mikroskop pada perbesaran 10x40 dan 10x100. Gambar pembelahan sel tersebut dan beri keterangan seperlunya. Usahakan untuk mengetahui tahapan siklus sel (interfase, profase, metafase, anafase, dan telofase).
Pembelahan Meiosis
- Mintalah preparat permanen meiosis pada sel tumbuhan (polen) dan testis Rana sp. pada asisten anda.
- Amati preparat tersebut dengan mikroskop pada perbesaran 10x40 dan 10x100. Gambar pembelahan tersebut dan beri keterangan seperlunya.
Pertanyaan
- Buatlah diagram untuk menunjukkan tahapan mitosis dan meiosis dari organisme berikut: a. lalat rumah betina (Musca domestica) yang memiliki 6 pasang kromosom. b. lalat buah betina (Drosophilla melanogaster) dengan 4 pasang kromosom
- Pada fase mana dalam tahapan mitosis yang paling mudah untuk menentukan jumlah kromosom sel.
- Sebut perbedaan antara meiosis I dan mitosis; meiosis II dan mitosis
- Fase manakah dari meiosis yang menunjukkan adanya perpasangan kromosom homolog dan pindah silang.
