PEMBELAHAN MEIOSIS HEWAN DAN TUMBUHAN

Pembelahan Meiosis disebut juga pembelahan reduksi, karena terjadinya pengurangan jumlah kromosom dalam prosesnya dari 2n menjadi n. Meiosis berlangsung pada gametosit, yakni gametogonium yang telah mengalami perbanyakan (poliferasi). Berasal dari kata ”meion” = lebih kecil, artinya jumlah kromosomnya lebih sedikit. Diperkenalkan oleh E. Van Beneden.

Meiosis terdiri atas dua pembelahan sel yang terspesialisasi yang berurutan, di mana jumlah kromososm dari sel-sel yang dihasilkan dikurangi dari jumlah diploid (2n) menjadi haploid (n). Jumlah kromosom harus dikurangi setengahnya saat gametogenesis, agar jumlah kromosom khas suatu spesies terjaga setelah fertilisasi.

Secara spesifik, meiosis melibatkan replikasi sebuah DNA tunggal dan dua pembelahan sitoplasma. Pembelahan meiosis pertama (meiosis I) adalah pembelahan reduksional yang menghasilkan dua sel haploid dari satu sel diploid tunggal. Pembelahan meiosis kedua (meiosis II) adalah pembelahan berimbang (mirip dengan mitosis, dalam artian terjadi pemisahan kromatid-kromatid dari sel-sel haploid).

            Pembelahan meiosis secara umum dapat dibagi dalam beberapa tahap dengan ciri-ciri tertentu:

·         Tahap Profase      

Kromosom menjadi pendek, menebal, terlihat jelas, berpasangan dengan homolognya dan membentuk duplikatnya (tetrad. 20). Peristiwa-peristiwa profase bersifat kompleks dan dapat dibagi menjadi lima subtahap:

1. Liptonema (Liptoten atau tahap benang tipis): Kromosom-kromosom yang panjang dan tipis mulai berkondensasi, dan sebagai akibatnya tanda-tanda pertama struktur serupa benang mulai muncul dalam materi kromatin yang tadinya amorfus di nukleus.
2. Zigonema (Zigoten atau tahap benang tergabung): Pada tahap ini, pasangan-pasangan kromosom homolog bertemu dan digabungkan oleh sebuah struktur  protein seperti pita yang disebut kompleks sinaptonema, inilah awal sinapsis. Diduga kalu sinapsis terjadi disana-sini di sepanjang kromosom berpasangan, pada tempat-tempat di mana ada kemiripan informasi genetik pada kedua kromosom homolog. Telah diketahui beberapa kasus dimana kompleks sinoptema tidak terbentuk, akibatnya sinapsisnya tidaklah lengkap dan pindah silang sangat tereduksi atau bahkan tidak ada sama sekali.
3. Pakinema (pakiten atau tahap-benang tebal): Sinapsis sudah terbentuk dan noul-nodul rekombinasi mulai muncul di sepanjang kromosom-kromosom yang bersinapsis. Di tempat-tempat itu, kromatid-kromatid nonsaudari ( satu dari masing-masing kromosom-kromosom yang berpasangan) dari tetrad mengalami pindah silang, bepisah, bertukar untaian DNA, dan bergabung kembali, hingga menghasilkan pertukaran materi genetik. Pindah silang merupakan fenomena genetik yang dapat ditentukan hanya dari hasil percobaan-percobaan penangkaran (breeding).
4. Diplonema (Diploten atau tahap benang-ganda): Tahap ini dimulai ketika kompleks sinoptema mulai menghilang, sehingga kromatid-kromatid dan kiasmata individu dapat dilihat dengan mudah. Kiasmata juga masih terlihat.
5. Diakinase (tahap pergerakan ganda): Kromosom mencapai kondensasi maksimal pada tahapan ini, sedangkan nukleolus dan membran nukleus menghilang, sementara aparatus gelendong mulai terbentuk.

·         Tahap Metafase I

Tetrad menyususn diri pada bidang ekuator, membran inti hilang dan sentromer diikat oleh benang gelendong pada sentriol.

·         Tahap Anafase I

Sentromer-sentromer tidak memisah, melainkan terus menyatukan kromatid-kromatid saudari. Kiasmata mulai menghilang, sehingga pasangan-pasangan kromosom homolog dapat berpisah dan bergerak ke kutub-kutub yang berlawanan, dengan kata lain kromosom-kromosom utuh (masing-masing  terdiiri atas dua kromatid saudari) bergerak memissah. Benang gelendong memendek dan menarik belahan tetrad (diad) ke kutub yang berlawanan (homolog dipisahkan). Pergerakan itu mengurangi jumlah kromosom dari diploid (2n) menjadi haploid (n).

·         Tahap Telofase I

Terjadi ketika membran nukleus terbentuk kembali dan kromosom-kromosom telah mencapai kutub tujuannya. Berikutnya terjadi sitokinesis yang menghasilkan pembelahan sel induk diploid menjadi dua sel anakn haploid.. Masing-masing sel haploid menerima perpasangan (assortment) acak kromosom paternal dan maternal, dengan kata lain kromosom-kromosom yang diperoleh dari induk jantan maupun induk betina dalam satu sel anakan tidaklah seragam. Selain itu, akibat pindah silang kromatid-kromatid saudari anakan (masih tetap saling melekat di sentromer) bisa jadi tidak lagi identik secara genetik. Atau dapat dikatakan secara singkat bahwa pada tahap Telofase I  membran sel membentuk sekat sehingga terbentuk 2 sel anak.

·         Tahap Metafase II

Diad menyusun diri pada bidang ekuator dan sentromer diikat oleh benang gelendong pada sentriol.

·         Tahap Anafase II

Benang gelendong memendek dan menarik belahan diad (kromatid) ke kutub yang berlawanan.

·         Tahap Telofase II

Membran sel memuat sekat dan terjadilah 4 sel anak yang masing-masing mengandung kromosom yang haploid (n).

Tabel. Perbandingan Antara Mitosis dan Meiosis

Mitosis	Meiosis
Pembelahan yang memisahkan sister chromatids.	Tahap pertama (meiosis I) adalah pembelahan reduksi yang memisahkan kromosom homolog , sister chromatids memisah saat tahapan kedua (meiosis II).
Satu pembelahan tiap daur yaitu satu pembelahan sitoplasma (sitokinesis) tiap satu pembelahan kromosom yang sama..	Dua kali pembelahan tiap daur yaitu dua pembelahan sitoplasma, satu pembelahan setelah pembelahan reduksi dan satu mengikuti pembelahan kromosom yang sama.
Kromosom tidak berpasangan, biasanya tidak berbentuk kiasmata, tidak terjadi pertukaran genetik kromosom homolog.	Kromosom berpasangan dan membentuk kiasmata, pertukaran genetik terjadi antara kromosom homolog.
Dari satu sel dihasilkan dua sel anak per siklus.	Dari satu sel meiosit dihasilkan empat sel anak per siklus.
Kandungan genetik dari hasil mitosis identik.	Kandungan genetik dari hasil meiosis berbeda, kromosom dapat merupakan turunan kromosom induknya dengan bermacam-macam karena adanya pengelompokan secara rambang dan derjat pindah silang.
Jumlah kromosom sel anak sama dengan jumlah kromosom sel induk.	Jumlah kromosom sel anak setengah dari jumlah kromosom sel meiosit.
Haisl dari mitosis ini dapat mengalami pembelahan mitosis lagi.	Hasil meiosis tidak dapat mengalami pembelahan meiosis yang lain meskipun dapat mengalami pembelahan mitosis.
Biasanya terjadi pada hampir semua sel somatis.	Hanya terjadi pada sel-sel khusus dari sel generatif.
Dimulai dari zigot dan berlangsung terus sepanjang kehidupan organisme.	Pada organisme tingkat tinggi terjadi setelah mulai dewasa, terjadi pada zigot dari banyak jenis alga dan fungi.

Meiosis Pada Hewan

            Pembentukan sel-sel telur (ovum) dalam indung telur (varium) betina disebut ”oogenesis” dan pada jantan proses pembentukan sel-sel sperma dalam testis disebut ”spermatogenesis”.

Jalan kedua proses itu hampir sama, kecuali tahap Telofase I dan Telofase II pada Oogenesis. Di sisni pembelahan selaput sel menghasilkan sel-sel yang tidak sama besar, yaitu satu sel telur (ovum) yang besar dan 3 badan polar yang kecil dan tidak berfungsi.Perbedaan dalam ukuran ini disebabkan oleh penyebaran sitoplasma yang tidak sama banyaknya dalam keempat sel anak tersebut, sedangkan jumlah kromosom sama, yaitu n (haploid).

            Pada proses Oogenesis yang terjadi pada hewan betina, sel primordial diploid dalam ovarium (dinamakan oogonium) mengalami pertumbuhan menjadi oosit primer (masih diploid). Pada meiosis I jumlah kromosom diparuh, kemudian sel membelah menjadi sebuah sel besar (oosit sekunder) dan sebuah sel kecil (badan kutub primer). Badan kutub mengalami degenerasi (sangat mundur) dan tidak ikut mengambil bagian dalam pembuahan. Pada meiosis II dari oosit dihasilkan dua buah sel yang tidak sama besar, yang besar disebut ootid, sedang yang kecil adalah badan kutub sekunder. Setelah mengalami pertumbuhan, ootid menjadi sel telur atau ovum.

Sel-sel primordial diploid fidalam testis membeelah secara mitosis berkali-kali dan membentuk spermatogonium. Selama pertumbuhannya sel ini membentuk sel spermatosit primer (diploid) yang kemudian membelah secra meiosis. Hasilnya berupa dua buah sel spermatosit sekunder yang masing-masing haploid. Selanjutnya sel-sel ini mengalami meiosis II dan menghasilkan 4 spermatid haploid.yang sama besar dan kemudian bermetamorfosis menjadi spermatozoa atau sel-sel sperma. Sel kelamin jantan berukuran lebih kecil dan sangat aktif dibandingkan dengan sel telur yang besar dan pasif.

Meiosis Pada Tumbuhan Tingkat Tinggi 

Pada tumbuhan tinggi, proses meiosis pada dasarnya sama dengan yang terjadi pada hewan. Mikrosporogenesis adalah proses gametogenesis pada bagian jantan dari suatu bunga , yang disebut kepala sari atau antera dan menghasilkan serbuk sari.

Sebuah sel induk mikrospora diploid (mikrosporosit) dalam antera mula- mula mengalami meiosis I dan menghasilkan sepasang sel haploid. Meiosis II menghasilkan 4 mikrospora haploid berkelompok menjadi satu. Tiap mikrospora mengalami karyokinase (intinya membelah biasa), sehingga memiliki 2 inti haploid. Sebuah inti dinamakan inti saluran serbuk sari dan yang lain disebut inti generatip. Setelah terbentuk serbuk sari, inti generatip membelah secara mitosis tanpa disertai sitokinesis dan terdilah 2 inti sperma. Inti saluran serbuk sari tidak membelah. Dengan demikian maka sebutir serbuk sari yang telah masak mengandung 3 inti masing-masing haploid, yaitusebuah inti saluran serbuk sari dan dua buah inti sperma.

 Megasporogenesis ialah gametogenesis yang berlangsung didalam bagian betina dari suatu bunga, yang disebut bakal buah atau ovaraiun dan menghasilkan kandung lembaga. Sebuah sel induk megaspora diploid (megasporosit0 dalam ovarium   mengalami meiosis I menghasilkan dua sel haploid.

Meiosis II menghasilkan 4 megaspora haploid yang letaknya berderet. Tiga megaspora mengalami degenerasi dan mati. Sebuah megaspora yang tertinggal dan masih hidup mengalami pembelahan kromosom secara mitosis tiga kali berturut-turut tanpa diikuti pembelahan plasma. Hasilnya berupa sebuah sel besar (kandung lembaga muda) yang mengandung 8 inti haploid. Kandung lembaga ini dikelilingi oleh kulit (integumen), tetapi di ujungnya terdapat sebuah liang (mikropil) sebagai tempat jalan masuknya saluran serbuk sari kedalam kandung lembaga.

Tiga dari 8 inti tadi menempatkan diri di dekat mikropil, tetapi dua di antaranya (sinergid) mengalami degenerasi. Inti yang ketiga berkembang menjadi sel telur. Tiga buah inti lainnya (antipoda) bergerak ke arah yang berlawanan, tetapi kemudian mengalami degenerasi pula. Sisanya dua inti (inti kutub) kemudian bersatu di tengah kandung lembaga dan terjadilah sebua inti diploid (2n). Kini kandung lembaga yang sudah masak (megagametofit) telah siap untuk dibuahi.    

Fertilisasi Pada Tumbuhan

Serbuk sari biasanya jatuh di atas kepala putik (stigma) dengan perantaraan angina, serangga, atau manusia. Peristiwa ini disebut penyerbukan. Beberapa saat kemudian serbuk sari tumbuh dan membentuk saluran serbuk yang memanjang dan masuk ke dalam tangkai putik (stylus). Di dalam saluran serbuk itu terdapat 3 inti haploid, yaitu inti saluran serbuk terdapat di depan sedang kedua inti sperma mengikuti di belakangnya.

Saluran serbuk memasuki ovarium lewat mikropil. Kedua inti sperma masuk ke kandung lembaga. Salah satu inti sperma bersatu dengan inti sel telur dan membentuk zigot diploid, yang kemudian akan berkembang menjadi embrio. Inti sperma lainnya bersatu dengan inti diploid yang merupakan hasil persatuan dari dua inti kutub. Ini menghasilkan inti triploid (3n) yang setelah mengalami pembelahan berkali-kali akan membentuk jaringan putih lembaga (endosperm). Jadi endosperm itu bersifat triploid.

Oleh karena disini terjadi dua kali pembelahan, yaitu antara inti sperma dengan inti sel telur dan inti sperma dengan inti hasil persatuan dua inti kutub, maka pembuahan pada tumbuh-tumbuhan dengan berbunga (Angiospermae) dinamakan pembuahan ganda.