pembelahan sel

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang Masalah

 Pembelahan sel adalah suatu proses dimana material seluler dibagi kedalam dua sel anak. Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan secara langsung ’amitosis’ dan pembelahan secara tidak langsung ’mitosis dan meiosis’.   Sel-sel mengalami pembelahan melalui serangkaian proses yang terjadi berulang kali dari pertumbuhan ke pembelahan, yang dikenal sebagai siklus sel, siklus sel terdiri atas lima fase utama : G1, S, G2, mitosis, dan sitokinesis.

Sel-sel tersebut juga memiliki kemampuan yang berbeda-beda melakukan pembelahannya, ada sel-sel yang mampu melakukan pembelahan secara cepat, ada yang lambat dan ada juga yang tidak mengalami pembelahan sama sekali setelah melewati masa pertumbuhan tertentu, misalnya sel-sel germinatikum kulit mampu melakukan pembelahan  yang sangat cepat untuk menggantikan sel-sel yang rusak atau mati. Akan tetapi sel-sel yang ada pada organ hati melakukan pembelahan dalam waktu tahunan, atau sel-sel saraf pada jaringan saraf yang sama sekali tidak mampu melakukan pembelahan setelah usia tertentu. Sementara itu beberapa jenis bakteri mampu melakukan pembelahan  hanya dalam hitungan jam, sehingga hanya dalam waktu beberapa jam saja dapat dihasilkan ribuan, bahkan jutaan sel bakteri. Sama dengan bakteri, protozoa bersel tunggal mampu melakukan pembelahan hanya dalam waktu singkat, misalkan amoeba, paramecium, didinum, dan euglena.

1.2  Rumusan Masalah

1.      Apakah pengertian dari pembelahan sel?

2.      Bagaimana mekanisme pembelahan sel baik mitosis maupun meiosis?

3.      Apakah perbedaan antara pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis?

1.3  Tujuan 

1.      Mengetahui pengertian pembelahan sel.

2.      Mengetahui mekanisme pembelahan sel baik mitosis maupun meiosis.

3.      Mengetahui perbedaan pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1  PEMBELAHAN SEL

Pembelahan sel adalah suatu proses dimana material seluler dibagi kedalam dua sel anak. Pada organisme tersebut, yang umumnya dimulai dari satu sel tunggal. Pembelahan sel juga merupakan suatu proses dimana jaringan-jaringan yang telah rusak diganti dan diperbaiki. Sel mempunyai kemampuan untuk memperbanyak diri dengan melakukan pembelahan. Pada hewan uniseluler cara ini digunakan sebagai alat reproduksi, sedangkan pada hewan multiseluler cara ini digunakan dalam memperbanyak sel somatis untuk pertumbuhan dan pada sel gamet untuk proses pewarisan keturunan hingga akhirnya membantu membentuk individu baru. Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan secara langsung ’amitosis’ dan pembelahan secara tidak langsung ’mitosis dan meiosis’.

a.         Pembelahan sel pada prokariotik

Pada sel prokariotik, materi genetik tersebar didalam suatu badan serupa inti yang tidak dikelilingi oleh membran. Mikroorganisme yang prokariotik, misalnya bakteri dan alga hijau-biru. Proses pembelahan sel pada sel prokariotik berbeda dengan pembelahan sel pada eukariotik. Pada prokariotik pembelahan sel berlangsung secara sederhana yang meliputi proses pertumbuhan sel, duplikasi materi genetik, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma yang didahului dengan pembentukkan dinding sel baru. Proses pembelahan yang demikian dinamakan amitosis. Amitosis adalah pembelahan sel secara langsung tanpa melibatkan kromosom, contohnya pada sel bakteri.

Ciri-ciri sel prokariotik adalah bahan genetik (DNA) tidak terstruktur dalam bentuk nukleus, DNA terdapat pada nukleolit yang tidak terselubungi oleh membran. Secara umum sel prokariotik memiliki ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan sel eukariotik. Setiap prokariotik merupakan sel tunggal, tetapi akan sering terlihat dalam tipe rantai, agregat, atau kelompok sel yang jumlahnya ratusan.

b.         Pembelahan sel pada eukariotik

Pada sel-sel eukariotik, hal pembagian material genetik secara persis sama adalah lebih kompleks. Sebuah sel eukariotik mengandung kira-kira 1000 kali lebih banyak DNA dibanding sebuah sel prokariotik. Disamping itu, DNA ini berbentuk linea, membentuk sejumlah kromosom yang jelas berbeda. Sebagai contoh, sel-sel somatik (tubuh) manusia mempunyai 46 kromosom, masing-masing berbeda satu sama lainnya. Pada saat sel-sel ini membelah, setiap sel anak harus menerima satu duplikat dan hanya satu  dari setiap 46 kromosom. Disamping itu, sel-sel eukariotik mengandung berbagai macam organela dan ini juga harus dibagi sec ara merata diantara sel-sel anak. Pada sel eukariotik memiliki inti sel yang sangat kompleks dengan selubung inti yang terdiri dari dua membran. Sel-sel pada tubuh hewan dan tumbuhan termasuk dalam golongan sel eukariotik. Mikroorganisme yang eukariotik, misalnya protozoa, protista, dan semua jamur.

SIKLUS SEL

Sel-sel mengalami pembelahan melalui serangkaian proses yang terjadi berulang kali darin pertumbuhan ke pembelahan, yang dikenal sebagai siklus sel, siklus sel terdiri atas lima fase utama : G1, S, G2, mitosis, dan sitokinesis. Durasi (lamanya) masing-masing fase dari siklus ini berfariasi dari beberapa jam sampai beberapa hari, bergantung dari tipe sel dan faktor-faktor luar seperti suhu dan nutrisi yang tersedia.

Siklus sel merupakan serangkaian kejadian dengan urutan tertentu berupa duplikasi kromosom sel dan organel didalamnya yang mengarah ke pembelahan sel. Pada eukariotik (sel bernukleus), proses perbanyakan atau sintesis bahan genetik terjadi sebelum berlangsungnya proses pembelahan sel, mitosis atau meiosis.

Sel yang mempunyai kemampuan membelah adalah sel "muda" atau sel immature yang belum memiliki fungsi tertentu. Pada kondisi lingkungan yang mendukung sel akan memasuki siklus sel dan menghasilkan 2 sel identik. Sel yang tidak lagi membelah akan keluar dari siklus dan berdeferensiasi menjadi sel yang mature dengan struktur dan fungsi tertentu.  

Pada dasarnya siklus sel terdapat 2 fase utama yaitu fase S (DNA sintesis) dan fase M (Mitosis). Pada fase S terjadi duplikasi kromosom, organel dan protein interseluler dan pada fase M terjadi pemisahan kromosom dan pembelahan sel. Sebagian besar sel memerlukan waktu ekstra untuk proses sintesis sehingga pada siklus sel terdapat ekstra fase Gap yaitu Gap 1 antara fase M dan fase S serta Gap 2 antara fase S dan Mitosis. Hal ini mendasari pembagian fase menjadi 4 fase yaitu Fase G1, Fase S, Fase G2 (ketiganya disebut Interfase) dan fase M (mitosis dan sitokinesis). Interfase adalah fase istirahat, sel ini sebenarnya sangat aktif secara biokimia walaupun terlihat tidak ada perubahan morfologi (waktu lama, 23 jam dalam 1 siklus 24 jam). M phase (mitosis) merupakan inti dari siklus sel dan secara morfologi terjadi perubahan yang jelas teramati berupa kromosom yang tertarik ke kutub, sitogenesis dan akhirnya sel terbagi menjadi dua (waktu cepat, 1 jam dalam 1 siklus 24 jam)

2.2 PEMBELAHAN MITOSIS

Mitosis adalah proses pembagian genom yang telah digandakan oleh sel ke dua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel. Mitosis umumnya diikuti sitokinesis yang membagi sitoplasma dan membran sel. Proses ini menghasilkan dua sel anak yang identik, yang memiliki distribusi organel dan komponen sel yang nyaris sama. Mitosis dan sitokenesis merupakan fasa mitosis (fase M) pada siklus sel, di mana sel awal terbagi menjadi dua sel anakan yang memiliki genetik yang sama dengan sel awal.

Mitosis terjadi hanya pada sel eukariot. Pada organisme multisel, sel somatik mengalami mitosis, sedangkan sel kelamin (yang akan menjadi sperma pada jantan atau sel telur pada betina) membelah diri melalui proses yang berbeda yang disebut meiosis. Sel prokariot yang tidak memiliki nukleus menjalani pembelahan yang disebut pembelahan biner.

Karena sitokinesis umumnya terjadi setelah mitosis, istilah "mitosis" sering digunakan untuk menyatakan "fase mitosis". Perlu diketahui bahwa banyak sel yang melakukan mitosis dan sitokinesis secara terpisah, membentuk sel tunggal dengan beberapa inti. Hal ini dilakukan misalnya oleh fungi dan slime moulds. Pada hewan, sitokinesis dan mitosis juga dapat terjadi terpisah, misalnya pada tahap tertentu pada perkembangan embrio lalat buah.

Hasil utama dari mitosis adalah pembagian genom sel awal kepada dua sel anakan. Genom terdiri dari sejumlah kromosom, yaitu kompleks DNA yang berpilin rapat yang mengandung informasi genetik vital untuk menjalankan fungsi sel secara benar. Karena tiap sel anakan harus identik secara genetik dengan sel awal, sel awal harus menggandakan tiap kromosom sebelum melakukan mitosis. Proses penggandaan terjadi pada pertengahan intefase, yaitu fase sebelum fase mitosis pada siklus sel.

Setelah penggandaan, tiap kromosom memiliki kopi identik yang disebut sister chromatid, yang berlekatan pada daerah kromosom yang disebut sentromer. Sister chromatid itu sendiri tidak dianggap sebagai kromosom.

Secara garis besar ciri dari setiap tahap pembelahan pada mitosis adalah sebagai berikut:

Proses mitosis secara konvensional dibagi 6 fase yaitu interfase, profase, prometafase, metafase, anafase, dan telofase (awal dan akhir). Profase biasanya merupakan fase terpanjang, dengan mengambil waktu kurang lebih 60 % dari keseluruhan waktu yang dibutuhkan dalam mitosis. Selama pembelahan mitosis yang berlangsung pada sel hewan dan sel tumbuhan.

1)      Tahapan Interfase

Tahap interfase merupakan tahap persiapan yang esensial untuk pembelahan sel karena pada tahap ini kromosom direplikasi. Saat pembelahan sel, kromatin dikemas sangat padat/kompak sehingga tampak sebagai kromosom. Selama interfase, kromatin tidak terlalu terkondensasi à untuk ekspresi informasi genetik. Nukleus telah terbentuk dengan jelas dan dibungkus oleh selubuing nukleus. Tepat di luar nukleus terdapat dua sentrosom yang terbentuk sebelumnya oleh replikasi sentrosom tunggal.

2)      Tahapan Profase

a.       Kromatin menebal, kromosom memendek.

b.      Nukleolus melebur.

c.       Sentriol memisah – benang-benang gelendong mulai terbentuk.

d.      Dinding inti mulai melebur tapi belum seluruhnya.

e.       Kromosom menduplikasi kromatid.

3)      Tahapan Metafase

a.       Dinding inti benar-benar melebur, benang gelendong meluas.

b.      Terdapat bidang pembelahan (ekuator).

c.       Kromatid menuju bidang pembelahan berkumpul / berderet pada bidang pembelahan.

d.      Terbentuk benang antar kromatid / benang interkromosom ( interzonal )

4)      Tahapan Anafase

a.       Dimulai dengan pemisahan kromatid pada sentromernya.

b.      Sentromer dari masing-masing kromatid membelah menjadi dua.

c.       Kromatid memisah dari bidang pembelahan kromoson.

d.      Kromosom bergerak ke kutub yang berlawanan ( pergerakan ini dibantu oleh kontraksi benang kromosom dan dorongan benang interkromosomal )

5)      Tahapan Telofase

      

a.     Kromosom yang telah sampai di kutubnya mulai memanjang kembali kromatin.

b.    Anak inti dibentuk kembali.

c.     Dinding inti dibentuk kembali.

d.    Benang-benang gelendong hilang

   Selama sitokinesis berlangsung, sitoplasma sel hewan dibagi menjadi dua melalui terbentuknya cincin kontraktil yang terbentuk oleh aktin dan miosin pada bagian tengahg sel. Cincin kontraktil ini menyebabkan terbentuknya alur pembelahan yang akhirnya akan menghasilkan dua sel anak. Masing-masing sel anak yang terbentuk ini mengandung inti sel, beserta organel-organel selnya. Pada tumbuhan, sitokinesis ditandai dengan terbentuknya dinding pemisah ditenganh-tengah sel. Tahap sitokinesis ini biasanya dimasukan dalam tahap telofase.

Hasil mitosis :

a.     Satu sel induk yang diploid (2n) menjadi 2 sel anakan yang masing-masing      

diploid.

b.    Jumlah kromosom sel anak sama dengan jumlah kromosom sel induknya.

2.3 PEMBELAHAN MEIOSIS

Pembelahan meiosis disebut juga dengan pembelahan reduksi karena pada pembelahan ini terjadi pengurangan jumlah kromosom menjadi separuhnya. Pembelahan meiosis ini memiliki sifat-sifat berikut:      

1. Pembelahan berlangsung dua kali.      
2. Jumlah sel anak yang dihasilkan adalah 4 buah.         
3. Jumlah kromosom sel anak adalah setengah dari jumlah kromosom induk, yaitu n             (haploid).          
4. Sifat sel anak berbeda dengan sel induknya.  
5. Terjadi pada sel kelamin (sel gamet).  
6. Tujuan pembelahan meiosis yaitu agar generasi berikutnya mempunyai jumlah      kromoson tetap. 

TAHAPAN PEMBELAHAN MEIOSIS        

       Pembelahan Meiosis I     
       Pada proses pembelahan meiosis I terjadi beberapa tahap berikut.        

1)        Profase I    
Pada tahap ini terjadi lima proses.Pada tahap ini terjadi lima proses.

1.      Laptoten           
Leptoten merupakan tahap pengumpulan kromosom. Pada tahap ini terjadi proses-proses berikut.   

a)             Kromonemata merenggang dan kelihatan sebagai benang-benang halus.     Kromomernya menjadi kelihatan dan serabutnya mungkin telah mengganda tetapi tidak kelihatan. Biasanya nukleolus dan selaput inti masih ada.          

b)            Filamen protein mulai terbentuk secara lateral dan kemudian melekat pada sentromer.

Gambar Tahap Leptoten

2.      Zigoten 
Zigoten merupakan tahap kromosom memendek dan berpasangan (sinapsis). Pada tahap ini terjadi proses-proses berikut.   

a)        Kromosom homolog saling tarik-menarik dan mulai berpasangan (sinapsis). Suatu prosedur yang tetap dan terjadi antara kromomer dan kromomer.         

b)         Peristiwa ini merupakan perbedaan yang jelas antara meiosis dan mitosis. Pasangan kromosom homolog itu disebut bivalen.

c)        Diduga kromosom homolog berdekatan satu dengan yang lain selama interfase. Replikasi DNA terjadi selama interfase dan terbentuk kromatid. Pada leptoten terbentuk serabut protein sebagai elemen lateral yang kemudian melekat pada kromatid. Struktur ini disebut synaptinemal kompleks. Ternyata elemen lateral ini saling menarik dan melekatkan kromosom menjadi satu.    

d)       Sinapsis ini memungkinkan pertukaran bahan genetik dari kromosom induk dan kromosom bapak. Agar lebih jelas, perhatikan Gambar berikut!

Tahap zigoten

3.      Pakhiten
Tahap pakhiten merupakan tahap akhir dari proses berpasangan. Pada tahap ini terjadi proses-proses berikut. 

a)        Kromosom makin pendek karena makin berpilin. 

b)        Masing-masing bivalen menjadi dua dan terlihat empat benang yang disebut tetrad.

c)         Terjadi pindah silang dengan pertukaran timbal balik antara bagian kromosom homolog. Beberapa sintesis DNA tetap berlangsung yang mungkin ada hubungannya dengan pindah silang.           

Tahap pakhiten

4.      Diploten
Pada tahap diploten terjadi proses kromosom yang berpasangan mulai memisah. Pada tahap ini terjadi proses-proses antara lain:          

a)        Pemendekan kromosom berlangsung terus;        

b)        Mulai terjadi pemisahan pasangan kromosom;    

c)        Bukti terjadinya pindah silang ialah pembentukan kiasma yang terlihat    sebagai bentuk silang dari lengan kromosom, pemisahan gen terdapat pada kromosom yang sama;

d)       Synaptinemal kompleks kemudian terlepas dari kromatid.         

Tahap diploten

5.       Diakinesis        
Pada tahap diakinesis terjadi proses-proses berikut.    
a) Pemendekan kromosom mendekati maksimum.      
b) Kiasmata mendekati ujung dan jumlahnya makin berkurang.         
c) Benang gelendong mulai terbentuk dan selaput inti mulai hilang. Proses     tersebut terlihat pada Gambar berikut;

Tahap diakinesis

2)      Metafase I 
Pada tahap metafase terjadi proses-proses berikut.          

a)      Benang gelendong menjadi teratur dan beberapa benang melekat pada sentromer.

b)      Sentromer dari bivalen terdapat pada bidang metafase yang merupakan pasangan kromosom, bukan merupakan kromosom tunggal seperti pada metafase dari mitosis.

c)      Berderetnya bivalen ini secara rambang, dalam hubungannya dengan kromosom yang berasal dari pihak ayah dan pihak ibu. Pengaturan kromosom pada metafase ini adalah akibat pengaruh genetik.

Tahap Metafase I

3)      Anafase I  
Pada tahap anafase I terjadi tahap-tahap berikut. 

a)      Pemisahan kromosom homolog selesai kemudian kromosom bergerak ke arah kutub yang berlawanan. Sentromer tidak membelah dan bagian kromosom yang tertukar bergerak bersama di mana bagian itu baru saja melekat. Masing-masing kromosom sekarang mempunyai dua kromatid.

b)      Pengaturan kromosom homolog dan perpindahannya ke arah kutub benang gelendong ini secara kebetulan dan merupakan dasar hukum pemisahan bebas dan            segresi dari Mendel. Apabila gen dominan dan resesif pada satu pasang kromosom homolog diberi simbol A dan a, maka gen-gen ini akan memisah ke kutub yang berlawanan. Apabila gen dominan dan resesif pada satu pasang kromosom homolog lain diberi simbol B dan b, maka kedua pasang gen itu akan memisah secara bebas.

Tahapan Anafase I

4)      Telofase I  
Telofase merupakan tahap yang terjadi proses-proses berikut.     

a)      Telah terjadi reduksi jumlah kromosom (haploid). Masing-masing kromosom ini terdiri dari dua kromatid.         

b)      Tahap ini sangat berbeda-beda antara spesies satu dengan yang lain. Pada beberapa sel tanaman terbentuk selaput inti dan nukleolus muncul kembali, sedang pada yang lain tidak terbentuk selaput inti. Replikasi DNA tidak terjadi lagi, tetapi sintesis protein dapat berlangsung terus.

Tahap Telofase I

Secara Keseluruhan Proses Meiosis I dapat dilihat pada animasi berikut 

(click pada gambar untuk menjalankan animasi)

Pembelahan Meiosis II      
                Apabila diamati di bawah mikroskop, pembelahan kedua ini serupa dengan mitosis tetapi sebenarnya bukan mitosis. Tidak ada kromosom homolog, kromatidnya mungkin bukan merupakan belahan dari kromosom yang sama karena adanya pindah silang dan pertukaran bahan genetik antara kromatid dari kromosom lain. Pembelahan kedua ini perlu untuk memisahkan kromatid ke dalam gamet-gamet. Tahap pembelahan meiosis II terdiri atas tahap-tahap berikut.    

a)      Profase II       
Pada tahap profase II terjadi proses-proses antara lain:         

 1) kromosom menjadi pendek dan tebal kemudian menjadi kelihatan lagi;
 2) kromosom-kromoson ini mulai bergerak ke bidang metafase.

Tahap Profase II (click pada gambar untuk menjalankan animasi)

b)      Metafase II    
Pada tahap metafase II ini terjadi proses-proses antara lain: 
1) kromosom kelihatan, terdiri atas dua kromatid;    
2) penyebaran kromatid ke arah kutub secara rambang;        
3) sentromer melekat pada benang gelendong;          
4) sentromer mulai membelah.           

Tahapan Metafase II

c)      Anafase II      
Pada tahap anafase II ini terjadi proses antara lain:   
1) sentromer dari masing-masing kromosom telah membelah dan kromatid telah    memisah dan menjadi satu kromosom;     
2) kromosom baru itu bergerak menuju kutub.

Tahap Anafase II

d)     Telofase II      
Pada tahap telofase II ini terjadi proses antara lain:  
1) selaput inti terbentuk mengelilingi empat hasil pembelahan;         
2) bentuk kromosom tidak jelas;        
3) masing-masing inti mengandung satu anggota dari pasangan kromosom,

   keadaan haploid.     
4) terjadi modifikasi sel lebih lanjut untuk menghasilkan gamet.

Tahap Telofase II

HASIL MEIOSIS :

1.      Satu sel induk yang diploid (2n) menjadi 4 sel anakan yang masing-masing haploid (n).                            

2.      Jumlah kromosom sel anak setengah dari jumlah kromosom sel induknya.

3.      Pembelahan meiosis hanya terjadi pada sel-sel gamet seperti sperma dan ovum (sel telur).

Tujuan pembelahan sel secara tidak langsung yaitu:

1. mitosis : regenerasi

2. miosis : mengurangi kromosom (2n 46xx/xy diploid menjadi 1n 23x/y haploid).

2.4 PERBEDAAN ANTARA MITOSIS DENGAN MEIOSIS

	Mitosis	Meiosis
Tujuan	• pada tumbuhan bersel satu untuk memperbanyak diri (reproduksi) •pada hewan bersel banyak untuk perbanyakkan sel dan pertumbuhan	•Pada hewan bersel banyak untuk membentuk sel kelamin (gamet). Meiosis berfungsi mengurangi jumlah kromosom agar keturunannya memilki jumlah kromosom yang sama. •pada tumbuhan terjadi di benang sari dan putik
Tempat  terjadinya	•pada tumbuhan mitosis terjadi di jaringan-jaringan meristematis, misalnya di ujung batang, ujung akar, dan kambium •pada hewan terjadi di sel-sel somatis	•pada tumbuhan terjadi di benang sari dan putik •pada hewan terjadi di alat kelamin
Tahapan sel	•terjadi lewat satu rangkaian tahap yaitu profase, metafase, anafase, telofase, dan interfase.	•terjadi lewat dua rnagkaian tahap yaitu meosis I dan meosis II -          Meiosis I Profase I (leptonema, zigomena, pakinema,diplonema, diakinesis), metafase I, anafase I, telofase I -          Meiosis II Profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II
Sel anak	•dua sel anakan yang memilki jumlah kromosom seperti induknya (diploid)	•empat sel anakan yang memiliki setengah jumlah kromosom induknya (haploid)

BAB III

PENUTUP

KESIMPULAN

Pembelahan sel adalah suatu proses dimana material seluler dibagi kedalam dua sel anak. Sel mempunyai kemampuan untuk memperbanyak diri dengan melakukan pembelahan. Pada hewan uniseluler cara ini digunakan sebagai alat reproduksi, sedangkan pada hewan multiseluler cara ini digunakan dalam memperbanyak sel somatis untuk pertumbuhan dan pada sel gamet untuk proses pewarisan keturunan hingga akhirnya membantu membentuk individu baru. Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan secara langsung ’amitosis’ dan pembelahan secara tidak langsung ’mitosis dan meiosis’.

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Mitosis

http://www.crayonpedia.org/mw/A._Pembelahan_sel_secara_Amitosis_12.1

Kimball. John W. 1987. Biologi. Jakarta : Erlangga

Suryo. 1994. Genetika. Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada Press.