Biologi reproduksi sel-edited

Siti MujariyahWinda IndrawatiYanggi Rizkal WiantoYulianiKelas XII IPA 3

Pewarisan sifat-sifat genetik

Pewarisan kromosom

Reproduksi sel (pembelahan sel)

Adalah peristiwa dimana sebuah selmembelah menjadi dua atau lebih sel baru.

Fungsi pembelahan sel yakni :

Pertumbuhan

Perkembangan

Perbaikan jaringan rusak

Reproduksi (membentuk sel gamet untukperkawinan)

Pembelahan Sel

Pada prokariot, pembelahan sel

terjadi secarapembelahan

biner

Pada eukariot, terbagi menjadi

dua macam : Mitosis dan

Meiosis

Pembelahan pada sel prokariotik dikenal denganpembelahan biner yang artinya pembelahan iniberlangsung secara sederhana dan spontan.

Proses pembelahan ini juga dikenal denganproses pembelahan amitosis.

Amitosis artinya pembelahan yang tidakmelibatkan kromosom.

Pembelahan biner dapat ditemukan pada selbakteri, proses pertumbuhan sel, duplikasimateri genetik, pembagian kromosom, danpembelahan sitoplasma.

Pada pembelahan biner, kromosomdiduplikasi dan akan menempel padamembrane plasma.

Kemudian akan terjadi pertumbuhan di antara dua tempat pelekatan kromosom tersebut.

Hal ini untuk melakukan pemisahan inti. Sitokinesis dan pembentukan dinding sel

kemudian terbentuk sehingga 2 sel anakterbentuk.

Merupakan pembelahan sel yang menghasilkan sel-sel anak dengan jumlah kromosom yang sama dengan jumlah kromosom sel induknya.

Pembelahan mitosis berlangsung pada masa perkembangan embrio dan masa pertumbuhan atau masa pemeliharaan jaringan suatu organisme.

Contoh : pada sumsum tulang (membentuk sel darah merah), sel sel meristem, dan sel-sel kulit (menghasilkan kulit baru).

Berlangsung dalam lima fase, yaitu profase, metafase, anafase, telofase, dan interfase.

Keterangan :1. Interfase (masa

istirahat)2. G1 = pertumbuhan

sel untuk mencapai ukuran dewasa

3. S = melakukan sintesis SNA dan kromosom menggandakan diri (fase S)

4. G2 = pembesaran sel

Fase dimana sel mempersiapkan diri, sehingga membutuhkan waktu paling lama dan energi paling banyak.

Terjadi di dalam inti maupun sitoplasma. Dalam inti, benang-benang kromatin menjadi

lebih padat akibat kondensasi dan pelekukan menjadi kromosom.

Hasil duplikasi terbentuk kembar kromatid (kromatid bersaudara) yang menempel satu sama lain.

Pada setiap kromatid, ada bagian yang menyempitdan kurang menyerap zat warna yang disebutsentromer.

Posisi sentromer dapat berada di tengah, di tempatlain bahkan di salah satu ujung setiap kromatid.

Dalam sitoplasma, benang gelendong yang terdiriatas mikrotubula mulai terbentuk dan terentang darisentriol.

Pada tumbuhan, benang kumparan atau gelendongtersusun atas mikrotubula-mikrotubula yang terdapatpada sitoplasma, sedangkan pada sel hewan berasaldari sentrosom akan menjauhkan diri satu sama lain dan tampak terdorong sepanjang permukaan inti olehadanya perpanjangan berkas-berkas mikrotubula diantara kedua sentrosom.

Selanjutnya sentrosom akan menjauhkan dirisatu sama lain dan tampak terdorongsepanjang permukaan inti oleh adanyaperpanjangan berkas-berkas mikrotubula diantara kedua sentrosom.

Ditandai dengan hilangnya membran inti dan munculnya serat-serat halus dari dua kutub yang berlawanan.

Serat tersebut akan menempel pada sentromer dan menarik kromosom ke arah dua kutub yang berlawanan.

Daya tarik yang seimbang menyebabkan kromosom akan terletak di tengah sel, yaitu pada suatu bidang imajinasi yang dinamakan bidang ekuator.

Berlangsung bila pasangan sentromer setiap kromosom berpisah dan diakhiri dengan terbebasnya pasangan kromatid bersaudara satu sama lain.

Setelah itu, masing-masing kromatid bersaudara akan menjadi kromosom baru yang bebas dan secara perlahan akan bergerak ke arah kutub yang berlawanan dari sel.

Bersamaan dengan itu, mikrotubula kinektokor memendek. Karena mikrotubula-mikrotubula ini terikat pada sentromer

maka kromosom bergerakmengikuti gerka sentromer. Pada saat yang bersamaan, kutub-kutub bergerak lebih jauh

sehingga mikrotubula nonkinektotkor meamanjang. Dengan berakhirnya anafase, kedua daerah kutub dari sel

mempunyai kumpulan sejumlah kromosom yang lengkap dan sama satu sama lain.

Mikrotubula nonkinektokor memanjang dankembaran nuklei mulai terbentuk pada kedua daerahkutub dari sel.

Membran nukleus yang berasal dari fragmen-fragmenmembran nukleus sel induk dan bagian-bagian lain dari sistem endomembran mulai terbentuk.

Lebih lanjut terbentuk benang-benang kromatin darisetiap kromosom dan semakin lama semakin tidaktampak seiring dengan terbentuknya membran inti.

Mitosis atau pembelahan nukleus menjadi duanukleus dengan kandungan genetik yang identiksekarang telah selesai.

Selanjutnya akan diikuti oleh pembelahansitoplasma atau sitokinesis.

Sitokinesis atau proses pembelahan sel, biasanya akan segera berlangsung setelahterjadi pembelahan inti sehingga duakembaran sel baru akan muncul.

Sebelum melakukan pembelahan, sel mengalamiterlebih dahulu periode interfase (perhatikan siklus).Interfase sering disebut tahap istirahat. Hal inimerupakan istilah yang tidak tepat, karena dalamtahap ini sel justru berada dalam keadaan aktifmelakukan metabloisme, termasuk mempersiapkandiri sebelum melakukan pembelahan. Pada tahap initerjadi pertumbuhan sel untuk mencapai ukurandewasa (fase G1). Selanjutnya, sel akan melakukansintesis DNA dan kromosom menggandakan diri (faseS) dan melakukan pembesaran ukuran sel (fase G2)sehingga sel siap memasuki fase M yang hasilakhirnya adalah sitokinesis.

Merupakan pembelahan sel sengan adanyapengurangan atau reduksi faktor pewarisan sifat yang hanya menjadi setengahnya (haploid) dari sel induksehingga pembelahan ini disebut juga sebagaipembelahan reduksi.

Replikasi tunggal ini akan diikuti oleh dua kali pembelahan sel secara berturut-turut, yaitu meiosis I dan meiosis II tanpa ada fase istirahat atau interfase.

Dari pembelahan ini dihasilkan empat sel anak (padamitosis hanya dihasilkan dua sel anak), yang masing-masing sel hanya mengandung setengah jumlahkromosom induknya.

Seperti halnya mitosis, proses meiosis didahuluidengan replikasi kromosom pada tahap interfase.

Membutuhkan waktu yang lama dan lebihkompleks daripada proses profase mitosis.

Diawali dengan mulai tampaknya benang-benang kromosom tunggal yang ramping dan panjang (fase leptoten).

Selanjutnya, kromosom mulai menjadi lebih padat dan memendek.

Setiap homolog dari masing-masing kromosom terdiri atas dua kromatid kembar yang saling berpasangan.

Keadaan tersebut dinamakan sinapsis (fase zigoten) karena adanya suatu struktur protein kompleks sinaptonemal yang melekat pada kromosom homolog dengan kuat bersama-sama sepanjang kromosom.

Bila sinaptonemal komplekas menghilang pada akhir profase, masing-masing pasangan kromosom akan terlihat dibawah mikroskop dalam bentuk tetrad, yaitu suatu kelompok terdiri atas empat kromatid (fase pakiten).

Pada bermacam-macam tempat, sepanjang-panjangnya kromatid dari kromosom homolog saling menyilang (fase diploten).

Persilangan tersebut dinamakan khiasma (jamak, khiasmata).

Khiasmata tersebut mengikat pasangan-pasangan kromosom homolog bersama-sama sampai pada Anafase I.

Sementara komponen-komponen dari sel, menyiapkan diri untuk pembelahan inti.

Hal yang sama terlihat juga pada mitosis. Sentriol bergerak menjauhi satu sama lain dan

gelendong mikrotubula akan terbentuk diantara keduanya.

Membran inti dan nukleoli menghilang (fase diakinesis).

Kumparan mikrotubula menangkap kinektor yang terbentuk pada kromosom dan mulai bergerak menuju bidang ekuator.

Profase I dapat berlangsung sehari atau bahkan lebih lama karena mencakup lebih dari 90% waktu yang dibutuhkan untuk meiosis.

Fase leptoten Fase zigoten Fase pakiten Fase diploten Fase diakinesis

Profase I

Kromosomhomolog melaluisinapsis

mebentuktetrad

Kromosom-kromosom sekarang tersusun dalam bidang ekuator dan tetap pada pasangan homolognya dalam bentuk tetrad.

Mikrotubula kinektokor dari satu kutub sel, terikat pada satu kromosom dari tiap-tiap pasangannya.

Sementara mikrotubula dari kutub yang berlawanan, terikat pada pasangan homolognya.

Seperti halnya pada mitosis,benang kumparan mengarahkan gerakan kromosom ke kutub-kutub.

Meskipun demikian, kromatid bersaudara tetap melekat pada sentromernya sebagai satu kesatuan ke arah kutub yang sama.

Kromosom yang homolog, bergerak kearah kutub yang berlawanan.

Hal ini berbeda dengan prilaku kromosom selama mitosis karena dalam mitosis yang berpisah adalah kromatidnya.

Anggota dari pasangan kromosom homolog, terus bergerak sampai mendekati kutub dari sel.

Setiap kutub sekarang mempunyai satu kromosom yang haploid, tetapi setiap kromosom masih memiliki dua kromatid kembar.

Biasanya, sitokinesis (pembelahan sitoplasma) berlangsung stimultan atau bersamaan dengan telofase I menghasilkan dua sel kembar.

Bila tidak ada hal-hal khusus, terjadi replikasidari materi genetik lebih dahulu sebelumterjadinya meiosis kedua.

Benang-beang kumparan terbentuk dan kromosom tersusun dengan cepat pada bidang ekuator.

Seluruh kromosom berada pada bidang ekuator, seperti yang tampak pada mitosis dengan kinektokor dari setiap pasang kromatid.

Masing-masing kromosom mengarah ke kutub yang berlawanan.

Sentromer dari kromatid kembar akhirnya terpisah dan saudara dari setiap pasang sekarang menjadi kromosom tersendiri, bergerak ke arah kutub yang berlawanan dari sel.

Nuklei terbentuk pada kedua yang berlawanan, selanjutnya berlangsung sitokinesis.

Pada sitokinesis yang sempurna, akan didapatkan empat sel kembar.

Masing-masing memiliki jumlah kromosom yang haploid dari kromosom yang mengalami replikasi.

Merupakan proses pembentukan sel-selgamet di dalam tubuh makhluk hidup.

Gametogenesis terjadi pada hewan dantumbuhan.

Pada hewan, terbagi menjadispermatogenensis dan oogenesis.

Pada tumbuhan tingkat tinggi, terbagimenjadi mikrosporogenesis danmegasporogenesis

Adalah proses pembentukan sel spermatozoa atausel kimia jantan yang terjadi di dalam testis, tepatnya pada tubulus seminiferus.

Proses spermatogenesis berlangsung sebagaiberikut. Sel primordial sperma yang bersifat diploid (2n) di

dalam testis membelah secara mitosis berkali-kali danakhirnya membentuk atau menghasilkan empat selspermatogonium diploid (2n).

Sel spermatogonium mengalami perkembangan dan membelah secara mitosis membentuk spermatosit primer (2n).

Kemudian spermatosit primer mengalamipembelahan secara meiosis I dan menghasilkan duabuah spermatosit sekunder yang haploid (n).

Setiap spermatosik sekunder akan melanjutkanpembelahan secara meiosis II dan masing-masingmenghasilkan dua spermatosit sehingga pada akhirmeiosis dua dihasilkan empat buah spermatosit.

Pada manusia dua spermatid mengandung 22 autosom + 1 kromosom X atau 22 AA + X dan spermatid lainnyamengandung 22 autosom + 1 kromosom Y atau 22 AA + Y yang akan digunakan dalam pewarisan jenis kelamin. Selanjutnya keempat spermatid akan mengalamipematangan empat buah spermatozoa yang haploid (n).

Adalah proses pembentukan ovum atau sel teluryang terjadi di dalam ovarium oleh sel folikel.

Proses yang terjadi pada oogenesisadalah sebagai berikut.

Sel primordial ovum atau oogenesis yang bersifatdiploid (2n) membelah secara mitosis berkali-kali danmenjadi oosit primer (2n).

Oosit primer akan melakukan pembelahan meiosis I dan akan menjadi oosit sekunder dan haploid (n) kemudian menjadi badan polar atau sel polositsekunder (n).

Sedangkan sel polosit primer membelah menjadi duabuah sel polosit sekunder (n).

Pada akhir oogenesis, ootid akan mengalamipertumbuhan dan perkembangan menjadi sebuahovum haploid (n) yang fungsional dan 3 selpolosit sekunder akan mengalami degenerasi (padamanusia ovum mengandung 22 autosom dankromosom X atau 22AA + X).

Adalah proses pembentukan gamet jantan(sperma) yang berlangsung pada bunga yaitudi dalam serbuk sari bagian dari kepala sari (antenna) yang di dalamnya terdapatkantong serbuk sari atau mikrosporangium.

Proses mikrosporogenesis berlangsungsebagai berikut:

Sebuah sel induk mikrospora diploid (mikrosporosit) dalam antenna membelah secarameiosis I dan menghasilkan sepasang sel haploid.

Pada meiosis II menghasilkan 4 mikrospora haploid (n) yang berkelompok membentuk tetrad.

Setiap mikrospora akan mengalami kariokinesis(pembelahan inti), sehingga menghasilkan 2 inti yang haploid yaitu satu inti dinamakan inti saluran serbuksari dan satu inti generatif.

Inti generatif membelah secara mitosis tanpa disertaisitokinesis dan terbentuklah 2 inti sperma (n) dan intiserbuk sari tidak membelah.

Dengan demikian maka sebutir serbuk sari yang telahmasak mengandung 3 inti yang haploid, yaitu serbukinti saluran serbuk sari dan 2 buah inti sperma.

Adalah proses pembentukan gamet betina(ovum) yang berlangsung dalam bakal buah(ovarium) dan menghasilkankandung lembaga.

Proses megasporogenesis berlangsungsebagai berikut.

Sebuah sel induk megaspora diploid (megasporosit) dalam ovarium mengalamimeiosis I dan menghasilkan 2 sel diploid.

Selanjutnya mengalami meiosis II menghasilkan 4 megaspora haploid yang letaknya berderet dan3 megaspora mengalami degenerasi dan mati.

Satu megaspora yang tersisa mengalamipembelahan mitosis tiga kali berturut-turut tanpadiikuti sitokinesis (pembelahan plasma) danmenjadi 8 inti megaspora (kandung lembagamuda) yang haploid, kemudian 4 inti kelompok dikalaza (bagian antara bakal biji dan tangkai biji) dan 4 inti berada di dekat mikrofil.

Satu inti dari masing-masing kelompok bergerak ketengah dan menyatu membentuk inti kandunglembaga sekunder (2n) sedangkan 3 inti yang beradapada kalaza dinamakan inti antipoda dan 3 inti yang berada di mikrofil berkembang menjadi 1 inti sel teluratau ovum (n) yang di tengah dan 2 inti sinergid (n) yang di sampingnya maka pada kandung lembagayang masak terdapat:▪ 3 inti antipoda

▪ 2 inti sinergid (n)

▪ 1 inti ovum (n)

▪ 1 inti kandung lembaga sekunder (2n).