Nama : Desta Vena

Nim : 342013050

Kelas : V.B

Dosen Pengasuh : Dra. Hj. Aseptianova, M.Pd.

GAMETOGENESIS

Tujuan Pembelajaran :

A. Agar mahasiswa dapat mendefiniskan asal dan migrasi bakal sel kelamin

B. Agar mahasiswa dapat menjelakan spermatogenesis

C. Agar mahasiswa dapat membedakan antara meosis, metosis,

spermatogenesis, dan oogenesis

A. Pengertian Gametogenesis

Gametogenesis merupakan proses pembentukan gamet (sel kelamin) yang

terjadi melalui pembelahan meiosis. Gametogenesis berlangsung pada sel

kelamin dalam alat perkembangbiakan. Gametogenesis meliputi

spermatogenesis (pembentukan spermatozoa atau sperma) dan Oogenesis

(pembentukan ovum). 

Gametogenesis adalah proses pembentukan sel- sel gamet. Sifat kelamin

pria dan wanita ditentukan secara genetik oleh kombinasi kromosom. Pada

pria : 46XY (sering disebut juga 44+XY). Pada wanita : 46XX (sering disebut

juga 44+XX).

B. Tahapan Gametogenesis

Proses tahapan gamet atau sel kelamin disebut gametogenesis, ada dua

jenis proses pembelahan sel yaitu mitosis dan meiosis. Bila ada sel tubuh kita

yang rusak maka akan terjadi proses penggantian dengan sel baru melalui

proses pembelahan mitosis, sedangkan sel kelamin atau gamet sebagai agen

utama dalam proses reproduksi manusia menggunakan proses pembelahan

meiosis.

Seperti yang sudah kita ketahui bersama bahwa mitosis menghasilkan

sel baru yang jumlah kromosomnya sama persis dengan sel induk yang

bersifat diploid (2n) yaitu 23 pasang / 46 kromosom, sedangkan pada meiosis

jumlah kromosom pada sel baru hanya bersifat haploid (n) yaitu 23

kromosom. Gametogenesis ada dua yaitu spermatogenesis dan oogenesis.

Gametogenesis terdiri atas 4 tahap sebagai berikut :

1.      Tahap perbanyakan (proliferasi), dimana gametagonium akan

membelah secara mitosis berulang-ulang.

2.      Tahap pertumbuhan, dimana gametagonium ini akan tumbuh menjadi

gametosit I.

3.      Tahap pematangan, gametosist I akan mengalami tahap pematangan

yang berlangsung secara meiosis. Akhir meiosis I akan menghasilkan

gametosid II, dan pada akhir meiosis II terbentuk gametid.

4.      Tahap perubahan bentuk (transformasi), gamet akan berubah menjadi

gamet.

Gametogenesis ada dua yaitu :

1.      Spermatogenesis yaitu proses pembentukan sperma

2.      Oogenesis yaitu proses pembentukan ovum

1. Asal dan Migrasi Bakal Sel Kelamin

Bakal sel kelamin dari daerah kutub vegetal zigot, dan embrionya

yang kemudian kemudian melalui proses gastrulasi berada dilapisan

endoderm, akhirnya bermigrasi secara amuboid ke dalam gonad. ( Lihat

Gambar 2.1 )

Gambar 2.1 Asal BSK dan Migrasinya Pada Anuara

( Symber : Balinsky, 1981 )

Bakal sel kelamin aves berasal dari endoderm diwilayah anterior, di

perbatasan acara pelusida dengan area opeka. Hasil penelitian Niewkoop dan

Sutasurya, 1979 ) menunjukan bahwa pada embrio ayam umur 4 jam bsk

belum tampak, bsk pertama kali tampak sesudah primitive streak terbentuk,

pada umur 18 dan 23 jam tampak bsk berakumulasi secara pasif. Pada umur

33 jam sewaktu pembuluh darah sudah terbentuk,secara aktif bsk menembus

pembuluh darah dan melalui pembuluh darah bsk berimigrasi menuju ke

dalam gonad. Cara migrasi melalui pembuluh darah disebut secara diapedesis.

Pada umur 72 jam bsk mulai menduduki gonad. ( Lihat Gambar 2.2 )

Gambar 2.2 Asal dan Migrasi BSK ( Bulatan hitam ) Pada Embrio Ayam

2. Proliferasi Bakal Sel Kelamin Secara Mitosis

Mitosis yaitu pembelahan sel dari induk menjadi 2 anakan tetapi tidak

terjadi reduksi kromosom contoh apabila ada sel tubuh kita yang rusak

maka akan terjadi proses penggantian dengan sel baru melalui proses

pembelahan mitosis

Kromosom melakukan replikasi DNA (2n-4n).

Stadium : profase - prometafase - metafase - anafase - telofase,

pembelahan sentromer.

Jumlah akhir kromosom pada pembelahan mitosis : kromosom sel

anak = kromosom sel induk = 2n = 46.

Berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa bsk bermigrasi,

mereka membelah secara mitosis, tetapi laju proliferasi bsk lebih cepet

terjadi sewaktu mereka telah berada di dalam gonad sehingga jumlahnya

bertambah banyak. Bsk yang aktif bermitosis ini di dalam gonad betina

disebut oogania, sedangkan yang di dalam gonad jantan disebut

spermatogonia. Pola aktivitas mitosis antara oogania dan spermatogonia

ada perbedaan.

Gambar 2.3 Tempat Asal BSK Pada Embrio Manusia Umur 24 Hari

3. Meiosis

Meiosis yaitu pembelahan sel dari induk menjadi 2 anakan dengan

adanya reduksi kromosom, contohnya pembelahan sel kelamin atau gamet

sebagai agen utama dalam proses reproduksi manusia. Dari pengertian di

atas dapat kita lihat terdapat dua gamet diantaranya yaitu spermatogenesis

dan oogenesis.

a. Pembelahan miosis pertama :

         Replikasi DNA kromosom (2n-4n).

         Membentuk pasangan homolog.

         Kemudian mengadakan cross-over kromatid.

         Pemisahan membentuk kiasma

         Terjadi pertukaran gen interkromosom homolog.

        Jumlah akhir kromosom pada pembelahan miosis pertama :

kromosom sel anak = kromosom sel induk = 2n = 23 ganda.

b. Pembelahan miosis kedua :

Nonreplikasi.

Pembelahan pada sentromer.

Jumlah akhir kromosom pada pembelahan miosis kedua : kromosom

sel anak = ½ kromosom sel induk = n = 23 tunggal.

Dituliskan ciri khas setiap tahap yaitu sebagai berikut :

a. Leptoten pada awal tahap ini di dalam ini masih tampak yang diad.

b. Zygoten pada tahap ini sudah tampak kromosom, dan yang homolog

mulai saling mendekat.

c. Pachyten pada tahap ini sudah tampak kromosom tetrad,

memungkinkan terjadi pindah silang.

d. Diploten pada tahap ini pindah silang sudah selesai, gelendong

pembelaan mulai tampak, dan selaput inti mulai terurai.

Gambar 2.4 Skematis Proses Meiosis

e. Diakines pada tahap ini gelendong pembelahan

Tidak tampak lagi dalam sitoplasma, dan kromosom tetraed mulai

ditarik ke bidang ekuator.

Metafase I berciri khas yaitu kromosom tetred bejajar dibidang akuator.

Metafase II kromosom diad terjajar di bidang akuator.

Anafase I berciri khas yaitu kromosom tetred berpisah menjadi kromosom

diad. Bergerak menjuju ke arah kutub.

Anafase II kromosom diad berpisah menjadi kromosom monad, bergerak

menuju ke arah kutub

Telofase I berciri khas yaitu kromosom diad sudah berada dikutub, terjadi

pembagian sitoplasma, terbentuk dua sel yang masing-masing haploid tetapi

krematin dalam keadaan diad, gelendong pembelahan tidak tampak lagi,

selaput dirangkai kembali.

Telofase II kromosom sudah menjadi kromatin kembali, gelendong lenyap,

selaput inti dirangkai kembali, bila pembagian sitoplasma merata, akhirnya

terbentuklah empat sel yang masing-masing haploid ( kromatin dalam

keadaan monad ).

Profase II kromosom diad dan gelendong pembelahan sudah tampak kembali

selaput inti diurai lagi, kromosom diad mulai ditarik ke bidang ekuator.

C. Spermatogenesis

Spermatogenesis adalah proses pembentukan sel spermatozoa (tunggal :

spermatozoon) yang terjadi di organ kelamin (gonad) jantan yaitu testis

tepatnya di tubulus seminiferus. Sel spermatozoa, disingkat sperma yang

bersifat haploid (n) dibentuk di dalam testis melewati sebuah proses

kompleks. Spermatogenesis mencakup pematangan sel epitel germinal dengan

melalui proses pembelahan dan diferensiasi sel. Pematangan sel terjadi di

tubulus seminiferus yang kemudian disimpan dalam epididimis. Tubulus

seminiferus terdiri dari sejumlah besar sel germinal yang disebut

spermatogonia (jamak). Spermatogonia terletak di dua sampai tiga lapis luar

sel-sel epitel tubulus seminiferus. Spermatogonia berdiferensiasi melalui

tahap-tahap perkembangan tertentu untuk membentuk sperma.

Pada proses spermatogenesis terjadi proses-proses dalam istilah sebagai

berikut :

a. Spermatositogenesis (spermatocytogenesis) adalah tahap awal dari

spermatogenesis yaitu peristiwa pembelahan spermatogonium menjadi

spermatosit primer (mitosis), selanjutnya spermatosit melanjutkan

pembelahan secara meiosis menjadi spermatosit sekunder dan spermatid.

Istilah ini biasa disingkat proses pembelahan sel dari spermatogonium

menjadi spermatid.

b. Spermiogenesis (spermiogensis) adalah peristiwa perubahan spermatid

menjadi sperma yang dewasa.Spermiogenesis terjadi di dalam epididimis

dan membutuhkan waktu selama 2 hari. Terbagi menjadi tahap 1)

Pembentukan golgi, axonema dan kondensasi DNA, 2) Pembentukan cap

akrosom, 3) pembentukan bagian ekor, 4) Maturasi, reduksi sitoplasma

difagosit oleh sel Sertoli.  

c. Spermiasi (Spermiation) adalah peristiwa pelepasan sperma matur dari sel

sertoli ke lumen tubulus seminiferus selanjutnya ke epididimidis. Sperma

belum memiliki kemampuan bergerak sendiri (non-motil). Sperma non

motil ini ditranspor dalam cairan testicular hasil sekresi sel Sertoli dan

bergerak menuju epididimis karena kontraksi otot peritubuler. Sperma

baru mampu bergerak dalam saluran epidimis namun pergerakan sperma

dalam saluran reproduksi pria bukan karena motilitas sperma sendiri

melainkan karena kontraksi peristaltik otot saluran.

Gambar 2.5 Diagram Ringkasan Tahap Spermatogenesis Pada Manusia

Meiosis

Setelah spermatosit I melalui tahap interfase maka sel yang dipoid itu siap memasuk tahap meiosis I. Setelah menyelesaikan meiosis I setiap spermatoist I menghasilkan dua spermatosit sekunder ( spermatosit II ) yang haploid ( setiap kromatin sebagai diad ). Kemudian setiap spermatosit II pada akhir meiosis II

menghasilkan dua spermatid yang haploid ( setiap kromatin sebagai monad ). Berarti setiap spermatosis I yang bermeiosis akan menghasilkan empat spermatid.

Gambar 2.6 Diagram Yang Menjelaskan Pembentukan Sperma Secara Serentak Spermiogenesis / Metamorfosa / Spermateleosis.

Selanjutnya spermatid mengalami perubahan-perubahan bentuk selama

proses transformasi. Semula kromatin dalam inti spermatid tampak sebagai

benang-benang halus yang tersebar merata, kemudian cairan inti mulai berkurang.

Maka ukuran inti mengecilkan dan kromatin dan kromatin memadat, bentuk inti

dari bulat menjadi oval, hal ini berlangsung secara bertahap sampai terbentuk

kepala sperma.

Gambar 2.7 Skema Proses Spermiogenesis

Hasil spermiogenesis, terbentuklah sperma yang mempunyai bentuk sangat spesifik, dan sisa sitoplasma ( sitosol dan organela yang tidak diperlukan oleh sperma ) dilepaskan / ditinggalkan sebagai badan residu :setiap sperma terdiri atas tiga bagian yaitu :

a. Kepala, mengandung inti dan akrosomab. Bagian tengah, mengandung flagel bagian proksimal, sentriol,

mitokondria.

c. Ekor, mengandung flagel bagian distal.

Gambar 2.8 Skemats Sayatan Transversal Tubulus Seminiferus

Perhatikan : Posisi Spermatogonia, Spermatosit I, Spermatosit II, Spermatid, Dan Sperma Serta Hubungannya Dengan Sel Sertoli.

Didalam tubulus seminiferus terdapat kumpulan sel dengan jembatan antar sel,

selama proses spermatogenesis sampai spermatid memasuki pross

spermiogenesis. Dengan adanya jemabatan sitoplasma ini, diproses pembelahan

sel dan transfomasi spermatid menjadi sperma dapat dikendalikan secara serentak.

Gambar 2.9 Bentuk Skematis Beberapa Sperma Vertebrata

Gametogenesis pada Hewan Jantan (Spermatogenesis)

Pada hewan jantan, proses meiosis dan pembentukan sel kelamin jantan

dinamakan spermatogenesis. Sel diploid yang akan menjadi sel induk sperma

(spermatogonium) menjadi besar sebelum membelah secara meiosis. Sel demikian

disebut spermatosit primer. Sel ini kemudian membelah pada tahap meiosis I

menjadi dua spermatosit sekunder. Selanjutnya, kedua sel tersebut membelah

pada meiosis II menghasilkan empat sel spermatid. Sel spermatid kemudian

berkembang menjadi sperma (gamet jantan yang siap membuahi).

Proses pembentukan spermatozoa dipengaruhi oleh kerja beberapa

hormon, diantaranya:

a. Kelenjer hipofisis menghasilkan hormon peransang folikel (Folicle

Stimulating Hormon/FSH) dan hormon lutein (Luteinizing

Hormon/LH).

b. LH merangsang sel leydig untuk menghasilkan hormon testosteron.

Pada masa pubertas, androgen/testosteron memacu tumbuhnya sifat

kelamin sekunder.

c. FSH merangsang sel Sertoli untuk menghasilkan ABP (Androgen

Binding Protein) yang akan memacu spermatogonium untuk memulai

spermatogenesis.   

d. Hormon pertumbuhan, secara khusus meningkatkan pembelahan awal

pada spermatogenesis.

D. Oogenesis

Oogenesis adalah proses pembentukan sel telur (ovum) di dalam ovarium.

Oogenesis dimulai dengan pembentukan bakal sel-sel telur yang disebut

oogonia (tunggal: oogonium). Pembentukan sel telur pada manusia dimulai

sejak di dalam kandungan, yaitu di dalam ovari fetus perempuan. Pada akhir

bulan ketiga usia fetus, semua oogonia yang bersifat diploid telah selesai

dibentuk dan siap memasuki tahap pembelahan. Semula oogonia membelah

secara mitosis menghasilkan oosit primer. Pada perkembangan fetus

selanjutnya, semua oosit primer membelah secara miosis, tetapi hanya sampai

fase profase. Pembelahan miosis tersebut berhenti hingga bayi perempuan

dilahirkan, ovariumnya mampu menghasilkan sekitar 2 juta oosit primer

mengalami kematian setiap hari sampai masa pubertas. Memasuki masa

pubertas, oosit melanjutkan pembelahan miosis I. hasil pembelahan tersebut

berupa dua sel haploid, satu sel yang besar disebut oosit sekunder dan satu sel

berukuran lebih kecil disebut badan kutub primer.

Organ reproduksi hewan betina yang utama adalah ovarium. Pada organ

ini terjadi pembentukan sel telur atau oogenesis . Sel telur atau ovum

berkembang dari sel induk telur atau oogonium yang diploid, mirip

spermatogonium pada spermatogenesis. Namun, pada oogonium, proses

mitosisnya telah terjadi sebelum individu dilahirkan. Setelah lahir, pada

ovarium terdapat sekitar 400.000 oosit primer yang siap memasuki tahap

meiosis.

Oosit primer (2n) akan mengalami meiosis I menghasilkan oosit sekunder

yang haploid (n) dan sel yang lebih kecil yang disebut badan polar I. Saat

oosit sekunder memasuki profase II pada meiosis II, oosit tersebut dilepaskan

dari ovarium. Peristiwa pelepasan ini disebut ovulasi.

Oosit sekunder yang dilepaskan bergerak secara pasif dengan bantuan

pergerakan cairan dan silia tuba Fallopii menuju uterus. Meiosis II yang

menghasilkan satu ovum matang dan badan polar II tidak akan terjadi

sebelum oosit sekunder dibuahi oleh sel sperma (Levine Miller, 1991: 730).

Pada saat sel sperma melakukan penetrasi menembus permukaan sel telur,

meiosis II berlangsung menghasilkan sel ovum matang dan badan polar II.

Pada individu betina, oogenesis hanya menghasilkan satu ovum

fungsional. Selain itu, pengeluaran sel ovum tidak terjadi secara serentak dan

banyak seperti halnya sel sperma.

Gametogenesis pada Hewan Betina (Oogenesis)

Gametogenesis pada hewan betina disebut oogenesis. Umumnya tahap-tahap

oogenesis serupa dengan spermatogenesis. Sel induk telur (oogonium)

menjad besar sebelum membelah secara meiosis. Sel yang menjadi besar ini

disebut oosit primer. Akan tetapi, dibandingkan spermatogenesis, ada dua

perbedaan utama pada oogenesis. Pertama, sel oosit primer jauh lebih besar

karena mengandung komponen sitoplasmik lebih banyak. Kedua, dua oosit

sekunder (hasil pembelahan meiosis I) berbeda ukuran dan fungsi. Salah satu

sel oosit sekunder memiliki ukuran lebih besar. Sel oosit sekunder yang

berukuran lebih besar ini akan melakukan meiosis II yang hanya akan

menghasilkan satu uvum (sel telur) yang sehat dan fungsional dan satu badan

kutub yang akan mengalami degenerasi. Sedangkan sel oosit sekunder yang

berukuran lebih kecil (badan kutub pertama) juga mengalami degenerasi

(mati). Dengan demikian, dari total empat sel haploid hanya satu sel haploid

saja yang fungsional menjadi sel ovum, sedangkan tiga sel lainnya mengalami

degenerasi.

E. Susunan Sel Telur

Cleavage atau pembelahan berbeda antara satu spesies dengan spesies

lainnya. Perbedaan tersebut tergantung pada jenis telur dari spesiesnya

masing-masing, karena dengan perbedaan jenis telurnya berbeda juga tipe

atau jenis pembelahan yang berlangsung dan berbeda juga pada hasil

pembelahannya. Tipe telur dibedakan berdasarkan jumlah dan letak yolk atau

cadangan makanannya dan dibedakan menjadi 4 jenis yaitu: 

1. Isolesithal

Gambar 1. Tipe Telur Isolesital

Sumber: studentreader.com

Tipe telur ini disebut juga Homolesital. Tipe telur ini, penyebaran yolk

atau cadangan makanannya tersebar merata diseluruh ovum dan jumlahnya

sedikit dengan nukleus atau intiselnya berada ditengah. Jadi inti selnya

dikelilingi oleh cadangan makanannya. Tipe telur ini terdapat pada

Amphioxus, Echinodermata, Mollusca, Annelida dan Mamalia. 

2. Telolesithal/Mesolesital

 

Gambar 2. Mesolesital

Sumber: studentreader.com 

Tipe telur dengan letak dari yolk dan inti sel berada di dua kutub yang

berlawanan dengan jumlah yolk yang sedikit. Kutub dengan konsentrasi

yolk disebut kutub vegetatif sedangkan kutub dengan inti sel disebut kutub

animalia. Jenis telur ini terdapat pada Amphibia, Lamprey dan Lungfish. 

3. Telo-ekstrimlesithal (Megalesithal)

 

Gambar 3. Megalesithal

Sumber: www.uoguelph.ca 

Yolk banyak sekali yang tersebar hampir semua bagian telur, sehingga inti

sel berada terdesak dibagian ujung/atas dari ovum dan sitoplasmanya

sedikit. Kutub vegetatifnya besar sedangkan kutub animalnya sangat kecil.

Tipe telur ini terdapat pada Reptilia dan Aves. 

4. Centrolesithal

Gambar 4. Centrolesital

Sumber: studentreader.com 

Merupakan tipe telur dengan yolk dan inti sel berada di tengah-tengah

telur. Tipe telur ini terdapat pada Insecta.