Pembelahan Sel Mitosis dan MeiosisAnak Agung Dewi Adnya
Swari*
PendahuluanPembelahan sel merupakan bagian dasar dari
mempelajari ilmu kedokteran. Pembelahan sel dipengaruhi oleh
perkembangan dari ilmu-ilmu lain seperti kimia, fisika, dan
lain-lain. Sebab tanpa dibantu dengan ilmu lain, ilmu kedokteran
tidak akan bisa berkembang dengan pesat. Sebagai contoh,
penelitian-penelitian dalam biologi sel tidak akan berkembang pesat
bila tidak ada perkembangan yang terjadi dalam ilmu fisika, yaitu
dengan adanya penemuan tentang mikroskop yang semakin sempurna,
manusia dapat meneliti tentang pembelahan sel mitosis dan
meiosis.Pertumbuhan atau perkembangan mahluk hidup tergantung dari
pertumbuhan dan perbanyakan sel. Sel adalah kumpulan materi paling
sederhana yang dapat hidup dan merupakan unit penyusun mahluk hidup
karena sel mampu melakukan semua aktivitas kehidupan dari sebagian
besar reaksi kimia untuk mempertahankan kehidupan yang berlangsung
di dalam sel.1 Kebanyakan mahluk hidup tersusun atas sel tunggal
atau disebut organisme uniseluler, misalnya bakteri dan amoeba.
Mahluk hidup lainnya, termasuk tumbuhan, hewan,dan manusia
merupakan organisme multiseluler yang terdiri banyak tipe dan
fungsi yang berbeda-beda. Dalam pembelahan sel, diperlukan adanya
proses pembelahan siklus sel yang terjadi pada pembelahan mitosis
(pembelahan biasa) dan pembelahan meiosis (pembelahan reduksi),
tetapi selain terjadinya pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis
terjadi fase interfase terlebih dahulu. Selain itu adanya
spermatogenesis dan oogenesis yang mempengaruhi pembelahan sel
meiosis.
*Alamat korespondensi:Anak Agung Dewi Adnya Swari.
102011308(E3). Mahasiswa Fakultas KedokteranUniversitas Kristen
Krida Wacana. [email protected] InterfaseSatu sel
membelah menjadi dua maka masing-masing sel akan masuk dalam fase
interfase dan kemudian akan mengalami pertumbuhan sel sehingga
menjadi dewasa serta siap mengadakan pembelahan mitosis atau
meiosis karena sebelum dimulainya pembelahan sel mitosis dan
meiosis diperlukan adanya fase interfase.Fase interfase sering
disebut tahap istirahat. Hal ini merupakan istilah yang tidak
tepat, karena dalam tahap ini sel justru berada dalam keadaan aktif
melakukan metabolisme, termasuk mempersipkan diri sebelum melakukan
pembelahan. Fase interfase adalah periode pertumbuhan, ketika
sintesis protein terjadi.1 Pembelahan fase interfase terdiri dari
tahapan-tahapan, yaitu:a. Fase G1 merupakan pembelahan sel yang
terjadi untuk mencapai ukuran dewasa. Pada fase ini, biasanya
membutuhkan waktu 3 sampai 4 jam untuk memperbanyak sel. Fase G1
merupakan pertumbuhan sel yang ditandai oleh bertambahnya
sitoplsma, organela, dan sintesis bahan-bahan yang dibutuhkan untuk
fase S.b. Fase S (sintesis) merupakan pembelahan sel yang terjadi
karena replikasi (perbanyakan jumlah DNA dan sintesis) dan
melakukan pembesaran ukuran sel sehingga sel siap memasuki fase
mitosis yang hasilnya adalah sitokinesis dan umumnya membutuhkan
waktu selama 7 sampai 8 jam. Fase ini sangat menentukan pembelahan
fase mitosis akan terulang atau tidak. c. Fase G2 merupakan tahap
akhir dari pertumbuhan sel. Tahap ini umumnya berlangsung sekitar 2
sampai 5 jam dan dalam tahap ini masih terjadi sintesis DNA.
Sintesis DNA akan mulai berkurang pada tahap ini dan akan berhenti
pada saat pembelahan sel dimulai yang terdiri dari benang-benang
gelendong (spindel) disentesis dan jumlah DNA yang sudah
berlipat.
Gambar 1. Siklus Sel2Dalam siklus sel, setelah tahap G2 dalam
pertumbuhan akan diikuti dengan tahap pembelahan sel yang akan
mengahsilkan sel-sel baru dan kemudian akan mengalami pertumbuhan,
seperti pada tubuh manusia mengalami regenerasi serta pada sel-sel
kelamin manusia dewasa. Adakalanya siklus sel akan terhenti karena
berbagai macam sebab sehingga setelah bertumbuh sel tidak mengalami
pembelahan tetapi mengalami perubahan degenerasi dan kemudian
mati.1 Apabila dalam satu jaringan tubuh terdapat sel-sel yang
mati, umumnya sel-sel yang mati akan diganti oleh sel-sel baru yang
dihasilkan dari pembelahan sel-sel yang sama sehingga fungsi
jaringan tidak terganggu.
MitosisMitosis adalah tahapan penting dalam siklus kehidupan
sel. Pembelahan mitosis merupakan pembelahan sel yang menghasilkan
sel-sel anak dengan jumlah kromosom yang sama dengan jumlah
kromosom sel induknya. Pembelahan mitosis berlangsung di dalam sel
tubuh mahluk hidup pada masa perkembangan embrio dan selama masa
pertumbuhan atau pada masa pemeliharaan jaringan suatu organisme.
Misalnya, pada sumsum tulang (membentuk sel darah merah), sel-sel
meristem, dan sel-sel kulit (menghasilkan kulit baru).3 Pada
mitosis, pertama-tama kromosom memendek dan menebal, kemudian
nukleus dan membran nukleus memisahkan diri.3 Sehingga
masing-masing sel baru yang akan diproduksi harus menerima salinan
DNA yang asli secara lengkap untuk menjalankan fungsinya secara
normal. Fungsi dari mitosis adalah reproduksi seluler untuk
pertumbuhan dan perbaikan tubuh dan persiapan dibuat untuk membuat
penyebaran kromosom yang sama pada masing-masing sel baru.4 Pada
pembelahan mitosis dihasilkan dua sel anak yang sama dengan
induknya.Pembelahan yang terjadi dalam pembelahan mitosis setelah
mengalami fase mitosis, yaitu :1. Profase Pada pembelahan profase,
sel mempersiapkann diri sehingga membutuhkan waktu paling lama dan
energi yang paling banyak. Selama profase, perubahan terjadi dalam
inti maupun sitoplasma. Dalam inti, benang-benang kromatin menjadi
lebih padat akibat kondensasi dan pelekukan menjadi kromosom, yang
tampak lebih jelas bila diamati dengan mikroskop cahaya.1 Pada
tahap profase, mula-mula sentriol mengalami replikasi dan terletak
ditengah sel atau dekat inti sel yang bergerak ke tepi diikuti oleh
aster. Di dalam inti sel akan terjadi perubahan-perubahan yang
dimulai dengan perubahan pada kromosom. Benang-benang kromatin yang
dalam tahap interfase telah membentuk pasangan-pasangan kromatid,
mempunyai bagian yang mengecil yang dinamakan kinektor.1 Dengan
demikian susunan dan bentuk kromatid akan tampak lebih jelas
sebagai satu bangunan yang berupa kromosom dengan sentromer dan
lengan-lengannya. Selain itu, dalam inti sel akan dapat dilihat
bahwa nukleus mulai mengecil dan akhirnya akan menghilang. Demikian
pula dinding inti sel akan menghilang sedikit demi sedikit.
Gambar 2. Profase Mitosis52. MetafaseMetafase ditandai dengan
hilangnya membran inti dan munculnya serat-serat halus dari dua
kutub yang berlawanan. Serat tersebut bernama serat gelendong,
serat gelendong akan menempel pada sentromer dan menarik kromosom
ke arah dua kutub yang berlawanan. Daya tarik yang seimbang
menyebabkan kromosom akan tertarik di tengah sel, yaitu pada suatu
bidang imajinasi yang disebut bidang ekuator dan menempatkan diri
pada bidang ekuator.1
Gambar 3. Metafase Mitosis63. AnafaseAnafase berlangsung bila
pasangan sentromer dari setiap kromosom berpisah dan diakhiri
dengan terbebasnya pasangan kromatid yang berpasangan.1 Setelah
itu, masing-masing kromatid yang berpasangan akan menjadi kromosom
baru yang bebas dan secara perlahan dan akan bergerak ke arah kutub
yang bersebrangan atau berlawanan dari sel. Sementara itu, sel
sendiri menjadi memanjang menurut poros serta gelendong.
Bergeraknya kromatid ke kutub bersebrangan inti, diduga oleh
peranan mikrotubul atau mikrofilamen yang memendek dan memanjang.
Mikrotubul yang menggantung kromosom memendek, sedangkan yang
menghubungkan kedua kutub memanjang. Dengan berakhirnya anafase,
kedua daerah kutub dari sel mempunyai kumpulan sejumlah kromosom
yang lengkap dan sama satu sama lain.
Gambar 4. Anafase Mitosis74. TelofaseSelama awal telofase,
kromosom mulai mereggang, menjadi kromatin. Membran nukleus yang
berasal dari fragmen-fragmen membran nukleus sel induk dan
bagian-bagian membran bagian dalam mulai terbentuk. Lebih lanjut
terbentuk benang-benang kromatin dari setiap kromosom dan semakin
lama semakin tidak nampak seiring dengan terbentuknya membran inti.
Mitosis atau pembelahan nukleus menjadi dua nukleus dengan
kandungan genetik yang sekarang telah selesai.1
Gambar 5. Telofase Mitosis8Selanjutnya, akan diikuti oleh
pembelahan sitoplsma atau sitokinesis. Sitokinesis atau pembelahan
sel, biasanya segera berlangsung setelah terjadi pembelahan inti
sehingga dua kembar sel baru akan muncul. Dengan cara pembelahan
mitosis ini, maka kematian sel karena berbagai sebab dapat diganti
dengan sel baru sehingga fungsi jaringan tidak terganggu. Pada
mahluk hidup yang masih muda pembelahan sel terutama ditujukan
untuk mengadaka pertumbuhan individu sehingga mencapau
dewasa.MeiosisPembelahan reduksi atau meiosis terjadi dalam tubuh
mahluk hidup yang diperlukan untuk sarana berkembang biak. Meiosis
terjadi pada sel-sel kelamin mahluk hidup atau sel gonad, sehingga
sel-sel keturunannya akan mempunyai jumlah kromosom separuh jumlah
kromosom (haploid) sel induk. Pembelahan meiosis terjadi pada sel
gonad yaitu pada pembelahan gametosit. Fungsi dari pembelahan
meiosis untuk reproduksi sel yang terjadi di spermatogenesis pada
sel kelamin jantan dan oogenesis pada sel kelamin betina. 4 Sel
kelamin yang dihasilkan mempunyai jumlah kromosom separuh yang
nantinya akan bergabung dengan sel kelamin jenis lawannya dalam
proses konsepsi atau pembuahan untuk selanjutnya menjadi zigot yang
mempunyai jumlah kromosm sama dengan jumlah kromosom dari sel-sel
mahluk hidup induknya.3 Dengan demikian sifat-sifat mahluk hidup
hasil pembuahan sel kelamin akan mempunyai kesamaan dengan sel
induk jantan maupun betina karena kromosmnya berasal dari dua
individu yang berbada, yaitu individu jantan dan individu betina. 9
Pembelahan meiosis diikuti dua kali pembelahan secara
berturut-turut, yaitu meiosis I dan meiosis II. Pada pembelahan
meiosis I dan meiosis II dihasilkan empat sel anak, yang
masing-masing sel hanya mengandung setengah jumlah kromosom
induknya.3 Dan hasil akhirnya dari pembelahan satu sel adalah
melalui pembelahan meiosis adalah empat sel baru yang memiliki
jumlah kromosom separuh dari sel induk.
Gambar 6. Skema Meiosis10Tahapan pembelahan meiosis terdiri
dari, yaitu :Meiosis I1. Profase IProfase pada meiosis membutuhkan
waktu yang lama dan lebih kompleks daripada proses profase mitosis.
Diawali dengan munculnya benang-benang kromosom tunggal yang
ramping dan panjang (fase leptoten). Fase leptoten adalah proses
dimana kromatin berpilin menjadi kromosom. Selanjutnya, kromosom
menjadi lebih padat dan memendek. Setiap homolog dari masing-masing
kromosom terdiri atas kromatid tunggal yang berpasangan, keadaan
tersebut disebut sinapsis (fase zigoten) karena adanya struktur
protein kompleks sinaptonemal yang melekat pada kromosom homolog
dengan kuat bersama-sama sepanjang kromosom. Setelah itu terjadi,
fase pakiten, dimana kromosom homolog menggandeng rapat pasangannya
dari pangkal ke ujung kromosom homolog yang membentuk tetrad. Pada
bermacam-macam tempat, sepanjang-panjangnya kromatid dari kromosom
homolog saling menyilang yang dinamakan fase diploten. Persilangan
tersebut dinamakan khiasma (jamak, khiasmata).kemudian terjadi fase
diakenesis, proses dimana kromatid mencapai pilinan maksimal
sehingga menjadi besar yang maksimal juga sehingga menyebabkan
koromosm merenggang, nukleus hilang, selaput inti hancur, sentriol
mengganda, dan tiap pasangan pergi ke kutub yang bersebarangan
dengan inti. Fase profase I dapat berlangsung sehari atau bahkan
lebih lama karena mencakup lebih dari 90% waktu yang dibutuhkan
untuk melakukan pembelahan sel meiosis.2. Metafase ISeperti halnya
pada mitosis, tahap metafase ini kromosom akan tampak tersusun di
bidang ekuator dan mulai terjadi pemisahan kromosom hanya bedanya
dengan mitosis, pada meiosis pasangan kromosom tidak terpisah
tetapi tetap merupakan suatu kesatuan. Kalau pada mitosis sepasang
kromosom akan terpisah menjadi dua, satu bagian akan berada
disebelah kanan sedang bagian lain berada disebelah kiri, pada
meiosis pasangan kromosom akan berada pada satu sisi sedang
pasangan kromosom lainnya yang homolog akan berada pada sisi
lainnya.
3. Anafase IKromosom yang berada pada bidang ekuator akan mulai
bergerak menuju ke kutub pembelahan sehingga akan semakin jelas
kromosom homolog berpisah, dan masing-masing pindah ke kutub yang
berseberangan tetapi kromatidnya belum berpisah.
4. Telofase IFase ini merupakan tahap akhir meiosis I yang
membentuk gametosit I menjadi gametosit II dan tampak bahwa
kromosom telah berkumpul di kutub-kutub pembelahan. Sehingga
terbentuk selaput inti dan menjadi dua sel anak. Meiosis II 1.
Profase II Fase profase merupakan tahap awal dari meiosis II yang
dimulai dengan terbentuknya spindel dan pergeseran sentriol ke
kutub pembelahan dan perubahan lain seperti yang terjadi dalam
mitosis. Selaput inti hilang, sehingga sentriol mengganda dan pergi
ke kutub bersebrangan inti. Dan kromotid tiap kromosom belum
terpisah karena sentromer masih satu sehingga tidak lagi mengganda
untuk kedua kalinya pada meiosis II.2. Metafase IITerjadi
pengumpulan kromosom di bidang ekuator. Kromosom yang terdiri dari
sepasang kromatid menggantung pada serat gelendong melalui
sentromer. Sehingga pasangan kromatid memisahkan diri dan akan
tersusun pada sisi yang berlawanan.3. Anafase IIPada fase ini
terjadi pergeseran kromosom ke arah kutub pembelahan masing-masing
dan membran sel telah mulai berubah bentuk menjadi lonjong atau
memanjang menurut poros serat gelendong. 4. Telofase IIFase ini
merupakan fase akhir dari meiosis II. Kromosom telah berkumpul pada
kutub-kutub pembelahan dan diikuti pembenukan membran inti serta
munculnya nukleus dan pemisahan sitoplasma. Fase akhir ini terjadi
proses sitokinesis yang mengakibatkan munculnya dua gametosit II
yang terbentuk 4 gametid yang masing-masing mengandung kromosom
setengah dari sel induk, yaitu diplodid (2n) pada gametosit I
menjadi haploid (1n) pada gametid. Meiosis yang terjadi pada
sel-sel kelamin manusia pada dasarnya terdiri dari dua macam, yaitu
:1. SpermatogenesisSpermatogenesis adalah suatu rangkaian
perkembangan sel spermatogonia dari epitel tubulus seminifirus yang
mengadakan proliferasi dan selanjutnya berubah menjadi spermatozoa
yang bebas. Pada pria saat pubertas dimana dari satu sel
spermatogonium akan terjadi dua sel spermatosit primer dengan cara
mitosis dan tiap sel spermatosit primer ini akan menjadi dua sel
spermatosit sekunder melalui proses meiosis I dan akhirnya akan
menjadi 4 buah spermatid pada meiosis II.11 Pada umumnya
spermatosit sekunder jarang dijumpai, karena akan segera mengalami
meiosis II menjadi spermatid yang haploid. Spermatid selalu
dijumpai pada tiap potongan tubulus seminifirus.11 Tiap-tiap
spermatid akan mengalami proses pematangan sehingga terbentuk
spermatozoa.
Gambar 7. Skema Spermatogenesis122. OogonesisPada manusia, bayi
wanita yang baru lahir mengandung lebih kurang 2 juta oosit (banyak
yang mengalami degenerasi) dan berada pada stadium diploten
(profase) pada meiosis 1. Pada wanita yang satu sel oogoniumnya
menjadi dua sel oosit primer akan mengalami meiosis I menjadi satu
oosit sekunder dan satu polosit dan pada akhirnya meiosis II akan
terjadi satu ootid dan tiga buah polosit atau yang dinamakan polar
bodies dari sel telur.11 Ootid ini kemudian akan bertumbuh dan
mengalami pematangan menjadi ovum.
Gambar 8. Skema Oogenesis13
KesimpulanMempelajari dan mengerti pembelahan sel mitosis dan
pembelahan sel meiosis yang terdiri dari fase-fase, jumlah dan
sifat sel anak, lokasi pembelahan, dan fungsi yang terdapat pada
pembelahan mitosis dan meiosis sangat membantu dalam mengetahui
dasar sel. Selain itu, di pembelahan meiosis terjadi pertemuan
antara spermatogenesis dan oogenesis yang terdapat dalam reproduksi
manusia yang sangat membantu untuk terjadinya pembelahan meiosis.
Jadi, dengan mempelajari pembelahan mitosis dan meiosis kita jadi
lebih mengetahui perbedaan dan persamaan antara pembelahan mitosis
dan pembelahan meiosis.
Daftar Pustaka1. Juwono, Juniarto AZ. Biologi sel. Jakarta: Buku
Kedokteran EGC; 2003.h.75-91.2. Siklus sel. 12 Desember 2011.
Diunduh dari: http://www.google.co.id/search/siklus-sel.3 Maret
2011.3. Heffner LJ, Schust DJ. At a glance sistem reproduksi.
Jakarta: Erlangga.; 2006.h.18.4. Drecoll EL, Rohen JW. Embriologi
fungsional. Jakarta: Buku Kedokteran EGC; 2009.h.10-11.5. Profase
mitosis. 12 Desember 2011. Diunduh dari:
http://www.google.co.id/search/profase-mitosis. 16 November 2011.6.
Metafase mitosis. 12 Desember 2011. Diunduh dari:
http://www.google.co.id/search/metafase-mitosis. 16 November 20117.
Anafase mitosis. 12 Desember 2011. Diunduh dari:
http://www.google.co.id/search/anafase-mitosis. I6 November 2011.8.
Telofase mitosis. 12 Desember 2011. Diunduh dari:
http://www.google.co.id/search/telofase-mitosis. 31 Juli 2011.9.
Corwin EJ. Buku saku patofisiologi. Jakarta: Buku Kedokteran EGC;
2007.h.14.10. Skema meiosis. 12 Desember 2011. Diunduh dari:
http://www.google.co.id/search/skema-meiosis. 17 November 2010.11.
Sloane E. Analogi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: Buku
Kedokteran EGC; 2004.h.12.12. Skema spermatogenesis. 12 Desember
2011. Diunduh dari:
http://www.google.co.id/search/skema-spermatogenesis. 17 November
2009.13. Skema oogenesis. 12 Desember 2011. Diunduh dari:
http://www.google.co.id/search/skema-oogenesis. 1 Februari
2008.
4
