A. GAMETOGENESIS

Gametogenesis adalah proses diploid dan haploid yang mengalami pembelahan sel

dan diferensiasi untuk membentuk gamet haploid dewasa. Tergantung dari siklus hidup

biologis organisme, gametogenesis dapat terjadi pada pembelahan meiosis gametosit diploid

menjadi berbagai gamet atau pada pembelahan mitosis sel gametogen haploid. Contohnya,

tanaman menghasilkan gamet melalui mitosis pada gametofit. Gametofit tumbuh dari spora

haploid setelah meiosis spora (Pahrudin, 2012)

Pembentukan Gamet pada Hewan Spermatogenesis, yaitu proses pembentukan

sperma. Spermatogenesis terjadi testis. Adapun proses spermatogenesis adalah sebagai

berikut. Sel primordial sperma yang bersifat diploid (2n) di dalam testis membelah secara

mitosis berkali-kali dan akhirnya membentuk atau menghasilkan empat sel spermatogonium

diploid (2n). Sel spermatogonium mengalami perkembangan dan membelah secara mitosis

membentuk spermatosit primer (2n). Kemudian spermatosit primermengalami pembelahan

secara meiosis I dan menghasilkan dua buah spermatosit sekunder yang haploid (n). Setiap

spermatosik sekunder akan melanjutkan pembelahan secara meiosis II dan masing-masing

menghasilkan dua spermatosit sehingga pada akhir meiosis dua dihasilkan empat buah

spermatosit. Pada manusia dua spermatidmengandung 22 autosom + 1 kromosom X atau 22

AA + X dan spermatid lainnya mengandung 22 autosom + 1 kromosom Y atau 22 AA + Y

yang akan digunakan dalam pewarisan jenis kelamin. Selanjutnya keempat spermatid akan

mengalami pematangan empat buah spermatozoa yang haploid (n). (Anonim2.2012)

Pembentukan gamet pada hewan tingkat tinggi dan manusia melalui 2 cara yaitu:

1.spermatogensis, terjadi pada testis, menghasilkan 4 sel yang fungsional.

2. oogenesis, terjadi pada ovarium, menghasilkan 1 sel telur fungsional, dan 3 badan sel

kutub.

Setiap spermatozoa mempunyai ekor untuk membantu pergerakan, mengandung

akrosom yang dapat menghasilkan enzim proteinase dan hiakironidase. Untuk menembus

lapisan pelindung sel telur, selama pertumbuhan dari spermatogonium sampai menjadi

spermatozoa dirawat dan dipelihara oleh sel sertoli untuk menghasilkan nutrisi bagi

spermatozoa dan sel leydig dalam menghasilkan hormon jantan yaitu hormon testosteron.

Proses pembentukan spermatozoa ini berlangsung mulai menginjak dewasa dan berjalan

secara terus-menerus. (Anonim2.2012)

1. Spermatogenesis

Sel sperma atau spermatozoid merupakan hasil dari spermatogenesis. Sel sperma

berbentuk lonjong dan berukuran kecil dengan flagela pada bagian posterior (ekor). Flagela

berfungsi untuk pergerakan sperma menuju sel telur saat fertilisasi. Pembentukan sel sperma

terjadi pada organ testis hewan jantan. Di dalam testis terdapat banyak saluran kecil yang

disebut tubulus seminiferus. Pada dinding dalam saluran inilah terjadi proses

spermatogenesis. Perhatikan Gambar dibawah ini.

Proses spermatogenesis pada tubulus semiferus testis

Pada tubulus seminiferus, terdapat sel-sel induk sperma atau spermatogonium yang

diploid. Untuk melangsungkan pembentukan sel sperma, sel spermatogonium membelah

secara mitosis dan menghasilkan spermatosit primer. Setelah spermatosit primer terbentuk,

pembelahan meiosis terjadi pada sel tersebut. Sel spermatosit primer mengalami meiosis I.

Terjadi reduksi kromosom sehingga menghasilkan dua sel spermatosit sekunder yang

haploid. Dua sel spermatosit sekunder hasil meiosis I melakukan pembelahan meiosis II. Dari

dua sel spermatosit sekunder tersebut dihasilkan empat sel spermatid. Sel spermatid yang

terbentuk mengalami pematangan untuk menjadi sel sperma yang fungsional. Pematangan

meliputi pembentukan tudung yang menembus sel telur dan pembentukan flagel.

Pada manusia, proses spermatogenesis dari spermatogonium hingga menjadi sperma

matang memerlukan waktu sekitar 72 hari. Sperma yang telah matang dilepaskan menuju

epididimis. Produksi sperma pada manusia terjadi secara terus-menerus.

2. Oogenesis

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.

Proses oogenesis di ovarium

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.

B. PEMBELAHAN SEL

1.      Pembelahan Mitosis

Pembelahan mitosis merupakan pembelahan sel yang terjadi apabila sel anak mempunyai

jumlah kromosom sama dengan jumlah kromosom induknya. Fase-fase pembelahan mitosis

adalah profase, metafase, anafase, dan telofase. Dalam sekali membelah terdapat interfase.

Selama interfase tidak tampak adanya struktur kromosom .

Tujuan:

1. Mengganti sel-sel yang rusak/ regenerasi

2. Perkembangan dari satu sel menjadi banyak

3. Membentuk individu baru (reproduksi sel baru) pada individu bersel tunggal (Nuraini,

2007)

·      Interfase

Pada fase ini sel belum melakukan kegiatan pembelahan tetapi sel sudah siap untuk

membelah. Selama interfase sel tampak keruh dan benang-benang kromatin halus lama-

kelamaan akan kelihatan. Beberapa ahli menganggap interfase bukan merupakan salah satu

tahap dalam mitosis sehingga interfase sering disebut fase istirahat.

·      Profase

Fase terlama dan paling banyak memerlukan energi-energi yang terkumpul selama interfase

digunakan untuk membentuk gelondong-gelondong pembelahan. Pada profase selaput inti

dan membran inti melebur sehingga sel tidak tampak memiliki membran inti. Benang

kromatin memendek dan menebal membentuk kromosom. Setiap kromosom melakukan

duplikasi menjadi kromatid. Pada sel manusia dan sel hewan, sentriol berpisah kemudian

menuju kutub berlawanan dan terbentuk benang spindel. (Goodenough, 1992)

·      Metafase

Membran inti sudah menghilang dan kromosom-kromosom berkumpul pada bidang ekuator,

yaitu bidang tengah dari sel sehingga kromosom tampak paling jelas. Sentromer dari seluruh

kromosom membuat formasi sebaris. Kromatid menggantung pada benang-benang spindel

melalui sentromer. Pada metafase, tampak adanya dua kromatid hasil penggandaan pada

profase yang sedang mengalami pembagian menjadi dua.

·      Anafase

Pada fase ini sentromer membelah dan kedua kromatid dari setiap kromosom berpisah.

Selanjutnya kromatid bergerak menuju ke kutub sel melalui benang-benang spindel. Karena

benang spindel melekat pada sentromer maka sentromer bergerak terlebih dahulu pada

pergerakan kromosom ke kutub sel. Tiap kromatid hasil pembelahan mempunyai sifat yang

sama dengan induknya sehingga setiap kromatid merupakan kromosom baru.

·      Telofase

Kromosom yang telah berada di daerah kutub masing-masing makin lama makin menipis,

kemudian berubah menjadi benang-benang kromatin yang tipis. Serabut gelondong lenyap,

sedangkan membran inti dan inti mulai terbentuk kembali. Selanjutnya terjadi peristiwa

pembagian inti (kariokinesis) dan sitoplasma terbagi menjadi dua bagian (sitokinesis).

Masing-masing bagian mengandung satu nukleus yang memiliki 2n kromosom (diploid).

Terbentuknya 2 sel anak yang mempunyai jumlah kromosom sama dengan induknya.

(Goodenough, 1992)

2. Perkembangan Meiosis

Pembelahan meiosis lebih kompleks dibandingkan pembelahan mitosis, karena terjadi dua

kali siklus pembelahan. Pada meiosis terjadi perpasangan kromosom homolog dan segregasi

kromosom secara bebas. Pembelahan pertama dari meiosis disebut pembelahan reduksi.

Meiosis pertama mengubah inti dari suatu meiosit yang mengandung kromosom diploid

menjadi inti haploid yang mengandung kromosom n. Jumlah kromosom direduksi saat

pasangan kromosom homolog terpisah. Pembelahan kedua disebut equation devision atau

meiosis kedua. Miosis kedua mengubah dua hasil dari pembelahan meiosis pertama menjadi

4 inti haploid (Widura, 2011)

·         Ciri pembelahan secara meiosis adalah:

– Terjadi di sel kelamin

– Jumlah sel anaknya 4

– Jumlah kromosen 1/2 induknya

– Pembelahan terjadi 2 kali

Pada manusia dan hewan, meiosis terjadi di dalam gonad dan menghasilkan sel gamet seperti

spermatosit atau sel telur. Pada tumbuhan, meiosis terjadi pada anthers dan ovaries dan

menghasiklan meiospor yang perlahan terdiferensiasi menjadi sel gamet juga. Pembelahan

meiosis merupakan pembelahan sel yang menghasilkan sel anak dengan jumlah kromosom

setengah dari jumlah kromosom sel induknya. Meiosis terjadi pada alat reproduksi, yaitu

pada gametosit (sel kelamin jantan dan sel kelamin betina). Pembelahan kromosom

berlangsung dua kali berurutan tanpa diselingi interfase, yaitu meiosis I dan meiosis II.

(Goodenough, 1992).

1.      Meiosis I

Meiosis adalah pembelahan sel khusus yang terdapat pada organ/ alat reproduksi,

menghasilkan gamet/ sel kelamin, memiliki jumlah kromosom ½  23), terjadi pembelahan

reduksi.dari jumlah kromosom induknya (46  Tujuannya adalah mendapatkan individu

yang memiliki jumlah kromosom normal (46) berasal ½ dari ayah dan ½ dari8 ibu. Tahap-

tahap meiosis I: profase 1 (leptoten, zigoten, pachiten, diploten, diakinesis), metafase 1,

anafase 1, telofase 1 dan tahap-tahap meiosis II: profase 2, metafase 2, anafase 2, telofase 2

(Nuraini, 2007).

a.       Profase I

• Leptoten

Kromosom terlihat sebagai benang-benang panjang, yang ujung-ujungnya mengarah ke suatu

tempat (polarisasi). Benang-benang tersebut terlihat ada daerah yang tebal (kromomer) dan

daerah yang tipis. Sister kromatid sangat dekat sehingga sulit dibedakan (dilihat)

(Pahrudin ,2012).

• Zigoten

 sinapsisKromosom-kromosom homolog (paternal dan maternal) saling berdekatan dan

berpasangan

• Pakiten

Fase ini merupakan fase yang paling lama pada profase I ini. Benang – benang kromosom

tampak semakin jelas dan perpasangan serta sinapsis antara kromosom homolog semakin

dekat dan sempurna. Benang – benang kromosm terlihat double. Hal ini karena setiap pasang

kromosom yang homolog terdiri dari dua buah kromatid. Sehingga pada fase ini, terlihat

sejumlah perpasangan bivalen yang jumlahnya sama dengan jumlah kromosom haploid dari

individu tersebut. Jumlah kromatid pada fase meiosis ini sama banyaknya dengan jumlah

kromatid pada profase mitosis. Yang membedakan adalah distribusi kromosom –

kromosomnya. Pada profase mitosis, kromosom – kromosom saling terpisah dan tidak

berhubungan, sedangkan pada profase I meiosis kromosom – kromosomnys saling

berpasangan secara bivalen Adanya sinapsis yang sempurna pada fse ini memungkinkan

terjadinya pertukaran genetik antar kromosom homolog atau antar kromosom yang bukan

homolognya (pindah silang / crossing over) (Widura, 2011).

• Diploten

Fase ini ditandai dengan mulai memisahnya kromatid – kromatid yang tadinya berpasangan

secara bivalen. Pemisahan yang paling kuat, terjadi pada bagian sentromer. Akan tetapi, pada

bagian – bagian tertentu dari kromosom homolog masih tetap saling berdekatan. Bagian –

bagian yang saling berdekatan dan tampak bersilang ini disebut kiasma (banyak : kiasmata).

Pada kiasma tersebut, kromatid – kromatid yang tidak homolog (“nonsister chromatid”) akan

putus. Kemudian, ujung – ujung dari kromatid yang putus tadi akan bersambungan secara

resiprok (berbalasan). Hal ini menyebabkan gen – gen yang terangkai pada segmen kromatid

tersebut akan bertukar secara resiprok juga. Proses tertukarnya segmen – segmen nonsister

kromatid dari pasangan kromosom homolognya yang disertai tertukarnya gen – gen yang

terangkai pada segmen – segmen tersebut secara resiprok dinamakan pindah silang (crossing

over). Proses pindah silang ini sangat penting karena akan menghasilkan kombinasi –

kombinasi yang baru (tipe rekombinasi) yang bermanfaat bagi pemuliaan tanaman. Kromatid

– kromatid yang tidak mengalami pindah silang masih memiliki gen – gen yang berasal dari

tetuanya. Gamet – gamet yang menerima kromatid yang tidak mengalami pindah silang

tersebut disebut gamet tipe parental. (Widura, 2011).

• Diakinesis

Fase ini merupakan fase terakhir pada profase I meiosis. Kromosom – kromosom mengalami

kondensasi maksimum dan kiasma semakin jelas terlihat. Pada fase ini, nukleolus dan

membran nukleus menghilang, dan benang – benang gelendong mulai terbentuk.

b.      Metafase I

Pasangan kromosom homolog mengatur diri dan saling berhadapan di daerah ekuator.

Setengah dari pasangan kromosom homolog mengarah ke kutub yang satu dan setengah

pasangan kromosom homolog lainnya mengarah ke kutub yang lain.

c.       Anafase I

Kromosom homolog berpisah dan menuju kutub yang berlawanan. Kromatid belum berpisah

karena sentromer masih satu untuk satu kromosom.

d.      Telofase I

Kromosom yang masih terdiri dari dua kromatid berada di kutub. Selanjutnya terbentuk

membran nukleus yang diikuti oleh proses sitokinesis. Akhir telofase I terbentuk dua sel

anak. Setiap sel anak mengandung n kromosom sehingga pada akhir meiosis I terbentuk dua

sel anak yang haploid.

2. Meiosis II

a.       Profase II

Benang-benang kromatin kembali menebal menjadi kromosom. Kromosom yang terdiri dari

2 kromatid tidak mengalami duplikasi lagi. Nukleus dan dinding inti melebur. Sepasang

sentriol bergerak menuju ke kutub yang berlawanan, kemudian mulai terbentuk benang-

benang spindel.

b.      Metafase II

Kromosom yang telah membelah menjadi dua kromatid berjajar pada bidang pembelahan.

Selanjutnya sentromer menempatkan diri di tengah sel.

c.       Anafase II

Sentromer membelah menjadi dua. Masing-masing kromatid berpisah dan bergerak ke kutub

yang berlawanan. Kromatid tersebut merupakan kromosom baru.

d.      Telofase II

Kromatid sampai di kutub dan berubah menjadi benang kromatin. Terbentuk kembali

membran inti dan anak inti. Terjadi sitokinesis dan terbentuk 4 sel anakan yang memiliki

kromosom setengah dari induknya