Pembelahan Sel

Pengertian dan Fungsi Pembelahan Sel

Pembelahan sel atau reproduksi sel adalah suatu proses yang membagi satu sel induk menjadi dua atau lebih sel anak. Pembelahan sel biasanya merupakan bagian kecil dari suatu siklus sel yang lebih besar.

Pembelahan sel berfungsi :

1.      Untuk memperbanyak jumlah sel untuk pertumbuhan.

2.      Sebagai proses regenerasi sel sel yang telah mati / rusak.

3.      Pada makhluk bersel satu (uniseluler) seperti bakteri dan protozoa, proses pembelahan sel merupakan salah satu cara untuk berkembang biak.

Proses Pembelahan Sel

Pembelahan sel dibedakan menjadi dua macam, yaitu pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis.

Pembelahan Mitosis

Pembelahan mitosis merupakan pembelahan sel yang menghasilkan 2 buah sel anak yang identik, yaitu sel-sel anak yang memiliki jumlah kromosom sebanyak yang dimiliki oleh sel induknya.

Tujuan dari pembelahan mitosis pada mahkluk hidup bersel banyak adalah memperbesar ukuran tubuh dan mengganti sel-sel tubuh yang mengalami kerusakan. Sedangkan pada mahkluk hidup bersel satu, mitosis bertujuan untuk memperbanyak jumlah sel dan mempertahankan dari kepunahan.

Tahapan pembelahan mitosis terbagi menjadi profase, metafase, anafase, dan telofase.

1.      Profase : Proses terjadinya fase profase ditandai dengan hilangnya nukleus dan diganti dengan mulai tampaknya pilinan-pilinan kromosom yang terlihat tebal.

2.      Metafase : Ciri utama fase ini adalah terbentuknya gelendong pembelahan, gelendong pembelahan ini dibentuk oleh mikrotubula. Gelendong ini membentuk kutub-kutub pembelahan tempat sentromer mikrotubula bertumpu.

3.      Anafase : Pada fase ini kromosom yang mengumpul di tengah sel terpisah dan mengumpul pada masing-masing kutub, sehingga telihat ada dua kumpulan kromosom.

4.      Telofase : Telofase adalah fase finising, dalam telofase ada dua tahap yaitu telofase awal dan telofase akhir. Pada telofase awal terlihat mulai ada sekat yang memisahkan antara sel-sel anak. Sedang pada telofase akhir terlihat sel-sel anak sudah benar-benar terpisah.

Pembelahan Meiosis

Pembelahan meiosis merupakan pembelahan sel yang menghasilkan 4 sel anak dengan jumlah kromosom separuh dari yang dimiliki induknya.

Tujuan dari pembelahan meiosis adalah untuk pembentukan sel kelamin (gametogenesis).Pembentukan sperma pada hewan jantan disebut spermatogenesis sedangkan pembentukan ovum disebut oogenesis. Pada tumbuhan tingkat tinggi pembentukan serbuk sari (jantan) disebut mikrosporogenesis, sedangkan pembentukan bakal buah (betina) disebut makrosporogenesis atau megasporogenesis.

Tahapan pembelahan meiosis terbagi menjadi meiosis I dan meiosis II. Masing-masing pembelahan meiosis terdiri dari tahap-tahap yang sama, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase.

Meiosis I

1.      Profase I : Pada tahap meiosis I, profase I merupakan fase terpanjang atau terlama dibandingkan fase lainnya bahkan lebih lama daripada tahap profase pada pembelahan mitosis. Profase I dapat berlangsung dalam beberapa hari. Biasanya, profase I membutuhkan waktu sekitar 90% dari keseluruhan waktu yang dibutuhkan dalam pembelahan meiosis. Tahapan ini terdiri dari lima subfase, yaitu leptoten, zigoten, pakiten, iploten, dan diakinesis. (a) Leptoten : Subfase leptoten ditandai adanya benang-benang kromatin yang memendek dan menebal. Pada subfase ini mulai terbentuk sebagai kromosom homolog. Kalian perlu membedakan kromosom homolog dengan kromatid saudara. (b) Zigoten : Kromosom homolog saling berdekatan atau berpasangan menurut panjangnya. Peristiwa ini disebut sinapsis. Kromosom homolog yang berpasangan ini disebut bivalen (terdiri dari 2 kro-mosom homolog). (c)  Pakiten : Kromatid antara kromosom homolog satu dengan kromosom homolog yang lain disebut sebagai kromatid bukan saudara (non sister chromatids). Dengan demikian, pada setiap kelompok sinap-sis terdapat 4 kromatid (1 pasang kromatid saudara dan 1 pasang kromatid bukan saudara). Empat kromatid yang membentuk pasangan sinapsis ini disebut tetrad. (d) Diploten : Setiap bivalen mengandung empat kromatid yang tetap berkaitan atau berpasangan di suatu titik yang disebut kiasma (tunggal). Apabila titik-titik perlekatan tersebut lebih dari satu disebut kiasmata. Proses perlekatan atau persilangan kromatid-kromatid disebut pindah silang (crossing over). Pada proses pindah silang, dimungkinkan terjadinya pertukaran materi genetik (DNA) dari homolog satu ke homolog lainnya. Pindah silang ini-lah yang memengaruhi variasi genetik sel anakan. (e) Diakinesis : Pada subfase ini terbentuk benang-benang spindel pembelahan (gelendong mikrotubulus). Sementara itu, membran inti sel atau karioteka dan nukleolus mulai lenyap.Profase I diakhiri dengan terbentuknya tetrad yang mem-bentuk dua pasang kromosom homolog. Perhatikan lagi  Setelah profase I berakhir, kromosom mulai bergerak ke bidang metafase.

2.      Metafase I : Pada metafase I, kromatid hasil duplikasi kromosom homolog berjajar berhadap-hadapan di sepanjang daerah ekuatorial inti (bidang metafase I). Membran inti mulai menghilang. Mikrotubulus kinetokor dari salah satu kutub melekat pada satu kromosom di setiap pasangan. Sementara mikrotubulus dari kutub berlawanan melekat pada pasang-an homolognya. Dalam hal ini, kromosom masih bersifat diploid.

3.      Anafase I : Setelah tahap metafase I selesai, gelendong mikrotubulus mulai menarik kromosom homolog sehingga pasangan kromosom homolog terpisah dan masing-masing menuju ke kutub yang berlawanan. Peristiwa ini mengawali tahap anafase I. Namun, kromatid saudara masih terikat pada sentromernya dan bergerak sebagai satu unit tunggal. Inilah perbedaan antara anafase pada mitosis dan meiosis. Pada mitosis, mikrotubulus memisahkan kromatid yang bergerak ke arah berlawanan.

4.      Telofase I : Pada telofase, setiap kromosom homolog telah mencapai kutub-kutub yang berlawanan. Ini berarti setiap kutub mempunyai satu set kromosom haploid. Akan tetapi, setiap kromosom tetap mempunyai dua kromatid kembar. Pada fase ini, membran inti muncul kembali. Peristiwa ini kemudian diikuti tahap selanjutnya, yaitu sitokinesis. Sitokinesis merupakan proses pembelahan sitoplasma. Tahap sitokinesis terjadi secara simultan dengan telofase. Artinya, terjadi secara bersama-sama. Tahap ini merupakan tahap di antara dua pembelahan meiosis. Alur pembelahan atau pelat sel mulai terbentuk. Pada tahap ini tidak terjadi perbanyakan (replikasi) DNA.  Hasil pembelahan meiosis I menghasilkan dua sel haploid yang mengandung setengah jumlah kromosom homolog. Meskipun demikian, kromosom tersebut masih berupa kromatid saudara (kandungan DNA-nya masih rangkap). Untuk menghasilkan sel anakan yang mempunyai kromosom haploid diperlukan proses pembelahan selanjutnya, yaitu meiosis II. Jarak waktu antara meiosis I dengan meiosis II disebut dengan interkinesis. Jadi, tujuan meiosis II adalah membagi kedua salinan DNA pada sel anakan yang baru hasil dari meiosis I. Meiosis II terjadi pada tahap-tahap yang serupa seperti meiosis I.

Meiosis II

1.      Profase II : Fase pertama pada tahap pembelahan meiosis II adalah profase II. Pada fase ini, kromatid saudara pada setiap sel anakan masih melekat pada sentromer kromosom. Sementara itu, benang mikrotubulus mulai terbentuk dan kromosom mulai bergerak ke arah bidang metafase. Tahap ini terjadi dalam waktu yang singkat karena diikuti tahap berikutnya.

2.      Metafase II : Pada metafase II, setiap kromosom yang berisi dua kromatid, merentang atau berjajar pada bidang metafase II. Pada tahap ini, benang-benang spindel (benang mikrotubulus) melekat pada kinetokor masing-masing kromatid.

3.      Anafase II : Fase ini mudah dikenali karena benang spindel mulai menarik kromatid menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan. Akibatnya, kromosom memisahkan kedua kromatidnya untuk bergerak menuju kutub yang berbeda. Kromatid yang terpisah ini selanjutnya berfungsi sebagai kromosom individual.

4.      Telofase II : Pada telofase II, kromatid yang telah menjadi kromosom mencapai kutub pembelahan. Hasil akhir telofase II adalah terbentuknya 4 sel haploid, lengkap dengan satu salinan DNA pada inti selnya (nukleus). Selama telofase II, terjadi pula sitokinesis II, ditandai adanya sekat sel yang memisahkan tiap inti sel. Akhirnya terbentuk 4 sel kembar yang haploid. Berdasarkan uraian di depan, sel-sel anakan sebagai hasil pembelahan meiosis mempunyai sifat genetis yang bervariasi satu sama lain. Variasi genetis yang dibawa sel kelamin orang tua menyebabkan munculnya keturunan yang bervariasi juga.

Perbedaan Pembelahan Mitosis dan Meiosis

No	Mitosis	Meiosis
1	Lokasi pembelahan sel-sel tubuh (somatis) dan sel gonad	Lokasi pembelahan sel gonad/sel kelamin
2	Jumlah pembelahan satu kali	Jumlah pembelahan dua kali yaitu meiosis I dan II
3	Jumlah sel anak hasil pembelahan satu sel induk menghasilkan 2 sel anak	Jumlah sel anak hasil pembelahan satu sel induk menghasilkan 4sel anak
4	Jumlah kromosom anak Diploid (2n) Diploid (2n)	Jumlah kromosom anak Diploid (2n) Haploid (n)
5	Pindah silang tidak terjadi	Pindah silang terjadi pada profase I
6	Komponen genetik sama dengan induk	Komponen genetik Berbeda dengan induk
7	Tujuan : Pertumbuhan dan regenerasi	Tujuan : Reduksi kromosom yaitu pembentukan gamet

Gametogenesis

1.      Pada Hewan Jantan (Spermatogenesis) : Sel diploid yang menjadi induk sperma (spermatogonium) berkembang menjadi  spermatosis primer. Kemudian membelah pada tahap meiosis I menjadi spermatosis sekunder. Selanjutnya membelah pada meiosis II menghasilkan 4 sel spermatid yang berkembang menjadi sperma.

2.      Pada Hewan Betina ( Oogenesis) : Oosit primer berkembang menjadi oosit sekunder setelah melakukan pembelahan meiosis I, kemudian pada tahap meiosis II oosit sekunder berkembang menjadi satu ovum (sel telur) yang sehat dan fungsional, dan satu lagi akan mengalami degenerasi (mati). Dari total 4 sel haploid, hanya 1 yang hidup dan 3 lainnya mati.

3.      Pada Tumbuhan Jantan (Mikrosporogenesis) : Merupakan proses pembentukan mikrospora (serbuk sari). Sel induk mikrospora mengalami pembelahan meiosis I dan II serta mnghasilkan 4 mikrospora (tetrad) yang berkembang menjadi polen (serbuk sari).

4.      Pada Tumbuhan Betina (Megasporogenesis) : Tahap pembelahan meiosis I dan II menghasilkan 4 sel megaspore haploid. Hanya 1 yang fungsional dan 3 lainnya mengalami degenerasi. sel megaspore yang hidup akan mengalami pembelahan mitosis 3 kali berturut-turut yang menghasilkan 8 sel megaspore (3 antipoda, 2 inti kutub, 1 sel telur (ovum), 2 sel sinergid).