Pembelahan Sel

Pembelahan Sel

Sel yang membelah disebut sebagai sel induk dan turunannya di sebut sel anakan. Sel induk memiliki sejumlah kromosom yang berisi informasi genetik. Pada pembelahan sel, sel induk memindahkan salinan informasi genetik yang terdapat di dalam kromosom kepada sel anakan yang menjadi sel generasi berikutnya.

Sitoplasma sel induk mengandung enzim, organel ,dan perangkat metabolic, sehingga ketika sel anakan menerima sitoplasma dari sel induk, sel anakan dapat berfungsi sampai sel anakan dapat menggunakan DNA yang diperoleh dari sel induk untuk tumbuh dan berkembang

Tujuan adanya tahap-tahap pembelahan sel adalah untuk mengatur dan menjamin bahwa sel anakan menerima informasi genetik yang sama persis dengan sel induknya.

Macam-Macam cara Pembelahan sel:

  
Pembelahan sel secara amitosis atau Pembelahan Biner

                   Pembelahan secara amitosis terjadi secara spontan tanpa melalui tahap-tahap pembuatan sel, Pembelahan amitosis terjadi, terutama karena sel bakteri tidak memiliki sel membran inti yang membatasi nukleoplasma dengan sitoplasma. DNA yang terdapatdalam sel relative kecil deibandingkan dengan DNA sel eukariotik 

    Pembelahan sel secara Mitosis

Pembelahan sel secara mitosis adalah pembelahan sel yang terjadi melalui tahapan-tahapan tertentu. Pembelahan mitosis menghasilkan dua sel anakan, hal ini terjadi pada sel eukariotik. Sel induk yang membelah mengandung kromosom diploid (2n), sel anakan yang dihasilkan dari pembelahan mitosis adalah dua sel anakan yang juga diploid (2n), maka dari itu pembelahan mitosis menghasilkan 2 sel anakan identik. Pembelahan mitosis terjadi selama pertumbuhan dan reproduksi aseksual. Pada hewan dan manusia, mitosis terjadi pada sel meristem somatic. Sel telur yang telah dibuahi sperma menjadi zigot, zigot membelah beberapa kali secara mitosis untuk membentuk suatu embrio.

  

Pembelahan sel secara meiosis

Pembelahan sel secara meiosis adalah pembelahan sel yang juga melalui tahapan-tahapan tertentu. Pembelahan meiosis disebut juga sebagai pembelahan reduksi, yaitu pembelahan sel induk diploid (2n) menghasilkan empat sel anakan haploid. Pembelahan ini terjadi pada proses pembentukan sel gamet yang terjadi pada organ reproduktif. Meiosis berperan untuk menghasilkan gamet yang secara genetic tidak identik sehingga menyebabkan adanya variasi genetik. 

Tahap-tahap pembelahan sel 

Tahap pembelahan sel secara mitosis

Siklus sel terdiri dari fase pembelahan sel/ mitotic (M) dan periode pertumbuhan yang disebut interfase. Interfase terdiri dari tiga subfase, yaitu G1, S, dan G2.

Pembelahan mitosis merupakan pembelahan yang menghasilkan sel-sel tubuh. Pembelahan secara mitosis terdiri dari fase istirahat (Interfase), fase pembelahan inti (Kario kinesis), dan fase pembelahan sitoplasma (sitokinesis).

Tahap Interfase

Sel dianggap istirahat dari proses pembelahan, sebenarnya tahap interfase merupakan tahap yang aktif dan penting untuk mempersiapkan pembelahan. Persiapan berupa replikasi DNA

•  Fase gap-1 (G1)
• Sel-sel belum mengadakan replikasi DNA, sehingga DNA masih berjumlah 1 salinan (1c) dan diploid (2n)
•  Fase sintesis (S)
• DNA dalam inti mengalami replikasi sehingga menghasilkan 2 salinan DNA dan diploid (2c, 2n)
• Fase gap-2 (G2)
•   Replikasi DNA telah selesai, dan sel bersiap-siap mengadakan pembelahan.
• 
  

Tahap Kariokinesis

Kariokinesis adalah tahap pembelahan inti sel, Tahap ini terdiri dari fase atau tahap-tahap yang lebih rinci

• Profase
• DNA mulai dikemas atau di paket menjadi kromosom. Profase merupakan tahap paling lama dalam mitosis.
• Pada profase awal, kromosom mulai tampak lebih pendek serta menebal, pada sel hewan, sentriol membelah dan masing-masing bergerak ke kutub yang berlawanan pada nukleus, lalu terbentuk benang-benang spindel (benang mikrotubulus).
• Pada profase akhir, masing-masing kromosom terlihat terdiri dari 2 kromatid yang terikat pada sentromer.
• Pada tahap ini kromosom terletak bebas di dalam sitoplasma.
• Metafase
• Kromosom bergerak ke bidang ekuator benang spindel (bidang pembelahan).
• Kromosom terletak di bidang ekuator dengan tujuan agar pembagian jumlah informasi DNA yang akan diberikan kepada sel anakan yang benar-benar rata dan sama jumlahnya.
• Anafase
• Merupakan tahap yang singkat dalam mitosis.
• Masing-masing sentromer yang mengikat kromatid membelah bersamaan.
• Kromatid bergerak menuju kutub pembelahan
• Kromatid dapat bergerak ke arah kutub pembelahan karena terjadinya kontraksi benang spindel, pada saat kontraksi benang spindel memndek kemudian menarik kromatid menjadi dua bagian kedua kutub yang berlawanan.
• Menghasilkan salinan kromosom berpasangan (1c, 2n)
• Telofase
• Kromatid telah disebut kromosom.
• Membran inti mulai terbentuk dan nukleous kembali muncul.
• Kromosom membentuk benang-benang kromatin.
• Telofase akhir terjadi pembelahan sitoplasma dengan proses yang disebut sitokinesis. 

Tahap Sitokinesis 

Terjadi pembelahan sitoplasma dan pembentukan sekat sel yang baru.

Pada sel hewan tahap sitokinesis di mulai saat telofase berakhir, terjadi penguraian benang-benang spindel, lalu terbentuk cincin mikrofilamen yang menyempit di daerah bekas bidang ekuator, terjadi kontraksi yang membagi sel menjadi dua lalu terbentuk 2 sel anakan. 

Sitokinesis pada sel hewan 

Pada sel tumbuhan, terdapat dinding yang keraas. Sel tumbuhan yang telah mengalami kariokinesis segera membentuk sekat sel di sekitar bidang pembelahan. Sekat ini mula-mula terbentuk dari vesikel membran yang berasal dari badan Golgi. Vesikel mengumpul di ekuator benang spindel, terjadi fusi vesikel, lalu terbentuk sekat sel dan akhirnya terbentuk dua sel anakan. 

Sitokinesis pada sel tumbuhan 

Tahap-Tahap Pembuatan Sel Secara Meiosis (Pembelahan Reduktif)

Pembelahan meiosis merupakan pembelahan sel yang menghasilkan sel-sel kelamin. Sel kelamin berisis setengah pasang (haploid = n)

Meiosis I

• Interfase I
• Tahap persiapan untuk mengadakan pembelahan, penggadaan DNA dari satu salinan menjadi dua salinan DNA yang telah siap dikemas menjadi kromosom. 
• Profase I
• Terbentuk kromosom homolog yang berpasangan membentuk tetrad. Kromosom homolog adalah sepasang kromosom yang terdiri dari dua kromosom identik.
• Profase 1 terdiri dari lima tahap yaitu, leptoten, zigoten, pakiten, diploten dan diakinesis
• Tahap leptoten, kromatid berubah menjai kromosom yang mangalami kondensasi dan terlihat sebagai benang tunggal yang panjang.
• Tahap zigoten, sentrosom membelah menjadi dua, kemudian bergerak menuju kutub yang berlawanan.
• Tahap pakiten, tiap kromosom melakukan penggandaan atau replikasi menjadi dua kromatid dengan sentromer yang masih tetap manyatu dan belum membelah.
• Tahap diploten, kromosom homolog terlihat saling menjauhi, saat kromosom homolog menjauh terjadi perlekatan berbentuk X pada suatu tempat tertentu di kromosom yang disebut kiasma.
• Tahap yang terakhir yaitu tahap diakinesis, terbentuk benang-benang spindel dari penggerakakn dua sentriol ke arah kutub yang berlawanan, dan menghilangnya nukleous dan membran nukleus serta tetrad mulai bergerak ke bidang ekuator.
• Metafase I 
• tetrad kromosom berada pada bidang ekuator, benang-benang spindel melekatkan diri pada setiap sentromer kromosom 
• Ujung benang spindel yang lainnya membentang melekat di kedua kutub pembelahan yang berlawanan.
• Anafase I 
• Tiap kromosom homolog masing-masing mulai ditarik oleh benang spindel menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan arah.
• Telofase I
• Tiap kromosom homolog kini telah mencapai kutub pembelahan
• Sitokinesis I 
• Tiap kromosom homolog dipisahkan oleh sekat sehingga sitokinesis menghasilkan dua sel, masing-masing berisi kromosom dengan kromatid kembarnya. 

Meiosis I

Meiosis II

• Profase II
• Kromatid kembaran masih melekat pada tiap sentromer kromosom
• Metafase II 
• Tiap kromosom merentang pada bidang ekuator
• Terbentuk benang-benang spindel, satu ujung melekat pada sentromer, dan ujung lain membentang menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan arah
• Anafase II
• Benang spindel mulai menarik kromatid menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan.
• Kromosom memisahkan kedua kromatidnya dan menuju ke kutub yang berlawanan
• Telofase II
• Kromatid telah mencapai kutub pembelahan
• Terbentuknya empat inti, tiap inti mengandung setengah pasang haploid dan satu salinan DNA (1n, 1c).
• Sitokinesis II
• Tiap inti mulai dipisahkan oleh sekat sel, dan menghasilkan empat sel kembar yang haploid.

Meiosis II

Gametogenesis

Gametogenesis (gamet = sel kelamin, genesis = kelahiran, pementukan) adalah proses terbentuknya gamet jantan maupun betina pada hewan dan tumbuhan.

Gametogenesis pada Hewan

Gametogenesis pada Hewan Jantan (Spermatogenesis)

Proses pembentukan sel kelamin jantan pada hewan disebut spermatogenesis. Sel diploid (2n) induk sperma disebut juga spermatogonium akan membelah secara meiosis menjadi spermatosit primer. Sel ini kemudian membelah melalui tahap meiosis I menjadi dua spermatosit sekunder yang masing-masing haploid. Selanjutnya kedua sel tersebut membelah pada meiosis II menghasilkan empat sel spermatid yang masing-masing haploid yang akan berkembang menjadi sperma.

Spermatogenesis

Gametogenesis pada Hewan Betina (Oogenesis)

Proses pembentukan sel kelamin betina pada hewan disebut oogenesis. Umumnya tahap-tahap oogenesis serupa dengan spermatogenesis. Sel diploid induk telur (oogonium) berkembang menjadi oosit primer secara meiosis. Pada proses oogenesis,  sel oosit primer yang terbentuk lebih besar karena mengandung komponen sitoplasmik lebih banyak. Kemudian oosit primer membelah secara meiosis I menjadi dua sel oosit sekunder yang masing-masing haploid. Kemudian oosit sekunder  melakukan meiosis II yang  menghasilkan empat sel dimana tiga sel diantaranya mengalami degenerasi (mati) dan satu selnya yang akan berkembang menjadi ovum.

Oogenesis

Gametogenesis pada Tumbuhan

Mikrosporogenesis

Proses pembentukan gamet jantan atau serbuk sari (mikrospora) pada tumbuhan disebut mikrosporogenesis. Mikrosporogenesis dimulai dari sel induk mikrospora yang membelah melalui meiosis I dan meiosis II, serta menghasilkan empat mikrospora yang dinamakan tetrad (karena keempat mikrospora menempel menjadi satu). Masing-masing mikrospora akan berkembang terpisah satu sama lain menjadi serbuk sari. Pada tiap serbuk sari, intinya mengadakan pembelahan mitosis menjadi inti vegetatif dan inti generatif. Pada tumbuhan Angiospermae (berbiji tertutup), inti generative membelah sekali lagi membentuk dua inti generatif setelah terjadi penyerbukan. Gametofit jantan yang lengkap terjadi saat serbuk sari berkecambah dan mengandung satu inti vegetatif dan dua inti generatif. Kedua inti generatif inilah yang siap membuahi sel-sel gamet betina.

Megasporagenesis

Proses pembentukan gamet betina atau putik (megaspora) pada tumbuhan disebut megasporogenesis. Megasporogenesis dimulai dari pembelahan meiosis I dan meiosis II sel induk megaspore diploid, menghasilkan empat sel megaspore yang haploid. Pada tumbuhan Angiospermae hanya satu megaspore saja yang fungsional, dan sisanya mengalami degenerasi (mati). Satu sel megaspore hidup mengalami tiga kali pembelahan mitosis berturut-turut menghasilkan delapan sel megasora di dalam gametofit betina. Delapan sel tersebut tersusun atas tiga sel antipoda, dua inti kutub, satu sel telur (ovum), dan dua sel sinergid. 

Source : Buku Cetak Biologi 3 SMA dan MA kelas XII, Diah Aryulina, Choirul Muslim, Syalfinaf Manaf, ESIS 2007

Contoh Soal 

1. Apa perbedaan pembelahan amitosis dengan pembelahan mitosis?

Jawab :Pembelahan amitosis adalah pembelahan yang berlangsung secara spontan tanpa melalui   tahap-tahap pembelahan sel yang terjadi pada organisme prokariotik dimana memiliki sel DNA yang relatif lebih kecil dibandingkan sel eukaritotik sehingga tidak perlu dipaket menjadi kromosom-koromosom sebelum pembelahan. Sedangkan, pembelahan mitosis adalah pembelahan sel yang terjadi melalui tahap-tahapan tertentu yang terjadi pada sel eukariotik. Pembelahan sel mitosis menghasilkan dua sel anakan identik.

2. Jelaskan secara singkat proses oogenesis!

Jawab:  Proses oogenesis dimulai dari oogonium berkembang menjadi oosit primer diploid, kemudian oosit primer membelah secara meiosis I menjadi dua oosit sekunder yang haploid. Oosit sekunder membelah lagi secara meiosis II menghasilkan empat sel dimana tiga sel diantaranya mati dan satu selnya akan berkembang menjadi ovum yang siap untuk dibuahi.

3. Perhatikan gambar sel yang sedang membelah berikut.
    Bedasarkan gambar tersebut maka dapat di simpulkan bahwa sel berada pada fase . . . .
    a. anafase mitosis
    b. anafase I
    c. metafase mitosis
    d. metafase I 
    e. anafase II

Jawab : E, jika lihat pada ciri-cirinya anafase II, Benang spindel mulai menarik kromatid menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan dan kromosom memisahkan kedua kromatidnya dan menuju ke kutub yang berlawanan, kita dapat menyimpulkan bahwa gambar tersebut berada pada fase anafase II

4. Mitosis dan Meiosis berbeda dalam hal berikut ini, kecuali . . . . 
      a. mitosis terjadi di dalam sel tubuh sedangkan meiosis terjadi dalam sel kelamin.
      b. mitosis terjadi dalam dua kali pembelahan sedangkan meiosis satu kali pembelahan.
      c. mitosis menghasilkan dua sel anakan, meiosis empat sel anakan.
      d. mitosis berfungsi untuk pertumbuhan, meiosis berfungsi dalam reproduksi.
      e. sel anakan mitosis bersifat diploid sedangkan sel anakan meiosis bersifat haploid. 

Jawab : B, karena meiosis terjadi dua kali pembelahan dan mitosis satu kali pembelahan