Pembelahan Sel Secara Meiosis

              

gambar:miosis.jpg

               Pembelahan Meiosis disebut juga pembelahan reduksi, di karena terjadinya pengurangan jumlah kromosom dalam prosesnya dari 2n menjadi n.

               Menghasilkan sel anakan dengan jumlah kromosom separuh dari jumlah kromosom sel induknya. Contoh, sel induk gamet jantan (spermatogonium) merupakan sel yang diploid (2n) setelah membelah, sel anak yang terbentuk (spermatozoa) merupakan sel yang haploid (n).

               Dalam pembelahan Meiosis terjadi dua kali pembelahan sel secara berturut –turut, tanpa diselingi adanya interfase, yaitu tahap meiosis 1 dan meiosis 2 dengan hasil akhir 4 sel anak dengan jumlah kromosom haploid (n).

Meiosis I

1. Profase I

     a. Leptoten

          Kromatin menebal membentuk kromosom.

     b. Zygoten

         Kromosom yang homolog mulai berpasangan, kedua sentriol bergerak menuju ke kutub yang berlawanan.

    c. Pakiten

        Tiap kromosom menebal dan mengganda menjadi dua kromatida dengan satu sentromer.

    d. Diploten

         Kromatida membesar dan memendek, bergandengan yang homolog dan menjadi rapat.

    e. Diakenesis

        Ditandai dengan adanya pindah silang (crossing over) dari bagian kromosom yang telah mengalami duplikasi. Hal ini hanya terjadi pada meiosis saja,, yang dapat mengakibatkan terjadinya rekombinasi gen. nucleolus dan dinding inti menghilang. Sentriol berpisah menuju kutub yang berawanan, terbentuk serat gelendong diantara dua kutub.

2. Metafase 1

     Pada tahap ini, tetrad menempatkan dirinya pada bidang ekuator. Membrane inti sudah tidak tampak lagi dan sentromer terikat oleh spindel pembelahan.

3. Anafase I

     Pada tahap ini, spindel pembelahan memendek dan menarik belahan tetrad (diad) ke kutub sel berlawanan sehingga kromosom homolog dipisahkan. Kromosom hasil crossing over yang bergerak ke kutub sel membawa materi genetic yang berbeda.

4. Telofase I

     Pada tahap ini, membrane sel membentuk sekat sehingga terbentuk dua sel anak yang bersifat haploid, tetapi setiap kromosom masih mengandung dua kromatid (siser cromatid) yang terhubung melalui sentromer.

Meiosis II

1. Profase II

    a. Benang – benang kromatin berubah kembali menjadi kromosom.    b. Kromosom yang terdiri dari 2 kromatida tidak mengalami duplikasi lagi.    c. Nucleolus dan dinding inti menghilang.    d. Sentriol berpisah menuju kutub yang berlawanan.    e. Serat – serat gelendong terbentuk diantara 2 kutub pembelahan.

2. Metafase II

     Kromosom kebidang ekuator menggantung pada serat gelendong melalui sentromernya.

3. Anafase II

     Kromatida berpisah dari homolognya, dan bergerak menuju ke kutub yang berlawanan.

4. Telofase II

     a. Kromosom berubah menjadi benang – benang kromatin kembali.     b. Nucleolus dan dinding inti terbentuk kembali.     c. Serat – serat gelendong menghilang dan terbentuk sentrosom kembali.

                           

Hasil meiosis :1.) Satu sel induk yang diploid (2n) menjadi 4 sel anakan yang masing – masing haploid (n)2.) Jumlah kromosom sel anak setengah dari jumlah kromosom sel induknya.3.) Pembelahan meiosis hanya terjadi pada sel – sel generative atau sel – sel gamet seperti sperma dan ovum (sel telur).         

             Gambar di bawah ini merupakan fase – fase pembelahan meiosis. Sel – sel eukariot tertentu menghasilkan sel haploid (misalnya gamet pada hewan dan manusia, serta spora pada tumbuhan) dengan pembelahan sel yang disebut meiosis. Pada meiosis terjadi satu kali penggandaan kromosom dan dua kali pembelahan sel, yang disebut meiosis I dan meiosis II.

Meiosis adalah salah satu cara sel untuk mengalami pembelahan. Ciri pembelahan secara meiosis adalah:

Terjadi di sel kelamin Jumlah sel anaknya 4 Jumlah kromosen 1/2 induknya Pembelahan terjadi 2 kali

Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah. Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan I (meiosis I) dan pembelahan II (meiosis II)

PEMBELAHAN MEIOSISMitosis dan meiosis merupakan bagian dari siklus sel dan hanya mencakup 5-10% dari siklus sel. Persentase waktu yang besar dalam siklus sel terjadi padainterfase. Interfase terdiri dari periode G1, S, dan G2. Pada periode G1 selainterjadi pembentukan senyawa-senyawa untuk replikasi DNA, juga terjadi replikasiorganel sitoplasma sehingga sel tumbuh membesar, dan kemudian sel memasukiperiode S yaitu fase terjadinya proses replikasi DNA. Setelah DNA bereplikasi,sel tumbuh (G2) mempersiapkan segala keperluan untuk pemisahan kromosom,dan selanjutnya diikuti oleh proses pembelahan inti (M) serta pembelahansitoplasma (C). Selanjutnya sel hasil pembelahan memasuki pertumbuhan sel baru(G1).Terjelaskannya faktor Mendel dalam perilaku mitosis dan meiosis melahirkandorongan yang luar biasa untuk melakukan studi-studi genetika. Istilah-istilah

baru kemudian muncul. Yang muncul pertama kali adalah disiplin itu sendiridiberi nama genetika (genetics), dan unit bawaan dasar Mendel disebut gen(gene). Dua gen homologi mewakili dua bentuk alternatif disebut allelomorf(allelomorphs) yang kemudian disingkat allela (alleles). Individu yangberkembang dari telur yang dibuahi disebut zigot (zygote), individu homozigot(homozygote) yaitu individu yang membawa sepasang allela identik, dansebaliknya heterozigot (heterozygote) bagi individu yang membawa sepasangallela yang berbeda dari gen tertentu. Jumlah keseluruhan gen yang ada dalamsatu individu, dengan kata lain seluruh kromosom disebut genom (genome).Meiosis adalah proses menghasilkan gamet yang haploid dari diploid padameiosis sel mengalami dua pembelahan berurutan, disebut meiosis I dan meiosisII. Meiosis mereduksi atau mengurangi jumlah kromosom menjadi setengahnya.Sel anakan yang dihasilkan adalah 4 sel, bukan 2 sel seperti mitosis. Duapembelahan meiosis dilangsungkan oleh hanya satu proses duplikasi kromosom,sehingga hasilnya keempat sel anakan hanya memiliki separuh jumlah kromosominduknya. Reduksi jumlah kromosom terjadi selama meiosis I. Di saat terjadireduksi dalam meiosis dari dua kromosom dalam sel-sel diploid menjadi masingmasingunit tunggal, maka individu memberikan satu jiplakan tunggal dari setiapsatuan hereditas ke sel-sel germ haploid yang dengannya ia memperanakanturunannya. Setiap fase pada meiosis memiliki ciri-ciri tersendiri. Ciri-ciri ituberupa tingkah laku kromosom yang hamper sama dengan pembelahan mitosis.Fase-fase dalam pembelahan meiosis adalah sebagai berikut:Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah.Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadipengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu, padameiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan I (meiosis I)dan pembelahan II (meiosis II). Meiosis I dan meiosis II terjadi pada seltumbuhan. Demikian juga pada sel hewan terjadi meiosis I dan meiosis II. Baikpada pembelahan meiosis I dan II, terjadi fase-fase pembelahan seperti padamitosis. Oleh karena itu dikenal adanya profase I, metafase I, anafase I , telofase I,profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II. Akibat adanya dua kali prosespembelahan sel, maka pada meiosis, satu sel induk akan menghasilkan empatsbaru, dengan masing-masing sel mengandung jumlah kromosom setengah dari jumlah kromosom sel induk.

Meiosis (Pembelahan Reduksi) adalah reproduksi sel melalui tahap-tahap pembelahan seperti pada mitosis, tetapi dalam prosesnya terjadi pengurangan (reduksi) jumlah kromosom.

Meiosis terbagi menjadi due tahap besar yaitu Meiosis I dan Meiosis II Baik meiosis I maupun meiosis II terbagi lagi menjadi tahap-tahap seperti pada mitosis. Secara lengkap pembagian tahap pada pembelahan reduksi adalah sebagai berikut :

Berbeda dengan pembelahan mitosis, pada pembelahan meiosis antara telofase I dengan profase II tidak terdapat fase istirahat (interface). Setelah selesai telofase II dan akan dilanjutkan ke profase I barulah terdapat fase istirahat atau interface.

PERBEDAAN ANTARA MITOSIS DENGAN MEIOSIS

Aspek yang dibedakan Mitosis Meiosis

Tujuan Untuk pertumbuhanSifat mempertahan-kan diploid

Hasil pembelahan 2 sel anak 4 sel anak

Sifat sel anak diploid (2n) haploid (n)

Tempat terjadinya sel somatis sel gonad

Pada hewan dikenal adanya peristiwa meiosis dalam pembentukan gamet, yaitu Oogenesis dan Speatogenesis. Sedangkan pada tumbahan dikenal Makrosporogenesis (Megasporogenesis) dan Mikrosporogenesis.

Pembelahan Meiosis Pada Manusia

1. 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)

                                                                                    

a. Pembentukan Sperma (Spermatogenesis)

      Hampir semua spesies hewan tingkat tinggi terutama mamalia mempunyai proses spermatogenesis yang hampir sama, dalam pembahasan ini akan di jelaskan mengenai proses spermatogenesis pada nanusia.

                                         

1.) Tempat spermatogenesis

       Spermatogenesis terjadi di testis. Didalam testis terdapat tublus seminiferus. Dinding tubulus seminiferus terdiri dari jaringan epitel dan jaringan ikat, pada jaringan epithelium terdapat sel – sel spermatogonia dan sel sertoli yang berfungsi member nutrisi pada spermatozoa. Selain itu pada tubulus seminiferus terdapat pula sel leydig yang mengsekresikan hormone testosterone yang berperan pada proses spermatogenesis.

                  

2.) Proses Spermatogenesis     

  Pada masa pubertas, spermatogonia membelah diri secara mitosis sehingga menghasilkan lebih banyak spermatogonia. Pada manusia, spermatogonia mengandung 23 pasang kromosom atau 46 kromosom (diploid)Beberapa spermatogonia membelah diri kembali, sedangkan lainnya berkembang menjadi spermatosit primer yang juga mengandung kromosom sebanyak 46 kromosom. Sel – sel spermatosit primer tersebut kemudian membelah secara meiosis nebjadi dua spermatosit sekunder yang jumlah kromosomnya menjadi setengahnya (23kromosom

haploid). Selanjutnya spermatosit sekunder membelah lagi secara meiosis menjadi empat spermatid. Jadi, spermatid.jadi, spermatosit primer mengalami pembelahan meiosis I yang menghasilkan dua spermatosit sekunder. Selama pembelahan meiosis II, kedua spermatosit sekunder membelah lagi menghasilkan empat spermatid. Selanjutnya spermatid berdiferensi menjadi sel kelamin dewasa(masak) yang disebut spermatozoa atau sperma. Ini juga memiliki23 kromosom (haploid).       Pada manusia proses spermatogenesis berlangsung setiap hari. Siklus spermatogenesis berlangsung rata – rata 74 hari. Artinya , perkembangan sel spermatogonia menjadi spermatozoa matang memerlukan waktu rata – rata 74 hari. Sementara itu pemasakan spermatosit menjadi sperma memerlukan waktu dua hari.proses pemasakan spermatosit menjadi sperma dinamakan spermatogenesis dan terjadi didalam epidemis.Pada pria dewasa normal, proses spermatogenesis terus berlangsung sepanjang hidup, walaupun kualitas dan kauntitasnya makin menurun dengan bertambahnya usia.

                                                    

3.) Bagian – Bagian Sperma

       Sperma dewasa terdiri dari tiga bagian yaitu kepala, bagian tengah dan ekor (flagelata. Kepala sperma mengandung nucleus. Bagian ujung kepala ini mengandung akrosom yang menghasilkan enzim yang berfungsi untuk menembus lapisan – lapisan sel telur pada waktu fertilisasi. Bagian tengah sperma mengandung mitokondria yang menghasilkan ATP sebagai sumber energy untuk pergerakan sperma. Ekor sperma berfungsi sebagai alat gerak.

                                       

2. Oogenesis 

      

            Pada masa pubertas, oosit primer mengadakan pembelahan meiosis I menghasilkan satu sel oosit sekunder yang besar dan satu sel badan kutub pertama (polar body primer) yang lebih kecil. Perbedaan bentuk ini disebabkan sel oosit sekunder mengandung hampir semua sitoplasma dan kuning telur, sedangkan sel badan kutub pertama hanya terdiri dari nucleus saja. Oosit sekunder ini mempunyai kromosom setengah kromosom oosit primer yaitu 23 kromosom (haploid).Dalam pembelahan meiosis II, oosit sekunder membelah diri menghasilkan satu sel ootid yang besar dan satu badan kutub kedua (polar body sekunder). Ootid yang besar tersebut mengandung hamper semua kuning telur dan sitoplasma. Pada saat yang sama, badan kutub pertama membelah diri menjadi dua kutub. Selanjutnya ootid tumbuh menjadi sel telur (ovum) yang mempunyai 23 kromosom (haploid). Sedangkan ketiga badan kutub kecil hancur sehingga setiap oosit primer hanya menghasilkan satu sel telur yang fungsional. Sel telur (ovum) yang besar itu mengandung sumber persediaan makanan, ribosom, RNA, dan komponen – komponen sitoplasma lain yang berperan dalam perkembangan embrio. Sel telur yang matang diselubungi oleh membrane corona radiate dan zona pellusida.Oogenesis hanya berlangsung hingga seseorang usia 40 sampai 50 tahun. Setelah wanita tidak mengalami menstruasi lagi (menopause) sel telur tidak diproduksi lagi.

Tujuan Pembelahan Sel

Sel merupakan struktur terkecil dari makhluk hidup, oleh karena itu sel sangat menentukan fungsi dan bentuk dari organ atau jaringan yang disusunnya. Kumpulan dari banyak sel dengan struktur dan fungsi yang sama disebut jaringan dan kumpulan jaringan dengan tujuan fungsi tertentu disebut organ.

Untuk bisa mencapai jumlah banyak, sel melakukan pembelahan. Pembelahan sel mempunyai tujuan sebagai berikut :

Regenerasi sel-sel yang rusak/mati Pertumbuhan dan perkembangan Berkembang biak (reproduksi) Variasi individu baru

Pembelahan Meiosis

Meiosis atau pembelahan reduksi adalah pembelahan dengan proses yang hampir sama dengan pembelahan mitosis namun pada meiosis terjadi pngurangan (reduksi) jumlah kromosom. Meiosis terbagi menjadi 2 tahapan besar yaitu meiosis I dan meiosis II, masa istirahat antara keduanya disebut interfase.

Sel somatik manusia terdiri dari 46 kromosom (23 pasang kromosom), setengah berasal dari tiap orang tua. Masing-masing dari 22 autosom maternal memiliki kromosom paternal yang homolog. Pasangan kromosom ke 23 adalah kromosom seks yang menentukan jenis kelamin seseorang

Sel ovum dan sperma hanya mempunyai setengah kromosom (haploid / n), apabila ovum dan sperma bersatu (fertilisasi) akan terbentuk zigot diploid (2n) yang akan tumbuh menjadi individu baru dengan gen hasil kombinasi dari ovum dan sperma. Tahapan pembelahan meiosis sebagai berikut :

gambar 2.1 : tahapan pembelahan meiosis

gambar 2.2 : tahapan pembelahan meiosis I dan II

gambar 2.3 : perbedaan tahapan meiosis dan mitosis

Gangguan Pembelahan Meiosis

Kesalahan selama pembelahan meiosis dapat merubah :

1. Jumlah kromosom per sel2. struktur tiap kromosom

Kedua kesalahan diatas bisa berakibat pada fenotip (sifat yang muncul pada individu).

2.1. Kesalahan Jumlah kromosom

Nondisjunction meiosis dapat terjadi jika homolog gagal berpisah selama anafase M-1 dan kromatid gagal berpisah selama M-2 yang pada akhirnya gamet memiliki jumlah kromosom yang abnornal.

Terdapat 2 gangguan jumlah kromosom :

1. Aneuploid

Trisomik (2n+1) Monosomik (2n-1)

2. Poliploid

Triploid (3n) Tetraploid (4n)

2.2 Kesalahan Struktur Kromosom

Perubahan struktur kromosom dapat menyebabkan terjadinya empat macam struktur, yaitu :

Delesi Duplikasi Inversi Translokasi

a. Delesi

b. Duplikasi

c. Inversi

d. Translokasi