Hereditas (Bag. 3)

Hubungan antara Pembelahan Sel dengan Hereditas

Selama sel mengalami pertumbuhan, volume protoplasma sel akan terus bertambah, sementara membran plasma tidak mengalami pertambahan luas yang sebanding dengan pertambahan isinya. Dalam keadaan demikian, diperlukan pembelahan sel yang akan mengurangi volume protoplasma dan memperluas permukaan membran sel. Sel yang akan membelah biasanya disebut sel induk, sedangkan sel-sel hasil pembelahan disebut sebagai sel anak.

Pada organisme multiseluler terdapat dua macam sel, yaitu sel tubuh (sel somatis) dan sel kelamin (gamet). Setiap sel tubuh mempunyai sejumlah kromosom yang berpasangan atau 2n. Sel yang mengandung kromosom 2n tersebut dinamakan sel diploid. Sebaliknya, kromosom pada sel kelamin tidak berpasang-pasangan atau n. Sel yang mengandung kromosom n tersebut adalah sel haploid. Sel-sel diploid dan sel-sel haploid tersebut dihasilkan melalui cara pembelahan sel yang berbeda, yaitu pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis.

a. Pembelahan Mitosis
Pada pembelahan mitosis, setiap sel diploid, yaitu yang mengandung kromosom 2n, akan menghasilkan dua sel anak yang juga diploid. Pembelahan mitosis terjadi pada sel-sel tubuh dan bertujuan memperbanyak sel-sel tersebut. Hal ini diperlukan pada pertumbuhan jaringan, penggantian jaringan yang rusak , dan pembiakan organisme secara tak kawin. Proses pembelahan mitosis terdiri atas beberapa tahap pembelahan, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase.


Gambar Mitosis


1) Profase
Pada tahap ini membran nukleus dan nukleolus melebur di dalamsitoplasma, sementara kromatin terpilin secara bertahap menjadi gulunganyang pendek dan tebal berupa kromosom. Setiap kromosom terdiri atas dua helai kromatid sebagai hasil duplikasi yang tetap saling berlekatan pada bagian yang disebut sentromer. Setiap pasangan sentriol pada sel hewan bergerak menuju ke kutub-kutub sel yang berlawanan, diikuti dengan terbentuknya serat-serat gelendong pembelahan yang tersusun dari mikrotubulus. Pada sel tumbuhan tidak terdapat sentriol. Namun, serat-serat gelendong pembelahan tetap terbentuk
di antara kedua kutub sel yang berlawanan tersebut.
2) Metafase
Kromosom bergerak ke bidang pembelahan (bidang ekuator) dan berjajarsatu-satu di bidang tersebut. Kromosom ini bergantungan pada serat gelendong melalui sentromernya masing-masing. Pengamatan tentang jumlah kromosom paling mudah dilakukan pada tahap ini karena kromosom memiliki ketebalan yang maksimal dan berada di tengah-tengah sel. Pada akhir metafase, sentromer membelah dan setiap kromatid mendapatkan sentromernya masing-masing. Kedua kromatid yang berasal dari satu kromosom itu pun terpisah. Kini setiap kromatid dapat dikatakan sebagai kromosom yang baru.
3) Anafase
Setiap kromosom bergerak bertolak belakang terhadappasangannya untuk menuju ke kutub masing-masing sambil tetapbergantungan pada serat gelendong melalui sentromer. Pada tahap anafaseakhir, seluruh kromosom mencapai kutub-kutub sel.
4) Telofase
Kromosom yang terpilin pendek melepaskan gulungannya menjadikromatin yang panjang dan halus, sementara serat-serat gelendong melebur didalam sitoplasma bersamaan dengan munculnya kembali nukleolus danmembran nukleus. Membran nukleus yang baru terbentuk mengelilingi kromatin,nukleolus, dan sejumlah sitoplasma sehingga dihasilkan nukleus baru.
Pada tahap ini terjadi peristiwa sitokinesis, yaitu terbaginya sel indukmenjadi dua sel anak yang meliputi pembagian sitoplasma, ribosom,retikulum endoplasma, RNA, dan struktur-struktur lainnya.Peristiwa sitokinesis pada sel tumbuhan dimulai dengan pembentukan lempeng pemisah yang tersusun dari selulosa di bidang ekuator. Lempeng tersebut akan membentuk dinding sel primer. Adapun sito-kinesis pada sel hewan dimulai dengan terbentuknya lekukan di daerah ekuator yang makin lama semakin dalam dan akhirnya membagi sel menjadi dua sel anak.

Untuk lebih jelas lagi, Anda bisa perhatikan tayangan berikut mengenai pembelahan mitosis:



b. Pembelahan Meiosis
Pembelahan sel secara meiosis terjadi pada sel-sel reproduksi dengan tujuan menghasilkan sel-sel kelamin. Sel-sel reproduksi merupakan sel-sel diploid(2n), sedangkan sel-sel kelamin yang dihasilkannya bersifat haploid (n) karena hanya mengandung separuh dari jumlah kromosom sel induknya. Dengan demikian, pembelahan meiosis menyebabkan pengurangan jumlah kromosom sehingga disebut juga pembelahan reduksi. Pengurangan jumlah kromosom tersebut bukan secara acak, melainkan kromosom-kromosom yang semula berpasangan akan kehilangan pasangan masing-masing setelah proses pembelahan meiosis. Umpamanya, pada sel reproduksi manusia terdapat 23 pasang kromosom (terdiri atas 46 kromosom), maka pada sel kelamin hanya terdapat 23 kromosom yang tidak berpasangan.
Proses pembelahan sel secara meisosis terdiri atas dua kali pembelahan berturut-turut, yaitu meiosis I dan II yang tidak diselingi interfase atau interfase yang singkat tanpa duplikasi kromosom, pada akhir pembelahan dihasilkan 4 sel haploid. Tahap-tahap pembelahan tersebut adalah meiosis I meliputi profase I, metafase I, anafase I, telofase I dan meiosis II meliputi profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II.


Gambar Meiosis

Keterangan Gambar:
1. Profase I
2. Metafase I
3. Anafase I
4. Telofase I
5. Profase II
6. Metafase II
7. Anafase II
8. Telofase II

1) Profase I
Pada fase ini secara bertahap membran inti melebur, sentrosom berpisah,dan serat gelendong terbentuk. Namun, ternyata profase pada meisosis lebihrumit daripada mitosis. Oleh karena itu, pada profase I terjadi beberapa tahap,yaitu leptoten, zigoten, pakiten, diploten, dan diakinesis.
a) Leptoten : Pasangan kromosom masih berupa kromatin yang panjang dan tipis,tetapi masing-masing sudah mengalami duplikasi menjadi dua kromatid.
b) Zigoten : Kromosom homolog mendekati pasangannya , lalu bersatu yang disebutbivalen.
c) Pakiten: Tiap kromosom pembentuk sinapsis membelah menjadi dua kromatid.Berarti pada tiap-tiap kromosom sekarang terdapat empat kromatid yangdisebut tetrad.
d) Diploten: Pasangan kromatid yang berasal dari satu kromosom mulai menjauhipasangan kromatid dari kromosom lainnya, kecuali pada kiasma atau titik-titik persilangan antara kromatid yang satu dan kromatid lain.
e) Diakinesis : Pasangan kromatid yang semakin pendek dan menebal itu berpisah daripasangan kromatid yang berasal dari kromosom lain.
2) Metafase I
Berbeda dengan metafase pada mitosis, di sini kromosom yang terdiriatas dua kromatid tidak berjajar satu-satu, tetapi saling berhadapan dengankromosom pasangannya di bidang pembelahan.
3) Anafase I
Setiap kromosom bergerak menuju kutub yang terdekat melalui jalurserat gelendong, sementara sentromer pada tiap-tiap kromosom tetapbergantungan pada serat gelendong pembelahan. Pada akhir fase ini semuakromosom telah berkumpul di kutubnya masing-masing.
4) Telofase I
Di kedua kutub sel terbentuk membran nukleus yang mengelilingikromosom. Selanjutnya, sel terbelah dua dan masing-masing memperolehsatu nukleus. Akhir dari tahap ini ditandai dengan terbentuknya dua sel yanghaploid.
5) Profase II
Seperti halnya pada profase I, membran inti kembali melebur dan sentriolberpisah menuju ke kutub sel yang berlawanan, sementara kromatid-kromatidpenyusun kromosom masih melekat pada sentromernya.
6) Metafase II
Kromosom bergerak ke bidang pembelahan dan berjajar di bidangtersebut kemudian diikuti dengan pemisahan kromatid.
7) Anafase II
Kromatid bergerak meninggalkan bidang pembelahan menuju ke kutubyang terdekat sambil tetap bergantungan pada serat gelendong melaluisentromernya masing-masing.
8) Telofase II
Setelah semua kromatid berkumpul di kedua kutub sel, lalu terbentukmembran nukleus di sekelilingnya diikuti dengan pembelahan setiap selsehingga terjadilah 4 sel haploid baru.

Untuk lebih jelas lagi, Anda bisa perhatikan tayangan berikut mengenai pembelahan meiosis: