Mitosis dan Meiosis

BAB IV

Analisis Medelisme dapat dijelaskan tanpa harus mengetahui apa itu gen atau bagaimana gen mengontrol fenotipe agar analisa hasil persilangan dan dugaan sesuai dengan hukum segregasi dan berpadu bebas. Semua ini dapat dilakukan dengan cara gen dipandang sebagai faktor hipotetik yang abstrak dengan menggunakan lambang tanpa harus mengetahui kodratnya secara fisik atau letaknya di dalam sel. Menjadi suatu pertanyaan, struktur apa di dalam gen yang berkaitan dengan hipotesis gen ini? Kemajuan dan perkembangan genetika karena adanya pemikiran bahwa gen yang dihipotesiskan oleh Mendel berasosiasi dengan struktur tertentu di dalam sel yang disebut kromosom. Konsep sederhana ini telah dikenal sebagai Teori Kromosom tentang pewarisan. Teori ini adalah gabungan disiplin ilmu genetika dan sitologi dan telah membuktikan hubungan percobaan penangkaran dengan tingkah laku struktur yang diamati di bawah mikroskop.

MITOSIS

Mitosis merupakan pembelahan nukleolus yang berasosiasi dengan pembelahan sel somatik. Pembelahan ini akan menghasilkan dua sel baru yang identik identik dengan sel asalnya atau tetuanya dan memiliki jumlah kromosom yang sama dengan sel tetua. Siklus hidup sel atau siklus sel dapat dibagi ke dalam beberapa periode: Mitosis (M) dan Interfase yang terdiri dari: Sintesis (S), G₁, dan G₂.

1.   Gap 1 atau G_1. Pada periode ini terjadi sintesis persenyawaan yang diperlukan untuk replikasi DNA. Senyawa yang disintesis adalah protein.  Kemajuan siklus sel dapat dihentikan oleh inhibitor sintesis protein. Pada sel yang sedang aktif membelah periode G₁ dapat berlangsung sampai 3-4 jam.

2.    Sintesis atau S. Sintesis DNA terjadi pada kromosom yang bereplikasi.  Sel-sel mengandung DNA dua kali lebih banyak akan tetapi jumlah kromosom tidak berubah. Jika gugus dasar kromosom sama dengan N mengandung DNA sebanyak C, maka kandungan DNA dalam sel diploid akan menjadi 2C, dan kandungan DNA dalam sel setelah periode S akan sebanyak 4C. Periode sintesis biasanya memerlukan waktu 7 sampai 8 jam.

3.  Gap₂ atau G_2. Pada periode ini protein yang diperlukan untuk mitosis yaitu subunit benang gelendong dan protein kromosom disintesis. Waktu yang dibutuhkan pada periode G₂ umumnya adalah 2 sampai 5 jam.

Gambar 1. Siklus sel

Mitosis akan mengikuti interfase yang terdiri dari empat fase. Seluruh proses mitosis memerlukan waktu setengah sampai beberapa jam.

1.     Profase

Pada fase profase kromosom akan memadat dan menebal kemudian membelah menjadi dua untai kromatid kecuali sentromernya. Kedua untai kromatid yang masih terikat pada sentromernya dari setiap kromosom menjadi tampak. Kromosom bergerak menuju ke tengah-tengah sel.  Nukleolus dan membran nukleus akan menghilang. Benang-benang gelendong mulai diproduksi.

2.     Metafase

Pada fase ini setiap individu dari kromosom yang telah menjadi dua kromatid akan bergerak menuju ke bidang equatorial dari sel dan benang gelendong melekat pada sentromer dari setiap kromosom.

3.     Anafase

Fase anaphase dimulai ketika setiap pasang kromatid dari tiap kromosom berpisah. Masing-masing kromatid akan bergerak menuju ke kutub yang berlawanan. Pemisahan ini terjadi mulai dari sentromer yang sekarang sudah membelah. Ketika tiap kromatid bergerak, maka kedua lengannya mengikuti sentromernya sehingga tampak bentuk-bentuk huruf V atau J dengan ujung sentromer mengarah ke kutub. Sekarang banyaknya kromosom dalam sel menjadi 4N dengan kandungan DNA sebanyak 4C.

4.     Telofase

Pada fase ini membran nukleus terbentuk kembali, kromosom mulai mengendur, dan nukleolus tampak kembali. Sel membelah menjadi dua dengan terbentuknya dinding sel yang baru di bidang equator yang membagi sitoplasma menjadi dua.

Gambar 2. Proses pembelahan mitosis pada individu 2n=4

MEIOSIS

Meiosis merupakan proses yang terjadi pada peristiwa gametogenesis, yaitu ketika banyaknya kromosom per sel berkurang menjadi haploid. Meiosis melibatkan dua siklus pembelahan sel dan akan menghasilkan empat sel haploid. Pada meiosis tetap akan didahului oleh premeiosis fase S, DNA disintesis untuk terjadinya meiosis. Karena meiosis terdiri dari dua siklus pembelahan sel, maka dibedakan meiosis I dan meiosis II. Kejadian-kejadian dalam meiosis I agak berbeda dari kejadian-kejadian dalam meiosis II, dan keduanya berbeda dari mitosis. Pembelahan meiosis dibagi ke dalam tahapan-tahapan, yaitu: profase, metafase, anafase dan telofase.  Profase I adalah yang paling kompleks dimana tahapannya dibagi-bagi lagi, yaitu: leptoten, zigoten, pakhiten, diploten, dan diakinesis. Proses-proses tersebut merupakan proses yang dinamis, tidak terputus dan tidak ada batas yang jelas.

Meiosis I

1.     Profase I

a.     Leptoten. Pada fase ini kromosom mulai terlihat seperti benang, konstraksi kromosom terus terjadi dalam leptoten dan dalam seluruh profase I. Struktur yang tampak pada leptoten adalah munculnya penebalan di beberapa bagian disepanjang kromosom seperti manik-manik pada kalung yang disebut kromomer. Dua kromatid dari tiap kromosom belum dapat dibedakan.

b.     Zigoten. Kromosom yang homolog mulai berpasangan atau sinapsis, bentuk-bentuk kompleks sinapsis antar pasangan kromosom mulai tampak.  Kromosom yang berpasangan dua-dua disebut bivalen.

c.     Pakhiten. Kromosom homolog berpasangan semakin dekat dan sempurna. Kromosom nampak mulai semakin menebal.

d.     Diploten. Tiap kromosom terpisah menjadi dua kromatid, sehingga pasangan kromosom yang bersinapsis terdiri dari satu berkas empat kromatid homolog. Pada fase ini pasangan kromosom mulai mengendur dan tampak struktur berbentuk silang atau huruf X yang disebut kiasma antar kromatid bukan kembarannya.

e.     Diakinesis. Kromosom semakin menebal dan sulit untuk dibedakan dari diploten. Nukleolus dan membran nukleus mulai menghilang dan kiasma tampak bergerak menuju ke ujung kromosom dalam tiap bivalen.

2.     Metafase I

Tiap pasangan kromosom berada pada bidang equator. Sentromer tiap kromosom dari tiap pasangan kromosom homolog terikat oleh benang gelendong yang berasal dari kutub yang berlawanan. Sentromer tidak membelah, ini salah satu perbedaan dari mitosis.

3.     Anafase I

Seperti pada mitosis, anafase dimulai ketika kromosom bergerak ke kutub yang berlawanan. Tiap kromosom dari tiap pasangan kromosom homolog bergerak ke kutub yang berlawanan. Masing-masing kutub mendapat jumlah kromosom setengah (1N).

4.     Telofase I

Kromosom mengendur dan membran nukleus mulai terbentuk. Sitokinesis, pembelahan sel menjadi dua sel baru mungkin terjadi mungkin juga tidak yang dipengaruhi oleh spesiesnya. Jika terjadi sitokinesis, maka akan dihasilkan dua sel yang masing-masing berisi 1N kromosom dan 2C DNA. Jika tidak terjadi sitokinesis, maka sel tetap mengandung 2N kromosom dan 4C DNA.

5.     Interfase

Periode ini sangat singkat, dan mungkin tidak ada.  Kromosom tidak berepliaksi karena replikasi sudah terjadi.

Meiosis II

1.     Profase II

Membran nukleus akan hancur dan benang-benang gelendong terbentuk.  Pada tumbuhan yang sitokinesisnya tidak terjadi pada telofase I, benang-benang gelendong harus tegak lurus pada keadaan anafase I agar terbentuk hasil meiosis yang normal. Kromosom mulai berkontraksi dan menebal sehingga memperlihatkan jumlah kromosom yang haploid (1N).

2.     Metafase II

Kromosom yang berupa dua kromatid berada pada bidang equator dan pada masing-masing sentromernya melekat benang-benang gelendong dari kutub yang berlawanan. Keadaan kromosom pada metafase II serupa dengan keadaan kromosom pada metafase mitosis, hanya berbeda pada jumlah kromosomnya yaitu tinggal separuh (1N).

3.     Anafase II

Sentromer terbelah dua dan masing-masing kromatid tertarik oleh benang gelendong ke kutub yang berlawanan.

4.     Telofase 

Pembelahan sel terjadi sehingga dihasilkan 4 sel haplod (1N). Membran nukleus dan nukleolus terbentuk kembali. Kromosom akan mengendur dan mulai tidak tampak.

Gambar 3. Proses meiosis II pada individu 2n=4

Perbedaan Mitosis dan Meiosis

Kejadian-kejadian pada mitosis terlihat serupa dengan kejadian-kejadian pada meiosis, tetapi akan ditemukan beberapa perbedaan yang menjadi ciri dari proses-proses pembelahan sel tersebut (Tabel 1).

Tabel 1. Perbedaan mitosis dari meiosis

Perbedaan		Mitosis	Meiosis
1.	Kromosom berpasangan	tidak	ya
2.	Kromosom homolog berpasangan	tidak	ya
3.	Kromosom pindah silang	tidak	ya
4.	Pembagian reduksional	tidak	ya, anafase II
5.	Banyaknya sel yang dihasilkan	2	4
6.	Ploidi dari sel yang dihasilkan	diploid (2n)	haploid (n)
7.	Kandungan bahan genetik	indentik dengan sel mula-mula	kromosom bisa tetap, bisa berubah, kombinasi baru hasil pindah silang
8.	Sel yang terlibat	hampir semua sel diploid maupun haploid	terbatas pada sel gamet

Lebih lanjut silahkan pelajari PPT ''Mitosis dan Meiosis"
https://www.slideshare.net/FitriDamayanti9/mitosis-dan-meiosis-229745218

Proses siklus sel dan pembelahan mitosis dapat dipelajari pada video ini (Youtube channel: McGraw-Hill Animations)