DAUR SEL, MITOSIS, MEIOSIS

TUGAS TERSTRUKTUR BIOLOGI

DAUR SEL, MITOSIS, MEIOSIS

Semester:

Gasal Tahun 2012/2013

Oleh:

Nama       : Shaoma Rian Prasetyo

NIM        : A1L012158

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

PURWOKERTO

2012

DAUR SEL, MITOSIS, MEIOSIS

A.    DAUR SEL/SIKLUS SEL

Siklus sel mengalami interfase yang dibedakan menjadi tiga fase, yaitu:

1.      Fase gap satu (G1)

Sebuah sel diploid hasil mitosis, yakni sel dengan kandungan kromosom 2n, mengalami peningkatan volume dan aktivitas metabolisme yang berhubungan dengan persiapan penggandaan (replikasi/sintesis) DNA.periode setelah mitosis, gen-gen aktif berekspresi.

Pada fase ini terjadi beberapa kegiatan yang mendukung tahap – tahap berikutnya, yaitu:

a.    Trankipsi RNA

b.    Sintesis protein yang bermanfaat untuk memacu pembelahan nukleus

c.    Enzim yang diperlukan untuk replikasi DNA

d.    Tubulin dan protein yang akan membentuk benang spindel

Periode untuk fase G1 membutuhkan waktu yang berbeda – beda antar individu. Adakalanya G1 membutuhkan waktu 3 –4 jam, namun ada juga yang tidak mengalami fase G1 ini, hal ini terjadi pada beberapa sel ragi. Beberapa ahli lebih suka menggunakan istilah G0 untuk situasi tersebut.

2.      Fase Sintesis (S)

Pada fase ini terjadi replikasi DNA dan replikasi kromosom, sehingga pada akhir dari fase ini terbentuk sister chromatids yang memiliki sentromer bersama. Namun, masih belum terjadi penambahan pada fase ini. Lamanya waktu yang dibutuhkan pada fase ini 7 –8 jam.

Fase sintesis DNA (replikasi), kromosom ® dua kromatid kembar.

3.      Fase Gap dua (G2)

Setelah S, terjadi aktifitas gen-gen untuk mengontrol pembentukan protein/ enzim untuk keperluan mitosis.  Pada fase ini terjadi sintesis protein – protein yang dibutuhkan pada fase mitosis, seperti sub unit benang gelendong, pertumbuhan organel – organel dan makromolekul lainnya (mitokondria, plastid, ribosom, plastid, dan lain – lain).  Fase ini membutuhkan waktu 2-5 jam.

4.      Fase Gap nol(G0)

Fase istirahat, dormant (contoh: sel otot, sel darah merah). Dalam kultur sel tertentu, G1: 16-24 jam, M: 1-2 jam. Terdapat variasi yang besar dalam lamanya siklus sel.

SIKLUS SEL

B.     MITOSIS

Pembelahan sel somatic (tubuh) ® 2 anak sel yang mengandung jumlah kromosom/ materi hereditas yang sama atau identik. Hasil akhir pembelahan ini adalah 2 sel anak yang masing-masing memiliki sifat dan jumlah kromosom yang sama dengan induknya.

Tujuan:

1. Mengganti sel-sel yang rusak/ regenerasi
2. Perkembangan dari satu sel menjadi banyak
3. Membentuk individu baru (reproduksi sel baru) pada individu bersel tunggal

Secara umum, pembelahan sel mitosis terbagi menjadi 2 tahap, yaitu: Kariokinesis dan Sitokinesis.

1.      KARIOKINESIS

Kariokinesis adalah proses pembagian materi inti yang terdiri dari beberapa fase, yaitu Profase, Metafase, dan Telofase

a.      Profase

Pada fase profase, terjadi pemadatan (kondensasi) dan penebalan kromosom. kromosom menjadi memendek dan menjadi tebal, bentuknya memanjang dan letaknya secara random di tengah – tengah sel, terlihat menjadi dua untai kromatid yang yang letaknya sangat berdekatan dan dihubungkan oleh sebuah sentromer. Mendekati akhir profase, nukleolus dan membran nukleus menghilang dan terbentuk benang – benang spindel.

Ciri-ciri profase:

•         Membran inti mulai hilang

•         Nukleolus (anak inti) mulai hilang

•         Kromosom terlihat tebal dan panjang (terdiri dari 2 kromatid)

•         Di sitoplasma terdapat sentriol yang membelah menjadi 2 dan bergerak ke arah kutub yang berlawanan, terbentuk benang spindel (mikrotubul)

b.      Metafase

Pada fase ini, setiap individu kromosom yang telah menjadi dua kromatid bergerak menuju bidang equator. Benang – benang gelendong melekat pada sentromer setiap kromosom. Terjadi kondensasi dan penebalan yang maksimal pada fase ini. Sehingga kromosom terlihat lebih pendek dan tebal dibandingkan pada fase lainnya. Selain itu, kromosom juga terlihat sejajar di tengah – tengah equator. Sehingga sangat baik dilakukan analisis kariotipe pada fase ini. Analisis kariotipe dapat dimanfaatkan untuk : 1) analisis taksonomi yang berhubungan dengan klasifikasi mahluk hidup. 2) analisis galur substitusi dari monosomik atau polisomik, dan 3) untuk studi reorganisasi kromosomal.

Ciri-ciri metafase:

•         Kromosom mengadakan spiralisasi sehingga menjadi pendek

•         Ada 3 kegiatan: Proses kongregasi (kromosom bergerak menuju bidang ekuatorial), proses distribusi (kromosom menyebar ke tepi), proses orientasi (kromosom melekatkan diri dengan benang spindel pada sentromer/ kinetokor)

            Metakinesis

Istilah metakinesis untuk pertama kali digunakan oleh Wasserman pada tahun 1926 dan dipopulerkan oleh Mazia pada tahun 1961. Banyak buku yang menyamakan fase metakinesis dengan fase metafase, dengan memasukkan pembahasan metakinesis ke dalam pembahasan metafase.

Pada fase ini, pergerakan kromosom dibedakan menjadi tiga tingkat, yaitu :

1.     Konggresi kromosom

Selama konggresi kromosom, kromosom bergerak menuju bidang equator yang berada di tengah – tengah kutub spindel. Kromosom – kromosom tersebut akan mencapai suatu posisi keseimbangan di bidang equator.

2.     Orientasi kromosom

Orientasi kromosom berhubungan dengan orientasi dari tapak – tapak kinetik dari kromosom menuju kutub – kutub yang berlawanan melalui pergerakan – pergerakan yang menuju susunan – susunan yang sesuai di equator. Hal ini dikarenakan setiap kromatid pada metafase memiliki tapak kinetik dan tapak non kinetik.

3.    Distribusi kromosom

Setalah sentromer mengalami orientasi, kemudian kromosom – kromosom tersebut terdistribusi pada bidang equator.

c.       Anafase

Fase ini dimulai ketika setiap pasang kromatid dari tiap – tiap pasang kromosom berpisah, masing – masing kromatid bergerak menuju ke kutub yang berlawanan. Pemisahan ini dimulai dari membelahnya sentromer. Sentromer yang telah membelah kemudian ditarik oleh benang gelendong ke kutub yang berlawanan bersama dengan kromatidnya. Pergerakan kromosom ke kutub diikuti pula oleh bergeraknya organel – organel dan bahan sel lainnya. Ciri khusus yang terlihat pada saat anafase adalah kromosom terlihat seperti huruf V atau J dengan ujung yang bersentromer mengarah ke arah kutub. Pada saat ini, jumlah kromosom menjadi dua kali lipat lebih banyak.

Ciri-ciri anafase:

•         Sentromer/ kinetokor membelah menjadi 2

•         Kromatid ditarik oleh benang spindel ke kutub berlawanan

d.      Telofase

Pada fase ini, membran nukleus terbentuk kembali, kromosom mulai mengendur dan nukleolus terlihat kembali. Sel membelah menjadi dua yang diikuti oleh terbentuknya dinding sel baru yang berasal dari bahan dinding sel yang lama, retikulum endoplasma, atau bahan baru yang lainnya. Pembelahan ini juga membagi sitoplasma menjadi dua. Pada akhir dari fase ini, terbentuk dua sel anakan yang identik dan memiliki kromosom yang sama dengan tetuanya.

Ciri-ciri telofase:

•         Kromatid tunggal sampai di kutub kembali menjadi benang kromatin, membentuk dinding inti kembali

•         Sitokinesis berlangsung sehingga terjadi dua anak sel yang identik (furrowing).

2.      SITOKINESIS

Sitokinesis adalah proses pembagian sitoplasma kepada dua sel anak hasil pembelahan. Sitokinesis terjadi setelah telofase. Dan setelah ini, terbentuk individu yang identik.

GAMBAR ILUSTRASI MITOSIS

Profase

Interfase

                      

	Prometafase

 

Telofase awal

                     

	Anafase
			Metafase

 

	Telofase akhir

 

C.    MEIOSIS

Meiosis: pembelahan sel khusus yang terdapat pada organ/ alat reproduksi, menghasilkan gamet/ sel kelamin, memiliki jumlah kromosom ½ dari jumlah kromosom induknya (46 ® 23), terjadi pembelahan reduksi sebanyak 2 kali.

Tujuan: mendapatkan individu yang memiliki jumlah kromosom normal (46) berasal ½ dari ayah dan ½ dari8 ibu

Meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu:

1.      MEIOSIS I

a.      Profase 1

§  Merupakan fase yang lebih kompleks & lama dibanding profase mitosis

§  Kromosom mulai memadat

§  Kromosom homolog membelah  bersamaan membemtuk kromatid sebagai pasangannya

§  Sehingga terbentuk 4 kromatid (2 pasang), yang saling menyilang, tetap terikat dalam kromosom

§  Persilangan yang terikat ini disebut kiasma & segmen kromosom saling bertukar

Tahap Profase I dibagi menjadi 5 subfase, yaitu:

1. Leptoten

Kromosom terlihat sebagai benang-benang panjang, yang ujung-ujungnya mengarah ke suatu tempat (polarisasi). Benang-benang tersebut terlihat ada daerah yang tebal (kromomer) dan daerah yang tipis,  serta mudah menyerap zat warna dan membentuk kromosom mengalami Kondensasi. Sister kromatid sangat dekat sehingga sulit dibedakan (dilihat)

2.      Zigoten

Kromosom-kromosom homolog (paternal dan maternal) saling berdekatan dan berpasangan ® sinapsis

3.      Pachyten

Benang-benang (kromosom) homolog (bivalen) melekat erat, masing-masing bivalen terdiri dari 4 benang kromatid (tetrad)

4.      Diploten

Benang-benang kromosom homolog meregangkan diri (2 kromatid ® 4 kromatid), namun masih ada bagian-bagian yang melekat (khiasmata). Pada khiasmata terjadi proses crossing over (pindah silang). Hasil dari crossing over adalah terjadi rekombinasi gen-gen. Kira-kira 30-40 cross overs atau 1-2 perkromosom terjadi selama meiosis pada sel gamet manusia

5.      Diakinesis

Terbentuk benang-benang spindel, dua sentriol sampai pada kutub yang berlawanan, membran inti dan nukleus menghilang. Kromosom mengalami kondensasi yang maksimal

b.      Metafase 1:

·      Kromosom tersusun pada plat metafase dengan pasangan homolog

·      Pada masing-masing  pasangan tetap berada pada mikrotubul kinetokor masing-masing sentriol

·      Mikrotubul masing-masing sentriol menempel sesamanya

·      Membran nukleus hilang, terbentuk benang spindel, sentriol menuju ke masing-masing kutub

·      Terjadi proses kongregasi, distribusi, dan orientasi

c.       Anafase 1

Kromosom yang telah mengalami crossing over memisahkan diri ke kutub yang berlawanan. Serat gelendong menggerakan kromosom ke arah kutub dengan pasangan kromatid tetap terikat pada sentromer

4. Telofase 1

·      Gelendong tetap memisahkan pasangan kromosom sampai ke kutub sel, setiap kutub mempunyai satu set kromosom (haploid) tapi setiap kromosom tetap mempunyai pasang kromatid.

·      Sitokinesis terjadi secara simultan membentuk 2 sel anak, membran nukleus, nukleolus terbentuk  dengan jumlah kromosom yang haploid (n)

·      Terjadi interfase II sebelum meiosis II.

·      Terjadi replikasi lagi utk persiapan melakukan meiosis II.

GAMBAR ILUSTRASI MEIOSIS I

Telofase I

Anafase I

Metafase I

Profase I

                  

2.      MEIOSIS II

Tahap-tahap meiosis II, mulai dari profase II hingga telofase II, menyerupai tahap-tahap pada mitosis.  Namun, pada meiosis II hanya ada satu dari masing-masing pasangan kromosom homolog di dalam setiap nukleus. Jadi, di dalam tiap nukleus hanya ada kromosom paternal saja atau kromosom maternal saja untuk tiap nomor kromosom.

Tahap-tahap meiosis II:

1. Profase 2: sering ke fase berikutnya dengan 2 sel.
2. Metafase 2, anafase 2, telofase 2 = fase pada mitosis. Hasil akhir: 4 buah sel haploid.
3. Anafase 2: terjadi pembelahan sentromer dan bergerak ke kutub yang berlawanan.
4. Telofase 2: terjadi pengelompokkan kromosom yang haploid menjadi nucleus.

GAMBAR ILUSTRASI MEIOSIS II

Telofase I

Profase II

Metafase II

           

Anafase II

Telofase II