BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Kemampuan
organisme untuk memproduksi jenisnya merupakan salah satu karakteristik yang
paling bisa membedakan antara makhluk hidup dan benda mati. Kemampuan yang unik
untuk menghasilkan keturunan ini, seperti semua fungsi biologis memiliki dasar
seluler. Rudolf Virchow, seorang dokter dari Jerman mengatakan “Dimana sel ada,
pasti ada sel pendahulunya, sama seperti hewan yang muncul hanya dari hewan dan
tumbuhan muncul dari tumbuhan.” Beliau merangkum dalam aksioma latin “Omnis
cellula e cellula”, yang berarti “setap sel berasal dari sel”. Kelangsungan kehidupan
didasarkan pada reproduksi sel atau pembelahan sel.
Pada
makalah ini, mempelajari bagaimana sel berproduksi untuk membentuk sel anakan yang secara
genetik ekuivalen. Proses ini merupakan suatu bagian integral dari siklus sel,
kehidupan suatu sel yang dimulai dari asal usulnya dalam pembelahan sel induk
hingga pembelahan dirinya sendiri menjadi dua bagian.
1.2
Rumusan
Masalah
a. Untuk
mengetaui apa saja yang terjadi pada pase siklus sel.
b. Untuk
mengetahui apa yang di maksud dengan siklus sel.
c. Untuk
mempelajari yang terjadi saat proses oembelahan sel terjadi.
1.2 Tujuan
1. Mengetahui
fase-fase pada siklus sel
2. Mengetahui
mekanisme pembelahan sel
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Pengertian
Siklus Sel
Siklus sel adalah rangkaian kejadian yang
berurutan dengan menduplikasikan kromosom sel
dan organel didalamnya yang mengarah ke pembelahan sel sehinga menghasilkan dua sel baru
yang identik. Suatu
hal yang sangat luar biasa tentang pembelahan sel ialah ketepatan dalam
penyampaian DNA, tanpa mengurangi dari satu generasi sel ke generasi
berikutnya. Replikasi dan ditribusi DNA dalam jumlah banyak terkelola dengan
baik karena molekul-molekul DNA dikemas menjadi kromosom. Setiap spesies
eukariotik memiliki jumlah kromosom yang khas dalam setiap nucleus sel.
Misalnya,sel somatic manusia mengandung 46 kromosom. Di dalam setiap kromosom
eukariotik tedapat satu molekul DNA linear yang sangat panjang mewakili ribuan
gen, unit yang yang mewariskan sifat suatu organisme. Kompleks protein-DNA yang
disebut dengan kromatin, diorganisasi menjadi serat yang tipis dan panjang.
Setiap kromosom terduplikasi terdiri dari dua kromatid saudara. Dalam bentuk
padatnya, kromosom ini memiliki pinggang yang ramping pada daerah khusus yang disebut
sentromer. Pada proses pembelahan sel, kromatid saudara dari semua kromosom
ditarik saling menjauh dan dikemas kembali sebagai sekumpulan kromosom lengkap
dalam dua nucleus baru masing-masing satu pada setiap ujung sel.
Siklus sel yang
berlangsung kontinu dan berulang (siklik), disebut proliferasi. Keberhasilan sebuah proliferasi membutuhkan
transisi unidireksional dan teratur dari satu fase siklus sel menuju fase
berikutnya. Fase reaksi kimia organik yang terjadi segera diselesaikan sebelum fase
berikutnya dimulai. Sebagai contoh, dimulainya fase mitosis sebelum selesainya tahap replikasi DNA akan menyebabkan sel
tereliminasi. Di antara
mitosis pertama dan mitosis berikutnya terdapat interfase. Saat interfase sel
tidak membelah melainkan aktif melakukan metabolisme untuk pertumbuhan dan
pembentukan energi untuk pembelahan mitosis berikutnya. Dalam suatu sel yang membelah, fase
mitotic (M) mencakup mitosis dan sitokinesis, biasanya merupakan bagian
tersingkat dari siklus sel tersebut. Pembelahan sel mitotic yang berurutan
bergantian dengan interfase yang jauh lebih lama, yang sering kali meliputi 90%
dari siklus ini. Selama interfase inilah sel tumbuh dan menyalin kromosom dalam
persiapan untuk pembelahan sel. Interfase dapat dibagi menjadi subfase yaitu
fase G1, fase S, dan fase G2. Selama ketiga subfase ini, sel tumbuh dengan
menghasilkan protein dan organel dalam sitoplasma. Kromosom diduplikasi hanya
selama fase (S). Dengan demikian suatu sel tumbuh (G1), terus tumbuh begitu sel
tersebut sudah menyalin kromosomnya (S), dan tumbuh lagi samapi sel tersebut
menyelesaikan persiapannya untuk pembelahan sel (G2) selanjutnya, membelah dan
menghasilkan dua sel anakan yang kemudian dapat mengulangi siklus ini.
B.
Fase Pada Siklus Sel
Pada
sel prokariota
yang tidak memiliki inti sel, siklus sel terjadi melalui suatu proses yang
disebut pembelahan biner, sedang pada sel eukariota
yang memiliki inti sel, siklus sel terbagi menjadi dua fase fungsional, fase S
dan M, fase persiapan, G1 dan G2.
1.
Fase
S (sintesis)
Merupakan tahap terjadinya replikasi DNA.
Pada umumnya, sel tubuh manusia
membutuhkan waktu sekitar 8 jam untuk menyelesaikan tahap ini. Hasil replikasi kromosom
yang telah utuh, segera dipilah bersama dengan dua nuklei masing-masing guna proses mitosis
pada fase M.
2.
Fase
M (mitosis)
Fase mitosis atau fase
pembelahan terdiri dari karyokinesis atau pembelahan nucleus atau sitokinesis
atau pembelahan sitoplasma. Interval
waktu fase M kurang lebih 1 jam. Tahap di mana terjadi pembelahan sel, baik
pembelahan biner atau pembentukan tunas. Pada mitosis, sel membelah dirinya
membentuk dua sel anak yang terpisah. Dalam fase M terjadi beberapa jenjang
fase, yaitu: Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase, Telophase, cytokinesis.
a. Profase
Fase ini merupakan kondensasi kromosom
dan pertumbuhan pemintalnya.
Pada saat ini kromosom terlihat di dalam sitoplasma.
Periode profase terjadi perubahan pada nucleus dan sitoplasma sehingga nekleuli
menghilang. Serabut-serabut kromatin
menjadi lebih menggulung rapat dan melipat sehingga kian pendek dan tebal
berubah menjadi kromosom, yang besar dan tampak jelas. Kromosom kemudian berduplikasi
menjadi dua kromatid anak yang sama, dan kemudian bergabung pada sentromer.
Spindle mitosis terbentuk di sitoplasma, tersusun dari mikrotubul dan bergabung
dengan protein, tersusun teratur di antara dua sentrosom. Selama profase
sentrosom bergerak berlawanan satu sama lain dan nampaknya bergerak sepanjang
permukaan inti melalui pemanjangan berkas mikrotubul diantara
dua sentrosom.
b. Prometafase
Pada fase ini sampul inti
sel terlarut dan kromosom yang mengandung dua kromatid mulai bermigrasi menuju
bidang ekuatorial (piringan metafase). Menjelang
metafase, beberapa ujung mikrotubul gelendong mitotik menempel pada setiap
kinetokor yang berada di dekatnya. Membran inti terpotong-potong. Mikrotubul dari spindle
sekarang dapat masuk ke dalam inti dan berhubungan dengan kromosom yang telah
menjadi lebih padat. Berkas mikrotubul dinamakan serabut spindel, yang meluas
dari setiap kutub kearah ekuator sel. Setiap kromatid dari kromosom kini
memiliki struktur khusus yang dinamakan kinetokor, yang terletak pada daerah
sentromer. Mikrotubul
yang menambat pada kinetokor dinamakan mikrotubul-kinetokor. Struktur ini menyebabkan kromosom bergerak. Mikrotubul
yang lain, mikrotubul-nonkinetokor, tersusun radier dari kutub menuju ke
ekuator sel tanpa menambat pada kromosom.
c. Metafase
Pada fase ini kondensasi
kromosom pada bidang ekuatorial mencapai titik puncaknya. Pada metaphase, mikrotubul kinetokor memegang peranan
penting yaitu mengatur letak dan arah kromosom terhadap sumbu gelendong mitotik
dan mengatur dan menggerakkan kromosom ke bidang ekuatorial. Sentrosom berada pada kedua kutub sel yang berlawanan.
Kromosom berada pada bidang metaphase, bidang yang mempunyai jarak yang sama
antara spindle kedua kutub. Spindel sentromer dari semua kromosom lurus satu
sama lain pada bidang metaphase. Untuk setiap kromosom, kinetokor dari
permukaan kromatid anak berlawanan kutub sel. Karena itu kromatid yang sama
dari setiap kromosom menambat pada mikrotubul-kinetokor yang tersusun radier
dari kutub yang berlawanan dari sel induk.
d. Anafase
Pada fase ini setiap sentromer mulai terpisah dan tiap
kromatid dari masing-masing kromosom tertarik menuju pemintal kutub. Terjadi pemisahan kromatida kromosom dan terjadi tarikan ke kutub sehingga kromatid terpisah.
Sentromer dari setiap kromosom mengganda sehingga setiap kromatid memiliki
sentromer sendiri-sendiri. Setiap
kromatid sekarang dianggap sebagai calon kromosom. Spindle mulai menggerakkan kromatid menuju kutub sel yang
berlawanan. Hal
ini dikarenakan mikrotubul kinetokor menambat pada sentromer. Mikrotubul kinetokor memendek ketika kromosom mendekati
kutub sel. Pada saat yang bersamaan kutub dari sel juga bergerak lebih jauh.
Akhir dari anafase kedua kutub sel sama jaraknya dan merupakan kumpulan dari
kromosom.
e. Telofase
Pada fase ini kromosom pada
tiap kutub mulai mengalami dekondensasi, diikuti dengan terbentuknya kembali
membran inti sel dan sitoplasma perlahan mulai membelah. Pada fase telofase, mikrotubul nonkinetokor selalu
memanjang dan anak inti mulai terbentuk pada kedua kutub sel, dan kromosom
berada dalam keadaan terhimpun. Membran inti terbentuk dari potongan-potongan membran
inti sel induk dan bagian lain dari sistem endomembran. Sitokinesis terjadi pada saat anaphase dan telofase. Pada sel hewan, tanda pertama yang terlihat adalah
melekuknya selaput sel selama anaphase. Pelekukan terjadi di daerah sekat metaphase atau bidang
ekuatorial.
f. Sitokinesis
Pada fase ini pembelahan sitoplasma selesai
setelah terjadi oleh interaksi antara pemintal mitotik, sitoskeleton aktomiosin dan fusi sel,
dan menghasilkan dua sel anak yang identik. Sitokinesis pada sel tumbuhan berlangsung dengan cara
yang berbeda. Sitoplasma dibagi dua oleh pembentukan dinding sel baru di dalam
sel induk. Sekat
sel mulai terbentuk di bidang antara dua nukeus anakan. Sekat sel berhubungan dengan sisa mikrotubul kutub
gelendong mitotik yang
membentuk suatu struktur yang disebut fragmoplas. Struktur ini mengandung dua perangkat mikrotubul yang
berhadapan. Vesikuli kecil yang berasal dari kompleks golgi dan berisi prazat
dinding sel tersusun sepanjang mikrotubul disebelah menyebelah fragmoplast dan
diangkut kearah bidang ekuatorial yang selanjutnya membentuk sekat sel
3.
Fase Miosis
Fertilisasi menandai
dimulainya fase diploid pada hewan dan tumbuhan yang berkembang biak secara
seksual. Stadium haploid dari siklus seksual dihasilkan dari proses pembelahan
inti yang disebut miosis. Miosis berlangsung pada sel-sel miosit yang terdapat
di dalam jaringan reproduksi pada suatu organisme. Seperti halnya dengan
mitosis, miosis berlangsung setelah fase G1, S dan G2 dari interfase dan
menentukan distribusi kromosom yang tepat ke dalam sel-sel anak. Berbeda dengan
mitosis, sebab miosis mencakup dua siklus pembelahan berturut-turut dan
menghasilkan 4 sel anak. Pembelahan pertama dari miosis disebut pembelahan
reduksi. Miosis pertama mengubah inti dari suatu miosit yang mengandung
kromosom diploid menjadi inti haploid yang mengandung kromosom n. Jumlah
kromosom direduksi jika pasangan kromosom homolog terpisah. Pembelahan kedua
disebut equation devision atau miosis kedua. Miosis kedua mengubah dua hasil
dari pembelahan miosis pertama menjadi 4 inti haploid.
Pembelahan
miosis merupakan suatu bentuk pembelahan inti yang penting pada organisme yang
berkembang biak secara seksual. Miosis berlangsung pada organisme eukariota
yang mengandung jumlah kromosom diploid (2n). Kedua set kromosom yang
berpasangan tersebut dinamakan kromosom homolog. Telah diketahui bahwa manusia
m,engandung 46 kromosom atau 23 kromosom homolog (pada manusia n=23). Ke 46
kromosom yang terdapat pada zigot dibentuk pada saat fertilisasi yang
diturunkan dari sel sperma dan sel telur dari kedua induknya (paternal dan
maternal). Sel sperma dan sel telur mengandung setengah jumlah kromosom
induknya dan dinamakan haploid (n). Jadi sel haploid adalah sebuah sel dengan
satu set kromosom tunggal. Sel diploid adalah sel yang memiliki dua set
kromosom.
Pengujian
dengan mikroskop terhadap ke 46 kromosom manusia menunjukkan bahwa setiap jenis
kromosom ada dua dan tersusun berpasang-pasangan dimulai dari kromosom
terpanjang dan tampilan visualnya dinamakan kariotipe.
a.
Miosis I
Miosis I
melalui beberapa fase diantaranya yaitu: profase I, Metafase I, Anafase I, Telofase
I.
a)
Profase I
Profase
pertama merupakan fase yang sangat kompleks dari miosis. Kromosom mulai
memadat. Dalam suatu proses yang dinamakan sinapsis, kromosom homolog yang
masing-masing tersusun dari dua kromatid saudara muncul secara bersamaaan
sebagai suatu pasangan. Masing-masing pasangan kromosom terlihat sebagai suatu
tetrad, yaitu kompleks kromosom dengan empat kromatid. Pada banyak tempat di
sepanjang kromosom, kromatid kromosom homolog saling silang menyilang.
Persilangan yang membantu mengikat kromosom agar tetap bersama ini dinamakan
kiasmata (tunggal, kiasma). Semenetara itu komponen seluler lainnya
mempersiapkan pemebelahan inti dengan cara yang mirip mitosis. Sentrosom
bergerak saling menjauh dan gelendong mikrotubula terbentuk di antaranya.
Selubung nukleus dan nukleoli menyebar. Akhirnya gelendong mikrotubula
menangkap kinetokor yang terbentuk pada kromosom, dan kromosom mulai bergerak
ke arah lempeng metafase. Biasanya memakan waktu lebih dari 90% waktu yang
dibutuhkan untuk miosis. Secara terinci profase pertama terdiri atas 5 fase
yaitu leptonema (leptoten), Zygonema (zygoten), Pachynema (pachyten), diplonema
(diploten), dan diakinesis.
b)
Metafase I
Pada fase
ini apparatus spindel terbentuk seperti pada mitosis, dan tetrad berkumpul pada
bidang ekuatorial atau bidang pembelahan atau lempeng metafase. Kromosom masih
dalam pasangan homolognya. Mikrotubula kinetokor dari masing-masing kutub sel
melekat pada satu kromosom, sementara itu mikrotubula dari kutub berlawanan
menempel pada homolognya pada daerah sentromer.
c)
Anafase I
Seperti pada
mitosis, alat gelendong menggerakkan kromosom ke arah kutub sel, akan tetapi
kromatid saudara tetap terikat pada sentromernya dan bergerak sebagai satu unit
tunggal ke arah kutub yang sama. Kromosom homolog bergerak ke arah kutub yang
berlawanan. Berbeda dengan mitosis, kromosom muncul sendiri- sendiri pada
lempeng metafase dan bukan dalam pasangan, dan gelendong memisahkan kromatid
saudara dari masing-masing kromosom. Dengan kata lain pada miosis fase anafase
I, kromosom homolog (bukan kromatid saudara) dari setiap tetrad terpisah satu
dengan yang lain, dan bergerak ke kutub gelendong (spindle) yang berlawanan.
d)
Telofase I
Telofase I
menghasilkan pembelahan miosis I. Kumpulan kromosom homolog pada akhirnya
dipisahkan menuju kutubnya masing-masing dan terbentuk dua daerah inti yang
dapat dibedakan secara jelas. Pada beberapa organisme, salut inti yang baru
dibentuk, dan dekondensasi kromosom kadang-kadang terjadi. Interkinesis adalah
periode di antara akhir telofase I dan awal profase II. Periode ini biasanya
sangat singkat. DNA yang dihasilkan dari dua inti pada pembelahan miosis
pertama tidak mengalami replikasi selama fase interkinesis.
b.
Miosis II
Miosis II
mengalami beberapa fase diantaranya yaitu: profase II, Metafase II, Anafase II,
dan Telofase II.
1)
Profase II
Profase II
mirip dengan profase pada pembelahan mitosis, walaupun setiap inti sel hanya
memiliki setengah dari jumlah kromosom. Inti haploid dari setiap kromosom
disusun atas dua kromatid saudara yang dibentuk sebelum profase I.
2)
Metafase II
Metafase dua
mirip dengan metafase pada pembelahan mitosis. Pasangan kromatid bergerak ke
pusat spindel dan melekat pada mikrotubula-mnikrotubula.
3)
Anafase II
Mirip dengan
anafase pada pembelahan mitosis. Tetapi berbeda dengan anafase I. Pada anafase
II kromatid sister terpisah satu sama lain dan bergerak menuju kutub spindel
yang berlawanan.
4)
Telofase II
Telofase II
mirip dengan telofase pada pembelahan mitosis. Kelompok-kelompok kromosom yang
telah terpisah kembali dibungkus oleh salut inti yang baru berkembang dan
kromosom mulai mengalami dekondensasi.
Miosis
menghasilkan 4 sel haploid. Umumnya pada hewan dan beberap tumbuhan tinggi,
miosis yang berlangsung pada jaringan reproduksi diiringi oleh pembelahan
sitoplasma. Contoh pembelahan miosis adalah pembentukan gamet pada manusia.
Mitosis dan
meiosis merupakan bagian dari siklus sel dan hanya
mencakup 5-10% dari siklus sel. Persentase waktu yang besar dalam siklus sel
terjadi pada interfase. Interfase terdiri dari periode G1, S, dan G2.
Pada periode
G1 selain terjadi pembentukan senyawa-senyawa untuk replikasi DNA, juga terjadi
replikasi organel sitoplasma sehingga sel tumbuh membesar, dan kemudian sel
memasuki periode 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
pembelahan sitoplasma (C). Selanjutnya sel hasil pembelahan memasuki
pertumbuhan sel baru (G1).
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari
pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa:
1. Siklus sel adalah rangkaian kejadian yang berurutan dengan menduplikasikan kromosom sel
dan organel didalamnya yang mengarah ke pembelahan sel sehinga menghasilkan dua sel baru
yang identik.
2. Fase
pada siklus sel adalah fase sintesis S, fase mitosis M, fase meiosis dan sitokinesis.
3. Fase
mitosis meliputi interfase, profase, metafase, anafase, telofase, sitokinesis
Tidak ada komentar:
Posting Komentar