Makalah Reproduksi Sel [PDF]

Citation preview

KATA PENGANTAR



Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmatnya kami dapat menyelesaikan makalah ini tepat pada waktunya. Makalah ini kami susun agar para pembaca dapat memperluas ilmu mengenai “Reproduksi Sel”. Makalah ini telah kami susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Terimakasih kepada Dr.Didimus Tanah Boleng, M.Kes selaku dosen mata kuliah Biologi Sel, dan kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan makalah ini. Semoga makalah presentasi ini dapat berguna bagi siapa saja yang memerlukannya terutama bagi penilaian untuk tugas mata kuliah Biologi Sel. Namun, kami menyadari bahwa makalah presentasi ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu kami mengharapkan kritik dan saran guna untuk perbaikan agar kami



dapat menyusun karya yang lebih baik lagi dan lebih



bermanfaat.



Samarinda,10 Desember 2015



Penyusun



i



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR ......................................................................................................... i DAFTAR ISI....................................................................................................................... ii BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................... 1 A.



Latar Belakang ........................................................................................................ 1



B.



Rumusan Masalah ................................................................................................... 2



C.



Tujuan Penulisan ..................................................................................................... 2



D.



Manfaat Penulisan ................................................................................................... 2



BAB II PEMBAHASAN .................................................................................................... 4 A. Latar Belakang ........................................................................................................... 4 B. Siklus Sel .................................................................................................................... 6 1.



Pengertian Siklus Sel .......................................................................................... 6



2.



Tujuan Siklus Sel ................................................................................................ 8



3.



Fase S (Sintesis) .................................................................................................. 9



4.



Fase M (Mitosis) ............................................................................................... 10



5.



Fase interfase .................................................................................................... 12



6.



Fasa G (gap) ...................................................................................................... 13



C. Reproduksi Sel ......................................................................................................... 13 1.



Pengertian ......................................................................................................... 13



2.



Tujuan ............................................................................................................... 14



3.



Pembelahan Langsung ...................................................................................... 14



4.



Pembelahan Tak langsung ................................................................................ 16



5.



Perbedaan Mitosis dan Meiosis......................................................................... 32



6.



Gametogenesis .................................................................................................. 32



BAB III PENUTUP .......................................................................................................... 34 A.



Kesimpulan ........................................................................................................... 34



B.



Saran ..................................................................................................................... 34



DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................................34



ii



BAB I PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Pembelahan sel adalah suatu proses dimana material seluler dibagi kedalam dua sel anak. Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan secara langsung (Amitosis) dan pembelahan secara tidak langsung (Mitosis dan Meiosis). Sel-sel mengalami pembelahan melalui serangkaian proses yang terjadi berulang kali dari pertumbuhan ke pembelahan, yang dikenal sebagai siklus sel. Siklus sel terdiri atas lima fase utama : G1, S, G2, mitosis, dan sitokinesis. Sel-sel



tersebut



juga



memiliki



kemampuan



yang



berbeda-beda



melakukan pembelahannya, ada sel-sel yang mampu melakukan pembelahan secara cepat, ada yang lambat dan ada juga yang tidak mengalami pembelahan sama sekali setelah melewati masa pertumbuhan tertentu. Misalnya sel-sel germinatikum kulit mampu melakukan pembelahan yang sangat cepat untuk menggantikan sel-sel yang rusak atau mati, akan tetapi selsel yang ada pada organ hati melakukan pembelahan dalam waktu tahunan, atau sel-sel saraf pada jaringan saraf yang sama sekali tidak mampu melakukan pembelahan setelah usia tertentu. Sementara itu beberapa jenis bakteri mampu melakukan pembelahan hanya dalam hitungan jam, sehingga hanya dalam waktu beberpa jam saja dapat dihasilkan ribuan, bahan jutaan sel bakteri. Sama dengan bakteri, protozoa bersel tunggal mampu melakukan pembelahan hanya dalam waktu singkat, misalkan amoeba, paramecium, didinum, dan euglena. Amitosis adalah pembelahan inti secara langsung diikuti dengan pembelahan sitoplasma. Proses pembelahan sel pada sel prokariotik berbeda dengan pembelahan sel pada eukariotik. Pada prokariotik pembelahan sel berlangsung secara sederhana yang meliputi proses pertumbuhan sel, duplikasi materi genetic, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma yang didahului dengan pembentukan dinding sel baru. Proses pembelahan



1



yang demikian dinamakan amitosis, amitosis adalah pembelahan sel secara langsung tanpa melibatkan kromosom, contohnya pada sel bakteri. Mitosis adalah proses pembagian genom yang telah digandakan oleh sel ke dua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel. Mitosis umumnya diikuti sitokinesis yang membagi sitoplasma dan membran sel. 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 meiosis I dan pembelahan meiosis II.



B. Rumusan Masalah 1.



Apakah yang dimaksud dengan sel ?



2.



Apakah yang dimaksud dengan siklus sel dan tujuan siklus sel ?



3.



Bagaimanakah siklus sel berlangsung ?



4.



Apakah yang dimaksud dengan reproduksi sel dan tujuan reproduksi sel ?



5.



Bagaimanakan proses reproduksi sel ?



C. Tujuan Penulisan 1.



Untuk mengetahui pengertian sel.



2.



Untuk mengetahui pengertian siklus sel dan tujuan siklus sel.



3.



Untuk mengetahui proses berlangsungnya siklus sel.



4.



Untuk mengetahui pengertian reproduksi sel dan tujuan reproduksi sel.



5.



Untuk mengetahui proses berlangsungnya reproduksi sel.



D. Manfaat Penulisan 1.



Dapat mengetahui pengertian sel.



2



2.



Dapat mengetahui pengertian siklus sel dan tujuan siklus sel.



3.



Dapat mengetahui proses berlangsungnya siklus sel.



4.



Dapat mengetahui pengertian reproduksi sel dan tujuan reproduksi sel.



5.



Dapat mengetahui proses berlangsungnya reproduksi sel.



3



BAB II PEMBAHASAN



A. Latar Belakang Sel adalah kata lain dari cella yang berarti ruangn kecil,yang ditemukan oleh Robert Hooke. Sel merupakan suatu ruangan kecil yang dibatasi oleh membrane yang didalamnya terdapat cairan(protoplasma). Protoplasma ini terdiri dari plasma sel (sitoplasma) dan inti sel (nucleus). Didalam inti sel terdapat nukleuplasma atau plasma inti. meskipun ukuran sel sangat kecil, strukturnya sangat rumit dan masing-masing bagian sel memiliki fungsi khusus. misalnya, mitokondria yang terdapat di dalam sel berfungsi sebagai penghasil energy, sedangkan lisosom berfungsi sebagai pencerna.



Contoh Sel Hewan dan Sel Tmbuhan Sel merupakan satuan terkecil makhluk hidup yang dapat melaksanakan kehidupan(tidak dapat dibagi-bagilagi). Secara structural sel merupakan unit terkecil penyusun makhluk hidup. Sedangkan, secara fungsional sel berfungsi untuk menjalankan fungsi kehidupan. sel dapat melakukan proses kehidupan seperti melakukan respirasi, perombakan, penyusunan, reproduksi melalui pembelahan sel, dan terhadap rangsangan. perkembangbiakan dilakukan melalui pembelahan sel, pembelahan sel dilakukan baik oleh organisme bersel satu mengadakan pembelahan secara langsung sedangkan sel-sel pada organisme bersel banyak mengalami pembelahan secara mitosis. Sel



4



mengandung materi genetic, yaitu materi penentun sifat-sifat makhluk hidup. dengan adanya materi genetik, sifat makhluk hidup dapat diwariskan kepada keturunannya. Tokoh – tokoh penemu Teori sel : 1. M.schleiden ( 1804-181) dan Theodore schwann Sel merupakan kesatuan structural dari makhluk hidup. Semua makhluk hidup tersusun atas sel.



2. Max Schulze (1861) Sel merupakan kesatuan fungsional makhluk hidup.



3. Rudolf Virchow(1858) Makhluk hidup berasal dari pertumbuhan sel sebelumnya.



5



4. Gregor Mendel (1822-1884)



Sel mengandung sifat keturunan (genetic) atau hereditas yang diwariskan pada keturuannya. B. Siklus Sel 1. Pengertian Siklus Sel Siklus sel merupakan serangkaian kejadian dengan urutan tertentu berupa duplikasi kromosom sel dan organel didalamnya yang mengarah ke pembelahan sel. Pada eukariotik (sel bernukleus), proses perbanyakan atau sintesis bahan genetik terjadi sebelum berlangsungnya proses pembelahan sel, mitosis atau meiosis. Sel-sel mengalami pembelahan melalui serangkaian proses yang terjadi berulang kali darin pertumbuhan ke pembelahan, yang dikenal sebagai siklus sel, siklus sel terdiri atas lima fase utama : G1, S, G2, mitosis, dan sitokinesis. Durasi (lamanya) masing-masing fase dari siklus ini berfariasi dari beberapa jam sampai beberapa hari, bergantung dari tipe sel dan faktor-faktor luar seperti suhu dan nutrisi yang tersedia.



6



Siklus sel merupakan serangkaian kejadian dengan urutan tertentu berupa duplikasi kromosom sel dan organel didalamnya yang mengarah ke pembelahan sel. Pada eukariotik (sel bernukleus), proses perbanyakan atau sintesis bahan genetik terjadi sebelum berlangsungnya proses pembelahan sel, mitosis atau meiosis. Sel yang mempunyai kemampuan membelah adalah sel "muda" atau sel immature yang belum memiliki fungsi tertentu. Pada kondisi lingkungan yang mendukung sel akan memasuki siklus sel dan menghasilkan 2 sel identik. Sel yang tidak lagi membelah akan keluar dari siklus dan berdeferensiasi menjadi sel yang mature dengan struktur dan fungsi tertentu. Pada dasarnya siklus sel terdapat 2 fase utama yaitu fase S (DNA sintesis) dan fase M (Mitosis). Pada fase S terjadi duplikasi kromosom, organele dan protein interseluler dan pada fase M terjadi pemisahan kromosom dan pembelahan sel. Sebagian besar sel memerlukan waktu ekstra untuk proses sintesis sehingga pada siklus sel terdapat ekstra fase Gap yaitu Gap 1 antara fase M dan fase S serta Gap 2 antara fase S dan Mitosis. Hal ini mendasari pembagian fase menjadi 4 fase yaitu Fase G1, Fase S, Fase G2 (ketiganya disebut Interfase) dan fase M (mitosis dan sitokinesis). Interfase adalah fase istirahat, sel ini sebenarnya sangat aktif secara biokimia walaupun terlihat tidak ada perubahan morfologi (waktu lama, 23 jam dalam 1 siklus 24 jam). M phase (mitosis) merupakan inti dari siklus sel dan secara morfologi terjadi perubahan yang jelas teramati berupa kromosom yang tertarik ke kutub, sitogenesis dan akhirnya sel terbagi menjadi dua (waktu cepat, 1 jam dalam 1 siklus 24 jam). Fase G1 dan G2 bukan hanya sebagai ekstra waktu proses sintesis namun juga berperan sebagai ekstra waktu bagi sel untuk memonitor kondisi lingkungan internal dan eksternal sebelum masuk ke fase S dan M. Jika kondisi lingkungan tidak mendukung maka sel berhenti berprogress pada G1 dan bahkan memasuki kondisi resting state pada Go (G zero). Go ini dapat berlangsung selama berhari-hari, bertahun-tahun atau sampai sel mati. Jika kondisi lingkungan mendukung dan terdapat sinyal untuk tumbuh



7



maka sel akan memulai proses pada suatu titik akhir G1 yang disebut titik "Start". Setelah melalui titik ini sel akan mulai masuk fase S ditandai dengan Replikasi DNA yang terus berlangsung bahkan walau signal pertumbuhan dan pembelahan sudah tidak ada.



2. Tujuan Siklus Sel Fungsi utama dari siklus sel adalah menduplikat sejumlah DNA di dalam kromosom dengan tepat, kemudian membelah menjadi dua sel anak yang identik. Proses ini merupakan dua fase utama dari siklus sel. Proses duplikasi DNA terjadi pada fase S (S= sintesis), yang menghabiskan 10-12 jam dan merupakan separuh waktu siklus sel pada tipe sel mamalia. Setelah fase S, terjadi pemisahan kromosom dan pembelahan sel pada fase M (M=Mitotik), yang membutuhkan waktu lebih sedikit ( kurang dari satu jam pada sel mamalia). Mitosis terjadi Pada fase M yang dimulai dengan kromosom yang terkondensasi. Fase mitotik merupakan tempat terjadinyi mitosis. Kondensasi kromosom dan pembatasan kromosom replikan terjadi dalam mitosis (Alberts, 2002).



Fase mitosis pada umumnya merupakan fase siklus sel yang memiliki waktu yang paling pendek dibandingkan dengan fase G1, G2, sintesis, dan juga meiosis. Dalam siklus sel terjadi proses pembelahan sel yaitu pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis. Perilaku kromosom berbeda pada saat mitosis dan pada saat meiosis. Pembelahan mitosis adalah pembelahan sel dimana terjadi pembelahan dan pembagian sel nukleus



8



beserta kromosom – kromosom di dalamnya. Nukleus yang tadinya hanya ada satu akan menjadi dua nukleus anakan yang sama. Proses pembelahan nukleus dinamakan kariokinesis. Kariokinesis ini akan diikuti oleh pembelahan sel, sehigga satu sel induk akan menjadi dua sel anakan. Proses pembelahan sel ini dinamakan sitokinesis. Kariokinesis dan sitokinesis yang terjadi secara berkesinambungan menyebabkan informasi genetik di dalam semua sel somatis suatu individu selalu tetap. Pembelahan meiosis merupakan pembelahan sel yang spesifik karena hanya terjadi pada saat pembentukan gamet. Jumlah kromosom yang diturunkan kepada keturunannya menjadi separuhnya saja haploid (n) dari yang tadinya diploid (2n) yang disebut juga sebagai pembelahan reduksi. Namun, setelah fertilisasi (bergabungnya antar gamet haploid) akan terbentuk kembali zigot yang diploid (2n). Informasi genetik dari tetua yang satu akan memisah secara teratur ke dalam masing – masing gamet yang nantinya akan tercampur dengan informasi genetik dari gamet yang berasal dari tetua yang lainnya.



3. Fase S (Sintesis) Dalam ulasan diatas telah dijelaskan bahwa dalam siklus sel ini terdapat beberapa fase yaitu, fase G1, S, G2, mitosis, dan sitokinesis. Berikut adalah penjelasan tentang fase S. Fase S (disingkat dari fase "sintesis") adalah tahap pada siklus sel, yang berlangsung antara fase G1 dan fase G2. Setelah melewati fase G1, sel memasuki tahap S, saat sintesis DNA (replikasi) berlangsung. Pada awal fase S, setiap kromosom terdiri dari satu molekul DNA heliks ganda, yang disebut kromatid.



9



Pada akhir fase S, kromosom memiliki dua molekul DNA heliks ganda yang identik dan disebut dua kromatid sister. Sentrosom juga ikut digandakan pada fase S. Kedua proses tersebut tidak berkaitan, walaupun membutuhkan banyak faktor yang sama. Hasil akhir dari proses di fase S adalah penggandaan materi genetik dalam sel, yang pada akhirnya dibagi dua. Kerusakan DNA banyak terjadi pada saat ini. Untuk mengatasi hal tersebut, proses perbaikan DNA dilakukan pada akhir proses replikasi. Proses perbaikan DNA yang tidak sempurna dapat menghentikan siklus sel.



4. Fase M (Mitosis) a. Profase DNA mulai dipaket menjadi kromosom, kromosom merupakan struktur terpadat dari kemasan DNA. Pada fase ini kromosom memendek dan menebal. Sentriol membelah dan bergerak kekutub dan terbentuk benang-benang spindel yang terhubung dari kutub ke kutub. Membran inti dan inti menghilang. masing-masing kromosom terlihat terdiri dari dua kromatid yang terikat pada sentromer. Kromosom terletak bebas di dalam sitoplasma.



10



Tahapannya sebagai berikut:  Serat-serat kromatin menjadi terkumpar lebih rapat, terkondensasi menjadi kromosom diskret, yang dapat diamati dengan mikroskop cahaya  Nukleolus mereduksi/lenyap  Setiap kromosom terduplikasi tampak sabagai dua kromatid saudara identik yang tersambung pada sentromernya  Gelendong mitotik mulai terbentuk  Sentrosom-sentrosom bergerak saling menjauhi



b. Metafase Pada tahap ini kromosom bergerak kebidang ekuator Benang spindel. Kromosom terikat pada benang spindel melalui sentromer. Kromosom diekuator dengan tujuan agar pembagian jumlah informasi DNA ke sel anakan merata. Tahapannya sebagai berikut:  Sentrosom kini berada pada kutub-kutub yang berseberangan  Kromosom berjejer pada lempeng metafase, yaitu bidang khayal yg ada di pertengahan jarak antara kedua kutub gelendong  Sentromer-sentromer kromosom berada di lempeng metafase  Untuk setiap kromosom, kinetokor kromatid saudara melekat ke mikrotubulus kinetokor yangg berasal dari kutub yang berlawanan  Letak kromosom berada di bidang pembelahan ini menyebabkan pembagian jumlah informasi DNA yang akan diberikan kepada sel anakan yang baru, benar-benar rata dan sama jumlahnya.



c. Anafase Selama anafase, kromatid bergerak menuju ke arah kutub-kutub yang berlawanan. Kromatid dapat bergerak ke kutub karena kontraksi benang spindel yang memendek dan menarik kromatid menjadi dua bagian ke arah yang berlawanan.



11



Tahapannya sebagai berikut:  Anafase



dimulai



ketika



protein



kohesin



terbelah.



Sehingga



memungkinkan kedua kromatid saudara dari setiap pasangan memisah secara tiba-tiba.  Kedua kromosom anakan yang terbebas mulai bergerak menuju ujung-ujung sel yang berlawanan saat mikrotubulus kinetokor memendek.  Sel kemudian memanjang saat tubulus non-kinetokor memanjang  Pada akhir anafase, kedua ujung sel memiliki koleksi kromosom yang sama lengkap.



d. Telofase Kromatid-kromatid mengumpul pada kutub-kutub. Selaput inti terbentuk kembali dan nukleolus terlihat lagi. Pada bagian bidang ekuator terjadi lekukan yang makin lama makin ke dalam hingga sel induk terbagi menjadi dua yang masing-masing mempunyai sifat dan jumlah kromosom yang sama dengan induknya. Tahapannya sebagai berikut:  Dua nukleus terbentuk dalam sel  Selaput nukleus muncul dari fragment2 selaput nukleus sel induk dan bagian2 lain dari sistem endomembran  Nukleolus muncul kembali  Kromosom menjadi kurang terkondensasi  Mitosis: pembelahan satu nukleus menjadi dua nukleus yang identik secara genetik sekarang sudah selesai.



5. Fase interfase Interfase merupakan sebuah jedah panjang antara satu mitosis dengan yang lain. Jedah tersebut termasuk fase G1, S, G2. Pada fase ini saat dimana sel mempersiapkan diri untuk melakukan pembelahan lagi dengan mengumpulkan materi dan energi. Pada tahap ini terjadi replikasi DNA. 12



6. Fasa G (gap) Fasa G yang terdiri dari G1 dan G2 adalah fase sintesis zat yang diperlukan pada fase berikutnya. Pada sel mamalia, interval fase G2 sekitar 2 jam, sedangkan interval fase G1 sangat bervariasi antara 6 jam hingga beberapa hari. Sel yang berada pada fase G1 terlalu lama, dikatakan berada pada fase G0 atau “quiescent”. Pada fase ini, sel tetap menjalankan fungsi metabolisnya dengan aktif, tetapi tidak lagi melakukan proliferasi secara aktif. Sebuah sel yang berada pada fase G0 dapat memasuki siklus sel kembali, atau tetap pada fase tersebut hingga terjadi apoptosis. Pada umumnya, sel pada orang dewasa berada pada fase G0. Sel tersebut dapat masuk kembali ke fase G1 oleh stimulasi antara lain berupa:perubahan kepadatan sel, mitogen atau faktor pertumbuhan, atau asupan nutrisi. C. Reproduksi Sel 1. Pengertian Reproduksi sel adalah proses memperbanyak jumlah sel dengan cara membelah diri, baik pada organisme uniseluler maupun multiseluler.Ketika organisme bersel tunggal (uniseluler) seperti amoeba membelah untuk membentuk keturunan duplikatnya,pembelahan suatu sel mereproduksi seluruh organisme. Pembelahan sel juga memungkinkan suatu organisme multiseluler termasuk manusia, dapat tumbuh dan berkembang dari satu sel tunggal yaitu telur



yang



dibuahi.Bahkan



dewasa,pembelahan



sel



terus



setelah



organisme



berlangsung



dan



itu



berfungsi



tumbuh dalam



pembaharuan dan perbaikan,penggantian sel yang mati akibat pemakaian normal dan sel yang sobek atau mengalami kecelakaan. Contoh,sel yang membelah dalam sumsum tulang anda secara kontinu membentuk sel darah baru. Reproduksi sel merupakan proses penggandaan materi genetik (DNA) yang terdapat di dalam nukleus. Sehingga, menghasilkan sel-sel anakan yang memiliki materi genetik yang sama.



13



2. Tujuan Tujuan dari reproduksi sel adalah : a. Perbanyakan sel sehingga terjadi pertumbuhan b. Pembentukan sel baru yang berbeda dari induknya c. Pembentukan sel baru yang tentu lebih muda dan sama dengan yang sebelumnya. d. Pembentukan Jaringan e. Regenerasi sel



fungsi pembelahan sel (a) Reproduksi (c) Pembaruan jaringan (b) Pertumbuhan dan perkembangan (a) Amoeba, eukariota berseltunggal, membelah untuk membentuk dua sel, masing-masing merupakan organisme yang terpisah. Dalam kasus ini, fungsi pembelahan sel ialah reproduksi. (b) Untuk organisme multiseluler, pembelahan sel embrio merupakan hal yang penting untuk pertumbuhan dan perkembangan. (c) Bahkan pada organisme multiseluler dewasa, pembelahan sel terus berfungsi dalam pembaruan dan perbaikan jaringan. Misalnya, sel sumsum tulang yang membelah ini (tanda panah) menghasilkan sel darah merah baru.



3. Pembelahan Langsung Pembelahan langsung merupakan proses pembelahan yang tidak melalui tahapan-tahapan pembelahan. Pembelahan ini dikenal juga dengan pembelahan amitosis. Satu sel induk akan membelah secara langsung



14



menjadi dua, dua menjadi empat, empat menjadi delapan dan seterusnya di dua, dua menjadi empat, empat menjadi delapan dan seterusnya hingga sel itu bertambah banyak. Setiap sel membelah menjadi dua sel yang sama (identik) sehingga disebut juga pembelahan biner. Reproduksi



seksual



dari



eukariotik



bersel



satu,seperti



amoeba,termasuk mitosis dan terjadi oleh sebuah tipe dari pembelahan sel yang



disebut



dengan



pembelahan



biner,yang



berarti



pembelahan



setengah.Prokaritotik (bakteri dan archaea) juga bereproduksi dengan pembelahan biner,tetapi prosesnya tidak melibatkan mitosis.pada bakteri ,kebanyakan gen dibawa oleh satu kromosom bakteri yang terdiri dari molekul DNA Sikular dan protein terkait.Meskipun bakteri sangat kecil dan sederhana daripada sel eukariotik,tantangan mereplikasi genom mereka secara teratur dan mendistribusikan salinan yang sama untuk dua sel anak masih sangat tangguh ).



15



Kromosom dari bakteri E.coli,misalnya ketika sepenuhnya membelah sekitar 500 kali selama sel Untuk seperti di sepanjang kromosom agar sesuai dalam sel membutuhkan bahwa itu akan sangat bergelung dan berlipat. Dalam E.coli, proses pembelahan sel dimulai ketika DNA dari kromosom bakteri mulai mereplikasi di tempat tertentu pada kromosom yang disebut asal replikasi, menghasilkan dua asal. Sebagai kromosom terus mereplikasi, satu asal bergerak cepat menuju ujung sel (Gambar 12.11).Sementara kromosom direplikasi,selnya memanjang. Ketika replikasi selesai dan bakteri telah mencapai sekitar dua kali ukuran awalnya, membran plasma tumbuh ke dalam, membagi induk sel E.coli menjadi dua sel anak. Setiap sel mewarisi genom lengkap. Menggunakan teknik teknologi DNA modern untuk menandai asalusul replikasi dengan molekul yang bercahaya hijau di mikroskop fluoresensi, peneliti telah mengamati langsung pergerakan kromosom bakteri. Gerakan ini mengingatkan pada gerakan lingkungan kutub daerah sentromer kromosom eukariotik selama anafase mitosis, tetapi bakteri tidak memiliki spindle mitosis terlihat atau bahkan mikrotubulus. Dalam kebanyakan spesies bakteri yang diteliti, dua asal replikasi berakhir di ujung-ujung sel atau di beberapa lokasi yang sangat spesifik lainnya, mungkin tertambat di sana oleh satu atau lebih protein. Bagaimana kromosom bakteri bergerak dan bagaimana lokasi tertentu mereka ditetapkan dan dipelihara masih belum sepenuhnya dipahami. Namun, beberapa protein telah diidentifikasi yang memainkan peran penting: Satu menyerupai aktin eukariotik dapat berfungsi dalam gerakan kromosom bakteri selama pembelahan sel, dan lain yang terkait dengan tubulin dapat membantu memisahkan dua sel anak bakteri.



4. Pembelahan Tak langsung a. Mitosis 1) Pengertian



16



Mitosis adalah pembelahan nucleus ,biasanya segera diikuti oleh sitokinesis (cytokinesis),pembelahan sitoplasma.Dari satu sel,menjadi dua sel,yang masing-masing ekuivalen secara genetic dengan sel induk.



2) Tujuan Mitosis Manusia mewarisis 46 kromosom,satu set yang terdiri atas 23 kromosom berasal dari ayah dan satu set lagi dari ibu. Kedua set itu berkombinasi dalam nucleus suatu sel tunggal saat sperma dari ayah bergabung dengan sel telur dari ibu,membentuk sel telur yang difertilisasi,atau zigot. Mitosis dan sitokinesis menghasilkan 200 triliun sel somatik yang sekarang menyusun tubuh, dan proses -proses yang sama berlanjut untuk menghasilkan sel-sel baru untuk menggantikan sel yang rusak dan mati.



3) Tahap Interfase Selama



interfase



pada



sel



hewan,sentrosome



tunggal



bereplikasi,membentuk dua sentrosom,yang tetap bersama-sama didekat nucleus.Pada tahap ini, sel dianggap sedang istirahat dan tidak melakukan pembelahan. Namun, interfase merupakan tahap yang penting



untuk



mempersiapkan



pembelahan



atau



melakukan



metabolisme sel. Pada interfase, tingkah laku kromosom tidak tampak karena berbentuk benang-benang kromatin yang halus. Walaupun begitu, sel anak yang baru terbentuk sudah melakukan metabolisme. Sel perlu tumbuh dan melakukan berbagai sintesis sebelum memasuki proses pembelahan berikutnya. Pada saat interfase, sel mengalami subfase berikut.



a) Fase Pertumbuhan Primer (Growth 1 disingkat G1) Sel yang baru terbentuk mengalami pertumbuhan tahap pertama. Pada subfase ini, sel-sel belum mengadakan replikasi



17



DNA yang masih bersifat 2n (diploid). Sementara organel-organel yang ada di dalam sel, seperti mitokondria, retikulum endoplasma, kompleks golgi, dan organel lainnya memperbanyak diri guna menunjang kehidupan sel.



b) Fase Sintesis (S) Pada subfase ini, sel melakukan sintesis materi genetik. Materi genetik adalah bahan-bahan yang akan diwariskan kepada keturunannya, yaitu DNA. DNA dalam inti sel mengalami replikasi (penggandaan jumlah salinan). Jadi, subfase sintesis (penyusunan) menghasilkan 2 salinan DNA.



c) Fase Pertumbuhan Sekunder (Growth 2 disingkat G2) Setelah DNA mengalami replikasi, subfase berikutnya adalah pertumbuhan sekunder (G2). Pada subfase ini, sel memperbanyak organel-organel yang dimilikinya. Ini bertujuan agar organelorganel tersebut dapat diwariskan kepada setiap sel turunannya. Pada subfase ini, replikasi DNA telah selesai dan sel bersiap-siap mengadakan pembelahan secara mitosis. Selain itu, inti sel (nukleus) telah terbentuk dengan jelas dan terbungkus membran inti. Perhatikan Gambar 1.



Gambar 1. Pada fase G2 (interfase akhir), inti sel sudah terbentuk dengan jelas dan terbungkus membran inti sel.



18



Pada subfase ini, inti sel mempunyai satu atau lebih nukleolus (membran inti sel). Di luar inti terdapat dua sentrosom yang terbentuk oleh replikasi sentrosom pada tahap sebelumnya. Sentrosom mengalami perpanjangan menyebar secara radial yang disebut aster (bintang). Pada sentrosom terdapat sepasang sentriol yang berfungsi menentukan orientasi pembelahan sel. Walaupun kromosom telah diduplikasi pada fase S, namun pada fase G2, kromosom belum dapat dibedakan secara individual karena masih berupa benang-benang kromatin. Pada sel hewan,setiap kromosom memiliki dua sentriol. Kromosom, yang diduplikasi selama fase S,tidak bias dilihat secara individual karena belum terkondensasi.



Gambar 2. Tahap G2 interfase,sumber:champbell jilid 1



Gambar 3. Tahap G2 sumber:champbell,jilid 1



19



4) Tahap Profase



Tahap profase adalah tahap awal dimulainya pembelahan. Profase ditandai dengan mulai menghilangnya membran inti sel dan benang kromatin mulai mengalami penebalan dan pemendekan membentuk kromosom. Kromosom membentuk pasangan dari hasil duplikasinya membentuk kromatid. Membran



inti



yang



menghilangakan



diikuti



dengan



terbentuknya benang gelendong yang berasal dari mikrotubula di sitoplasma. Benang spindel ini akan membentang dari kutub-kutub pembelahan sel dan memegang sentromer dari setiap kromosom. Bagian sentromer yang berikatan dengan spindel ini dinamakan kineketor yang merupakan bagian dari protein sentromer. Benang spindel akan berusaha untuk menarik kromosom menuju bidang pembelahan (bidangekuator). Ciri-ciri tahap profase : a) Benang-benang kromonema menjadi pendek dan bertambah tebal membentuk kromosom homolog dengan duplikatnya sehingga menjadikan kromosom menjadi sepasang (2n). b) Nekluolus dan membrane inti menghilang. c) Sentriol membelah menjadi 2 dan bergerak berlawanan ke arah dua kutub yang berlawanan pula. d) Setiap sentriol menujuk ke benang spindel (benang gelendong).



20



5) Tahap Metafase Bidang Tahap metafase merupakan tahap mitosis yang paling lama, seringkali berlangsung sekitar 20 menit. Pada tahap metafase pasangan kromatid bergerak ke arah bidang pembelahan. Kromatid terbentuk bergerak ke arah kutub yang berlawanan, namun tetap berikatan pada benang spindel. Kromatid akan membentuk garis hitam disepanjang bidang pembelahan. Setelah kromatid tiba di bidang pembelahan, kineketor akan memisah. Pada tahap ini kromosom terletak pada bidang ekuator, bagian sentromer kromosom berikatan dengan kineketor yang berhubungan dengan benang-benang spindel. Pada fase ini kromosom tampak paling jelas terlihat sehingga jumlahnya mudah diidentifikasi.



Ciri-ciri tahap metafase : a) Merupakan tahap mitosis yang paling lama, seringkali berlangsung sekitar 20 menit. b) Sentrosom kini berada pada kutub-kutub sel yang bersebrangan. c) Kromosom berjejer pada lempeng metafase, bidang khayal yang berada dipertengahan jarak antara kedua kutub gelendong. Sentromer-sentromer kromosom berada di lempeng metafase.



21



d) Untuk



setiap



kromosom,



kineketor



kromatid



melekat



ke



mikrotubulus yang berasal dari kutub yang berlawanan.



6) Tahap Anafase



Pada tahap anafase, anafase merupakan tahap mitosis yang paling pendek, sering kali berlangsung hanya beberapa menit.Anafase di mulai ketika protein kohesin terbelah. Ini memungkinkan kedua kromatid dari setiap pasangan memisah, secara tiba-tiba. Setiap kromatid pun menjadi satu khromosom anakan yang terbebas mulai bergerak menuju ujung-ujung sel, yang berlawanan saat mikrotubulus kinotokor memendek. Karena mikrotubulus ini melekat pada ke wilayah sentromer, kromosom bergerak ke sentromer terlebih dahulu (dengan kecepatan sekitar 1 mm atau menit). Sel memanjang saat mikrotubulus nonkinoktokor memanjang pada ahir anafase, kedua ujung sel mempunyai, koleksi kromosom yang sama dan lengkap.



7) Tahap Telofase Pada tahap telofase, dua nukleus anakan terbentuk dalam sel. Selaput nucleus muncul dari fragmen fragmen selaput nucleus sel induk dan bagian-bagian lain dari system endomembran. Nukleus muncul kembali. Kromosom menjadi kurang terkondensasi. Mitosis,



22



pembelahan satu nucleus menjadi dua nucleus yang identik secara genetick, sekarang sudah selesai.



b. Meiosis 1) Pengertian Meiosis



Pembelahan sel secara meiosis adalah pembelahan sel yang juga melalui tahap-tahap tertentu.Pembelahan meiosis di sebut juga sebagai pembelahan reduksi,yaitu pembelahan sel induk diploid (2n) menghasilkan empat sel anakan haploid,(N).Masing-masing sel anakan



mengandung



separuh



kromosom



sel



induk,yaitu



haploid(n).Pembelahan ini terjadi pda proses pembentukan sel gamet (sel kelamin)yang terjadi pada organ reproduktif.Pada hewan dan



23



manusia,sperma yang haploid dihasilkan di dalam testisdan sel telur haploid di hasilkan di dalam ovarium.Pada tumbuhan berbunga,sel gamet



dihasilkan



di



dalam



putikdan



benang



sari



melalui



meosis.Meosis berperan untuk menghasilkan gamet yang secara genetic



tidak identik (hanya setengah dari induknya),sehingga



menyebabkan adanya variasi genetic.



2) Tujuan Meiosis a) Agar generasi berikutnya mempunyai jumlah kromosom tetap. b) Membentuksel-sel



kelamin



(ovum,



sperma,



megaspore,



mikrospora) dan spora. c) Mengurangjumlahkromosom ( mereduksi) Reduksi bertujuan untuk membentuk hasil zygot dari pertemuan dua sel kelamin yang selalu sama dengan individu yang ada atau individu sebelumnya.



3) Meiosis I Pada awal meiosis I, sel manusia mengandung 46 kromosom, atau 92 kromatid (jumlah yang sama seperti selama mitosis). Pada awal meiosis I, nukleus membesar sehingga penyerapan air dari sitoplasma oleh inti mencapai 3 kali lipat. Meiosis l berlangsung melalu tahap berikut:



a) Profase I Merupakan tahap terpanjang dibandingkan tahap lainnya pada meiosis I karena terdiri dari lima tahap yaitu: i. Leptoten Lepteton merupakan tahap pengumpulan kromosom. Pada tahap ini terjadi proses-proses berikut:  Kromonemata Merenggang dan kelihatan sebagai benang benang halus. Kromomernya menjadi kelihatan dan serabutnya



24



mungkin telah mengganda tetapi tidak kelihatan. Biasanya nucleolus dan selaput inti masih ada.  Filamen Protein Mulai terbentuk secara lateral dan kemudian melekat pada sentromer.



Gambar Tahap Leptoten



ii. Zigoten Zigoten merupakan tahap kromosom memendek dan berpasangan. Pada tahap ini terjadi proses-proses berikut:  Kromosom



homolog



saling



tarik-menarik



dan



mulai



berpasangan. Suatu prosedur yang tetap dan terjadi antara kromomer dan kromomer.  Peristiwa ini merupakan perbedaan yang jelas antara meiosis dan mitosis. Pasangan kromosom homolog itu disebut bivalen.  Diduga kromosom homolog berdekatan satu dengan yang lain selama interfrase. Replikasi DNA terjadi selama interfrase dan terbentuk kromatid. Pada leptoten terbentuk serabut protein sebagai elemen lateral yang kemudian melekat pada kromatid. Struktur ini disebut synaptinemal kompleks. Ternyata elemen lateral ini saling menarik dan melekatkan kromosom menjadi satu.



25



 Sinapsis ini memungkinkan pertukaran bahan genetik dari kromosom induk dan kromosom bapak.



Gambar Tahap Zigoten



iii. Pakhiten Tahap Pakhiten merupakan tahap akhir dari proses berpasangan. Pada tahap ini terjadi proses-proses berikut:  Kromosom makin pendek karena makin berpilin  Masing-masing bivalen menjadi dua dan terlihat tempat benang yang disebut tetrad  Terjadi pindah silang dengan pertukaran timbal balik antara bagian kromosom homolog. Beberapa sintesis DNA tetap berlangsung yang mungkin ada hubungannya dengan pindah silang.



26



iv. Diploten Pada tahap diploten terjadi proses kromosom yang berpasangan mulai memisah. Pada tahap ini terjadi prosesproses antara lain:  Pemendekan kromosom berlangsung terus  Mulai terjadi pemisahan pasangan kromosom  Bukti terjadinya pindah silang ialah pembentukan kiasma yang terlihat sebagai bentuk silang dari lengan kromosom, pemisahan gen terdapat pada kromosom yang sama  Synaptinemal kompleks kemudian terlepas dari kromatid.



Gambar Diploten



v. Diakinesis Pada tahap diakinesis terjadi proses-proses berikut: 



Pemendekan kromosom mendekati maksimum







Kiasmatamen



dekati



ujung



dan



jumlahnya



makin



berkurang 



Benang gelendong mulai terbentuk dan selaput ini mulai hilang.



27



Gambar Diakinesis



b) Metafase I Pada Tahap metaphase terjadi proses-proses berikut: i. Benang gelendong menjadi teratur dan beberapa benang melekat pada sentromer. ii. Sentromer dari bivalen terdapat pada bidang metaphase yang merupakan pasangan kromosom, bukan merupakan kromosom tunggal seperti pada metaphase dari mitosis. iii. Berderetnya bivalenini secara rambang, dalam hubungannya dengan kromosom yang berasal dari pihak ayah dan pihak ibu. Pengaturan kromosom pada metafase ini adalah akibat pengaruh genetic.



Gambar Tahap Metafase I



28



c) Tahap Anafase I



Gambar Tahap Anafase I



Pada anafase 1, kromosom homolog terpisah. Satu homolog kromosom (terdiri dari dua kromatid) bergerak ke salah satu sisi sel, sedangkan kromosom homolog lainnya (yang terdiri dari dua kromatid) bergerak ke sisi lain dari sel. Hasilnya adalah bahwa 23 kromosom (masing-masing terdiri dari dua kromatid) pindah ke salah satu tiang, dan 23 kromosom (masing-masing terdiri dari dua kromatid) pindah ke kutub yang lain. Pada dasarnya, jumlah kromosom sel dibelah dua. Untuk alasan ini prosesnya adalah pengurangan-pembelahan.



d) Tahap Telofase I



Gambar Tahap Telofase



Dalam telofase I meiosis, inti mereorganisasi, kromosom menjadi kromatin, dan pembagiansitoplasma menjadi dua sel



29



berlangsung. Proses ini terjadi secara berbeda dalam sel tumbuhan dan hewan, seperti pada mitosis. Setiap sel anak (dengan 23 kromosom masing-masing terdiri dari dua kromatid) kemudian memasuki interfase, di mana tidak ada duplikasi DNA. Periode interfase mungkin singkat atau sangat lama, tergantung pada spesies organisme.



4) Meiosis II Meiosis II adalah subdivisi utama kedua dari meiosis. Hal ini terjadi pada dasarnya cara yang sama seperti mitosis. Pada meiosis II, sel yang berisi 46 kromatid yang mengalami pembelahan menjadi dua sel, masing-masing dengan 23 kromosom. Meiosis II berlangsung melalui beberapa tahap sebagai berikut:



a) Tahap Profase II Profase II mirip dengan profase mitosis. materi kromatin memadat, dan setiap kromosom mengandung dua kromatid yang melekat pada sentromer. 23 pasang kromatid, total 46 kromatid, kemudian pindah ke plat Ekuatorial.



b) tahap Metafase II Pada fase ini, kromosom yang terdiri dari dua kromatid berada di bidang equator. Benang – benang gelendong yang berasal dari masing – masing kutub mengikat sentromer masing – masing kromatid. Keadaan kromosom pada metafase II meiosis hampir mirip pada keadaan kromosom pada metafase mitosis, akan tetapi dengan jumlah kromosom yang hanya setengahnya saja.



30



c) Tahap Anafase II Pada fase ini, sentromer terbelah menjadi dua. Masing – masing kromatid tertarik oleh benang – benang gelendong ke kutub yang berlawanan. Pada saat inilah terjadi reduksi kromosom yang sebenarnya, sehingga reduksi kromosom saat ini sudah sempurna. Bergeraknya kromatid ke arah kutub yang berlawanan ini seperti yang terjadi pada anafase mitosis, namun dengan jumlah kromosom yang hanya setengahnya saja.



.



d) Tahap Telofase II Pada fase ini terjadi pembelahan sel, sehingga dihasilkan empat sel anak yang haploid (n), yang disebut juga tetrad. Setiap inti dari sel – sel tersebut memiliki hanya setengahnya saja dari jumlah kromosom tetuanya. Pada fase ini pula, terbentuk kembali nukleolus dan membran nukleus. Membran nukleus mengelilingi ke empat inti hasil pembelahan. Kromosom pun mulai mengendur kembali. Setelah itu, terjadi modifikasi lebih lanjut untuk menghasilkan sel gamet.



31



5. Perbedaan Mitosis dan Meiosis



6. Gametogenesis a. Pengertian Gametogenesis Terdapat dua jenis proses pembelahan sel yaitu mitosis dan meiosis.Mitosis yaitu pembelahan sel dari induk menjadi 2 anakan tetapi tidak terjadi reduksi kromosom contoh apabila ada sel tubuh kita yang rusak maka akan terjadi proses penggantian dengan sel baru melalui proses pembelahan mitosis, sedangkan pembelahan meiosis yaitu pembelahan sel dari induk menjadi 2 anakan dengan adanya reduksi kromosom, contohnya pembelahan sel kelamin atau gamet sebagai agen utama dalam proses reproduksi manusia. Pada pembelahan mitosis menghasilkan sel baru yang jumlah kromosomnya sama persis dengan sel induk yang bersifat diploid (2n) yaitu 23 pasang/ 46 kromosom, sedangkan pada meiosis jumlah kromosom pada sel baru hanya bersifat haploid (n) yaitu 23 kromosom. Gametogenesis terdiri 4 tahap : perbanyakan, pertumbuhan, pematangan dan perubahan bentuk. Gametogenesis ada dua yaitu spermatogenesis dan oogenesis. 32



b. Tujuan Gametogenesis Tujuan dari gametogenesis adalah untuk pembentukan gamet atau sel kelamin. Sel kelamin terdiri dari dua jenis yaitu sel kelamin jantan ( spermatozoa) dan sel kelamin betina (ovum). Dimana sel kelamin berfungsi untuk menghasilkan embrio yang baru atau sel anakan baru.



33



BAB III PENUTUP



A.



Kesimpulan



B.



Saran



34



DAFTAR PUSTAKA



Amy tenzer. 2001. Biologi sel. Erlangga. Jakarta Campbell,dkk. 2008. BIOLOGI Edisi ke Delapan Jilid 1. Penerbit Erlangga. Jakarta Suryo. 1995. SITOGENETIKA. PT.Citra Aditya bakti. Bandung Lumowa, Sonja V.T. Biologi Sel Untuk Mahasiswa Pendidikan Biologi. UMM Press. Malang https://www.academia.edu/7399717/Makalah_reproduksi_sel http://www.biologi-sel.com/2012/06/siklus-dan-pembelahan-sel.html http://dokumen.tips/documents/ulasan-jurnal-biologi.html https://hardianimalscience.wordpress.com/bahan-kuliah/iklus-dan-pembelahansel/



35