Biologi Kelas 12 | Pembelahan Sel

Konten [Tampil]

Organisme terdiri atas organisme uniseluler dan multiseluler. Hal ini menunjukkan bahwa organisme tersusun atas kumpulan sel. Sel hidup mengalami pertumbuhan dan perkembangan sehingga mengalami sebuah proses yang disebut pembelahan sel. Pembelahan pada sel hidup terdiri atas pembelahan langsung (amitotik) dan juga pembelahan tidak langsung (mitotik).

Pembelahan Amitotik

Pembelahan amitotik atau langsung adalah pembelahan yang terjadi pada sel hidup tanpa melalui fase-fase tertentu. Pembelahan amitotik terjadi pada organisme prokariotik (organisme yang membran intinya belum dilapisi oleh suatu membran), misalnya bakteri dan ganggang hijau-biru. Pembelahan amitotik juga dikenal sebagai pembelahan biner (binary fission) karena dari satu sel akan membelah menjadi dua sel. Berikut ini merupakan mekanisme pembelahan amitotik, antara lain:

• Kromosom bakteri menempel pada membran plasma
• Kromosom melakukan duplikasi (proses mengganda)
• Membran plasma melekuk ke dalam sehingga membagi sel menjadi 2 bagian
• Terbentuk dinding sel baru di antara sel-sel anak sehingga dihasilkan dua sel anak yang sifatnya sama dengan sel indukan.

Pembelahan Mitotik

Pembelahan mitotik atau tidak langsung adalah pembelahan yang terjadi pada sel hidup dengan serangkaian fase-fase tertentu. Pembelahan mitotik dapat terjadi melalui pembelahan mitosis dan meiosis. Pembelahan mitosis berperan dalam menghasilkan sel-sel tubuh (sel somatik) sedangkan pembelahan meiosis berperan dalam menghasilkan sel-sel kelamin. 

Siklus Sel

Siklus sel dapat dibagi menjadi dua tahapan yaitu interfase dan fase mitotik (M). Kedua fase ini terjadi secara berganti-gantian. Pada fase mitotik terdiri atas mitosis dan segera diikuti oleh sitokinesis. Sebelum sel mengalami pembelahan, sel akan mengalami masa interfase atau disebut juga sebagai fase persiapan dan fase terlama dari keseluruhan siklus sel. Interfase bukanlah fase istirahat melainkan sel sedang dalam tahap mengumpulkan energi untuk tumbuh dan berkembang, replikasi DNA, menghasilkan protein, dan membentuk organel sel dalam sitoplasma.

1. Tahap G1 (First Gap Phase) yaitu sel mengalami pertumbuhan sehingga tampak lebih besar. Fase ini berlangsung selama 6-12 jam. Fase ini disebut juga pertumbuhan primer (Growth-1)
2. Tahap S (Synthetic Phase) yaitu proses dimana terjadi sintesis DNA dan DNA mengalami replikasi. Fase ini berlangsung selama 6-8 jam.
3. Tahap G2 (Second Gap Phase) yaitu proses pertumbuhan lagi dan terbentuklah organel-organel sel sehingga terjadi persiapan sel akan membelah. Fase ini berlangsung 3-4 jam. Fase ini disebut juga pertumbuhan sekunder (Growth-2).

Mitosis

Mitosis merupakan pembelahan inti sel (nukleus) melalui tahapan-tahapan yang berurutan dan teratur. Satu sel induk dengan kromosom diploid (2n) yang membelah secara mitosis akan menghasilkan sel anakan yang memiliki kromosom bersifat diploid (2n) juga. Mitosis biasanya merupakan fase terpendek, yaitu berlangsung sekitar 1 jam dari waktu total siklus sel selama 18-24 jam (pada sel hewan umumnya)

• Profase

1. Benang-benang kromatin inti sel memendek, menggumpal dan merapat membentuk kromosom. Kromosom sudah mulai duplikasi dan tersusun atas sepasang kromatid saudara yang dihubungkan oleh sentromer.
2. Anak inti (nukleolus) menghilang sehingga tidak lagi terjadi transkripsi DNA membentuk mRNA.
3. Terbentuknya benang-benang spindel dari mikrotubula yang memancar dari kedua sentrosom yang saling menjauh di sitoplasma.

Profase Mitosis [Diadopsi dari Sembiring & Sudjino, 2009] 

• Prometafase

1. Membran inti terfragmentasi, melebur kemudian menghilang sehingga mikrotubula dapat memasuki inti sel dan berinteraksi dengan kromosom.
2. Berkas mikrotubula memanjang dari setiap kutub ke arah pertengahan sel. sebagian mikrotubula melekat pada kinetokor didalam sentromer menyebabkan kromosom bergerak tersentak-sentak.

• Metafase

1. Benang-benang spindel semakin jelas dan mengikat sentromer dari setiap kromosom
2. Kromosom berada di tengah-tengah dua kutub (bidang ekuatorial) dan umumnya membentuk menyerupai huruf V.

Metafase Mitosis [Diadopsi dari Sembiring & Sudjino, 2009]

• Anafase

1. Pasangan sentromer dari setiap kromosom berpisah sehingga kromatid saudara yang semula menyatu akhirnya terpisah dan terbentuk kromosom yang lengkap.
2. Kromatid memisah satu sama lain dengan masing-masing kromatid mengandung sentromer.
3. Benang-benang spindel memendek sehingga kromatid tertarik menuju kutub yang berlawanan.
4. Pada akhir anafase, kedua kutub sel memiliki koleksi kromosom yang ekuivalen (2n)

Anafase Mitosis [Diadopsi dari Sembiring & Sudjino, 2009]

• Telofase

1. Mikrotubula non kinetokor memanjang lagi sehingga sel semakin panjang.
2. Terbentuk nukleolus atau anak inti pada kedua kutub sel.
3. Kromosom di kedua kutub mulai membuka kumparannya dan berubah kembali menjadi benang-benang kromatin yang longgar.
4. Gelendong berdegenerasi, membran inti terbentuk kembali dari fragmen-fragmen membran inti sel induk dan bagian lain sistem endomembran.
5. Tahap akhir telofase dilanjutkan dengan sitokinesis (pembelahan sitoplasma).

Telofase Mitosis [Diadopsi dari Sembiring & Sudjino, 2009]

• Sitokinesis

1. Pembelahan sitoplasma diikuti dengan pembentukan sekat yang memisahkan kedua bagian sel sehingga terbentuk dua sel anakan.
2. Pada sel hewan, sitokinesis diawali dengan pembentukan alur pembelahan di bidang ekuatorial (di tengah-tengah sel). Pada sisi alur pembelahan sitoplasma terdapat cincin kontraktil. Cincin kontraktil tersusun dari mikrofilamen aktin dan molekul protein miosin. Kontraktil cincin filamen tersebut menyebabkan alur pembelahan semakin dalam sehingga pada akhirnya terbentuk dua sel anakan.
3. Berbeda dengan sel hewan, sel tumbuhan yang berdinding sel saat sitokinesis tidak membentuk alur pembelahan, tetapi vesikula-vesikula yang dihasilkan badan golgi berpindah-pindah di sepanjang mikrotubula di tengah-tengah sel. Vesikula-vesikula yang membawa materi dinding sel tersebut membentuk pelat sel. Pelat sel ini membesar hingga membran di sekelilingnya bergabung dengan membran plasma, kemudian terbentuklah dinding sel baru yang memisahkan kedua sel anakan.

Perbedaan Sitokinesis Sel Hewan dan Tumbuhan [sumber: Sembiring & Sudjino, 2009]

Meiosis

Meiosis disebut juga sebagai pembelahan reduksi karena terjadi pengurangan jumlah kromosom pada sel anak yang dihasilkan. Meiosis bertujuan untuk mengurangi jumlah kromosom separuh dari jumlah kromosom sel induk sehingga menjaga jumlah kromosom individu dari generasi ke generasi berikutnya akan tetap sama. Fase-fase pembelahan meiosis menyerupai pada pembelahan mitosis, hanya saja meiosis terjadi 2 kali pembelahan (meiosis I dan meiosis II) serta diawali dengan terjadinya interfase.

MEIOSIS I

• Interfase

1. Interfase terjadi sebelum meiosis I
2. DNA bereplikasi sehingga terbentuk dua salinan DNA
3. Sentrosom bereplikasi menjadi dua buah (sel hewan)

• Profase I

1. Fase terpanjang yaitu sekitar 90% dari waktu yang diperlukan
2. Terdiri atas leptoten, zigoten, pakiten, diploten, dan diakinesis

• Metafase I

1. Kromosom tetrad bergerak ke bidang ekuatorial
2. Mikrotubula kinetokor dari satu kutub sel melekatkan diri pada setiap sentromer

• Anafase I

1. Benang spindel menggerakkan dan menarik kromosom homolog ke arah kutub berlawanan
2. Sentromer tidak terpisah

• Telofase I

1. Kromosom homolog sudah berada di kedua kutub
2. Setiap kutub sudah memiliki satu set kromosom yang haploid.

• Sitokinesis I

1. Sitokinesis terjadi secara serentak dengan telofase I

MEIOSIS II

• Profase II

1. Gelendong pembelahan (benang spindel) mulai terbentuk
2. Kromatid saudara masih melekat pada sentromernya
3. Tahap ini terkadang berlangsung sangat cepat dan segera diikuti tahap berikutnya.

• Metafase II

1. Kromosom berjajar di bidang ekuatorial dan terlihat hanya satu baris.

• Anafase II

1. Sentromer kromatid saudara berpisah sehingga kromatid tersebut menjadi kromosom individual
2. Benang spindel (mikrotubula) emnarik kromatid bergerak ke arah kutub yang berlawana

• Telofase II

1. Kromosom telah sampai di kedua kutub yang berlawanan
2. Terbentuk nukleolus dan membran inti pada kutub sel yang berlawanan

• Sitokinesis II

1. Setiap inti dipisahkan oleh sekat pembelahan. Pada sel hewan terbentuk alur pembelahan, sedangkan tumbuhan terbentuk pelat sel.
2. Pada akhir sitokinesis, dihasilkan empat sel anak yang kromosomnya haploid.

Perbedaan Mitosis & Meiosis

Perhatikanlah perbedaan mitosis dan meiosis di bawah ini agar Anda dapat memahami perbedaan antara kedua jenis pembelahan berikut (Tabel diadopsi dari Irnaningtyas, 2015)!

No	Perbedaan	Mitosis	Meiosis
1	Jumlah pembelahan	Satu kali	Dua kali
2	Jumlah sel anak yang dihasilkan	2 sel	4 sel
3	Sifat sel anakan	Identik dengan sel induk	Tidak identik dengan sel induk (terjadi kombinasi gen)
4	Sifat kromosom sel anak hasil pembelahan dari sel induk diploid (2n)	Diploid (2n)	Haploid (n)
5	Tujuan pembelahan	Untuk perkembangbiakan organisme eukariotik-uniseluler, pertumbuhan, regenerasi sel-sel yang rusak atau telah mati pada organisme eukariotik- multiseluler	Untuk mengurangi jumlah kromosom sehingga jumlah kromosom dari generasi ke generasi berikutnya selalu tetap
6	Peranan bagi organisme eukariotik multiseluler	Menghasilkan sel-sel somatik	Menghasilkan sel-sel gamet
7	Interkinesis	Tidak ada	Ada, antara meiosis I dengan meiosis II
8	Metafase	Kromosom berjajar di bidang ekuatorial dalam 1 baris	Metafase I: Kromosom berjajar di bidang ekuatorial dalam 2 baris Metafase II: Kromosom berjajar di bidang ekuatorial dalam 1 baris
9	Duplikasi kromosom (kromatid saudara)	Pada awal profase	Pada pertengahan profase I (fase pakiten)
10	Sinapsis kromosom homolog	Tidak terjadi	Terjadi pada profase I
11	Pindah silang (crossing over) gen pada kromosom	Tidak ada	Ada
12	Sentromer saat anafase	Terbagi dua sehingga kromatid memisah saat anafase	Pada anafase I, sentromer belum memisah. Sentromer memisah saat anafase II.
13	Anafase	Memisahkan kromatid saudara	Anafase I: Memisahkan pasangan kromosom homolog Anafase II: Memisahkan kromatid saudara

Latihan Mandiri

Referensi:

1. Amelia, T. & N. Asikin (2019). Biologi Sel. Tanjungpinang: UMRAH Press.
2. Sembiring, L. & Sudjino (2009). Biologi untuk Kelas XII SMA/MA. Jakarta: Depdiknas RI.
3. Irnaningtyas (2015). Biologi untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Erlangga.
4. Juwono & A. Z. Juniarto (2012). Biologi Sel. Jakarta: EGC.
5. Kimball, J. W. (2017). Biologi. Jilid I. Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga.

Dewanto, S.Pd. Pembelajar dan Pengajar MIPA

Share :