Makalah

“Pemebelahan sel secara mitosis dan meiosis”

Oleh

NOFIAN ARFIANDINATA

Mataram

1

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah, kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang hanya karena rahmat dan izin Nya penulis dapat menyelesaikan makalah ini.

Makalah yang berjudul pembelahan sel secara mitosis dan meiosis, ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah biologi umum pada Semoga makalah ini bermanfaat bagi yang semua pihak yang berkepentingan.

mataram, novemberr 2011

Penulis

1. PENDAHULUAN

1

1.1 Sel

Definisi dari sel ialah materi terkecil penyusun makhluk hidup. Sifat

terpenting sel ialah kemampuan untuk tumbuh dan membelah diri yang

menghasilkan molekul-molekul seluler baru dan memperbanyak dirinya, dengan

demikian proses bagaimana cara atau mekanisme pewarisan sifat pada mahluk

hidup ditentukan pada sel dan bagian-bagiannya. Hal ini sesuai dengan teori sel

dari Rudolf Virchow yang menyatakan bahwa setiap sel berasal dari sel yang

sudah ada.

Di dalam sel terdapat organela-organela lainnya, dari mitokondria,

sitoplasma, ribosom hingga inti sel yang disebut nukleus yang terletak agak ke

tengah sel. Pada sel hewan dan tumbuhan terdapat beberapa perbedaan organel

sesuai dengan fungsi atau kebutuhan dari masing-masing mahluk.

Gambar 1. Sel Tumbuhan Dan Hewan

Copy from: http://dolite.blogspot.com/2009/05/gambar-sel-tumbuhan-dan-hewan.html

Pada makhluk hidup, sel penyusun tubuh terdiri atas berikut;

1. Sel somatis (sel tubuh) yang dapat memperbanyak diri melalui

pembelahan yang berlangsung secara mitosis.

2. Sel gamet (sel kelamin) yang berupa sperma dan ovum yang dapat

diproduksi melalui pembelahan yang berlangsung secara meiosis.

1

Menurut Mendell, sifat-sifat yang diturunkan dari induk kepada

keturunannya dikendalikan oleh faktor genetik yang terdapat di dalam

kromosom yang disebut gen. Tapi kemudian diketahui terdapat juga sifat yang

diturunkan oleh tetua dari gen yang terdapat di luar inti. Bagaimana proses

pewarisan sifat di dalam dan di luar inti akan dijelaskan pada bab selanjutnya.

1.2 Siklus sel

Setiap sel mengalami siklus yang bersifat irreversible. Kehidupan sel

somatis maupun sel gamet melalui dua fase, yaitu interfase (fase istirahat) dan

fase pembelahan. Pada interfase, sel tidak mengadakan aktivitas baik secara

fisik maupun reaksi kimia. Perbedaan siklus sel pada pembelahan mitosis dan

meiosis adalah pada kisaran waktu yang dibutuhkan untuk fase pembelahan.

Namun kisaran waktu pada siklus sel juga berbeda untuk setiap spesies.

Gambar 2. Siklus Sel Pada Pembelahan Mitosis

Copy from: http://www.invir.com/latihan/sma3uasbio06/

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. Dalam proses pembelahan sel tahap interfase menempati

siklus yang jauh lebih lama dibandingkan tahap yang lainnya, bahkan sering kali

3

meliputi 90% dari siklus ini. Selama interfase inilah sel tumbuh dan menyalin

kromosom dalam persiapan untuk pembelahan sel. Interfase dapat dibagi

menjadi subfase : fase G1 (“gap pertama”), fase S dan fase G (“gap kedua”).

Selama ketiga subfase ini, sel tumbuh dan menghasilkan protein dan organel

dalam sitoplasma. 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).

Sebelum terjadi pembelahan, sel harus memastikan telah menyelesaikan

proses replikasi DNA, proses pertumbuhan sel hingga ukuran tertentu dan proses

penghimpunan gelendong sel (cell spindle assemble). Hal ini dilakukan dengan

kontrol balik (feed back) yang dapat mendeteksi kegagalan penyelesaian proses-

proses tersebut diatas. Sistem kontrol balik ini dapat menghentikan siklus sel

pada titik-titik tertentu yang disebut titik uji (checkpoint) siklus sel bila

menemukan proses yang dipantaunya tidak tuntas atau mengalami

hambatan/kerusakan. Diteruskannya siklus sel secara prematur sebelum

penyelesaian tahap-tahap tertentu siklus sel dapat menyebabkan ketidakstabilan

genetik dan kerusakan pada kromosom dan dapat berakhir dengan kematian sel

(Titania, 1999 mereview Hartwell dan Kastan 1994).

1.3 Kromosom

Sel memiliki inti sel yang didalamnya terdapat kromosom. Kromosom hanya

tampak dibawah mikroskop pada saat sel membelah diri. Pada saat sel tidak

membelah diri, kromosom tampak berupa benang-benang halus yang disebut

kromatin. Kromatin ini ditemukan oleh Walther Flemming yang juga meneliti

proses pembelahan sel dan distribusi kromosom pada sel anak. Hasil penelitian

ini dipublikasikan pada tahun 1878 dan masuk dalam kategori 100 penemuan

terpenting sepanjang masa (Anynomous, 2010).

Kromosom tampak seperti batang dan mengandung struktur yang terdiri

dari benang-benang tipis yang melingkar-lingkar. Di sepanjang benang itu

terletak secara teratur suatu sruktur yang disebut gen. Masing-masing gen

memiliki tempat tertentu didalam kromosom yang disebut lokus gen. Gen

2

tersebut yang sebenarnya berfungsi untuk mengatur sifat-sifat yang akan

diwariskan dari induk kepada keturunannya dan mengatur perkembangan serta

metabolisme makhluk hidup. Gen terdiri dari DNA atau Deoxyribonukleo acid

(asam nukleat). Gen-gen yang terdapat pada kromosom memiliki tugas atau

fungsinya masing-masing , diantaranya adalah mengatur warna bunga, warna

rambut, warna bulu, golongan darah, rasa buah, dan sebagainya.

Setiap sel tubuh memiliki kromosom yang berpasang-pasangan.

Kromosom yang berpasangan dengan bentuk, ukuran, dan komposisi yang sama

disebut kromosom homolog. Setiap pasang kromosom homolog berbeda dengan

pasangan kromosom homolog yang lain. Pada sel kelamin (gamet) seperti sel

telur atau ovum (sel kelamin betina) dan spermatozoa (sel kelamin jantan)

mempunyai separuh dari jumlah kromosom didalam sel tubuh, sehingga

dikatakan bersifat haploid (n kromosom). Satu set kromosom haploid dinamakan

genom. Sel tubuh dari kebanyakan mahluk hidup memiliki dua genom (sepasang

kromosom), sehingga dikatakan bersifat diploid (2n kromosom). Terjadinya sel

tubuh (sel somatis) yang diploid tersebut merupakan hasl bersatunya gamet

jantan dan betina yang masing-masing haploid pada saat reproduksi seksual.

Jumlah kromosom dalam setiap organisme berbeda. Ukuran kromosom

juga sangat bervariasi antara jenis organisme yang satu dengan jenis organisme

lainya. Kromosom ada yang berperan menentukan jenis kelamin yang disebut

kromosom kelamin (sex chromosom) dan ada juga kromosom tubuh yang

disebut autosom.

2

Bab II

A. Mitosis

Mitosis ialah proses pembelahan inti sel yang diikuti oleh pembelahan sel

ibu menjadi dua sel anak. Mitosis berati “threads” yang memliki arti munculnya

benang atau kehadiran kromosom ketika sel siap membelah (Anynomus, 2008).

Pioner dari proses pembelahan mitosis ini adalah Walther Flemming yang

mengamati subtansi inti sel yang diberinama kromatin. Beliau memperhatikan

bahwa kromatin dalam sel tidak memperlihatkan penampakan yang sama di

setiap sel (O’Connor, 2008).

Mitosis merupakan periode pembelahan sel yang berlangsung pada

jaringan titik tumbuh (meristem), seperti pada ujung akar atau pucuk tanaman.

Proses mitosis terjadi dalam empat fase, yaitu profase, metafase, anafase, dan

telofase. Namun sebagian ilmuwan membagi mitosis menjadi lima fase yaitu

dengan menyelipkan fase prometafase sebagai penghantar pada proses

metafase setelah fase profase (O’Connor, 2008). Fase-fase mitosis tersebut

terjadi pada sel tumbuhan maupun hewan. Setiap fase meliputi tahapan proses

penyusunan dan pemisahan kromosom. Begitu proses mitosis selesai sel akan

terbagi menjadi dua dengan proses yang disebut sitokinesis. Proses mitosis

menjamin setiap sel anak akan mengandung satu copy DNA sel ibu.

Terdapat perbedaan mendasar antara mitosis pada hewan dan tumbuhan.

Pada hewan terbentuk aster dan terbentuknya alur di ekuator pada membran sel

pada saat telofase sehingga kedua sel anak menjadi terpisah.

Bagaimana proses rinci pembelahan mitosis akan diterangkan sesuai

dengan fase-fasenya.

4

Gambar 5. Ilustrasi Proses Pembelahan Mitosis

Copy from: http://oblktirupifabiounsoed.wordpress.com/2009/03/29

Profase

Profase yang merupakan fase pertama miosis terjadi setelah selesainya

proses G2 dari interfase. Selama profase kromosom sel, yang sudah diduplikasi

pada fase S, tampak memadat dan tampak lebih ratusan bahkan ribuan kali

lebih tebal dibanding saat interfase. Hal ini karena setiap duplikat kromosom

terdiri atas dua sister kromatid identik yang bergabung dalam titik sentromer.

3

Sehingga strukturnya kini terlihat seperti huruf X ketika diamati dibawah

microskop. Beberapa DNA pengikat protein mengkatalisasi proses pemadatan,

termasuk kohesi dan kondensi. Kohesi membentuk cincin-cincin yang mengikat

sister kromatid tetap bersama, sementara kohesi membentuk cincin-cincin yang

mengikat dan membentuk kromosom menjadi bentuk yang lebih padat

(Anynomus, 2008).

Pada awal profase, sentrosom dengan sentriolnya mengalami replikasi

dan dihasilkan dua sentrosom. Masing-masing sentrosom hasil pembelahan

bermigrasi ke sisi berlawanan dari inti. Pada saat bersamaan, mikrotubul muncul

diantara dua sentrosom dan membentuk benang-benang spindle, yang

membentuk seperti bola sepak. Pada sel hewan, mikrotubul lainnya menyebar

yang kemudian membentuk aster. Pada saat bersamaan, kromosom teramati

dengan jelas, yaitu terdiri dua kromatid identik yang terbentuk pada interfase.

Dua kromatid identik tersebut bergabung pada sentromernya. Benang-benang

spindel terlihat memanjang dari sentromer (Anynomous mereview dari Campbell

et al. 1999).

Prometafase

Sebelum memasuki metafase sel memasuki prometafase dimana selama

prometafase selubung nucleus mulai terfragmentasi. Mikrotubula pada

gelondong sekarang dapat memasuki nucleus dan berinteraksi dengan

kromosom, yang telah menjadi lebih padat. Berkas mikrotubula memanjang dari

setiap kutub kearah pertengahan sel. Masing-masing dari kedua kromatid yang

berasal dari satu kromosom sekarang memiliki struktur khusus yang disebut

kinetokor yang terletak di daerah sentomer. Sebagian mikrotubula melekat di

kinetokor, interaksi ini menyebabkan kromosom mulai melakukan gerakan yang

tersentak-sentak.

Metafase

Setelah profase berakhir metafase dimulai, kromosom berjajar

sepanjangekautor sel. Setiap kromosom setidaknya tersambung dengan dua

mikrotubul melekat pada kinetokor, masing-masing mikrotubbul terikat pada

sentriol di dua kutub berlawanan. Pada kondisi ini tekanan didalam sel menjadi

seimbang, dan kromosom tidak lagi bergerak-gerak. Setelah benang gelendong

2

(mikrotubul) berkembang lengkap dan tiga jenis mikrotubulus telah muncul.

Mikrotubul kinetokor yang melekat dari kutub setriol ke kintokor; mikrotubul

interpolar yang memanjang dari setiab kutub ke equator, hingga hampir

mencapai kutub berlawanan, dan mikrotubul astral memanjang dari kutub ke

membran dinding sel. (Anynomous, 2008).

Ringkasnya metafase terlihat pada kondisi dimana masing-masing

sentromer mempunyai dua kinetokor dan masing-masing kinetokor dihubungkan

ke satu sentrosom oleh serabut kinetokor. Sementara itu, kromatid bersaudara

begerak ke bagian tengah inti membentuk keping metafase /metaphasic plate

(Anynomous mereview dari Campbell et al. 1999).

Anafase

Masing-masing kromatid memisahkan diri dari sentromer dan masing-

masing kromosom membentuk sentromer. Masing-masing kromosom ditarik oleh

benang kinetokor ke kutubnya masing-masing (Anynomous mereview dari

Campbell et al. 1999).

Tahap anafase ini dimulai ketika pasangan sentromer dari setiap

kromosom berpisah, yang akhirnya melepaskan kromatid bersaudara bergerak

ke arah kutub sel yang berlawanan. Enzym yang memecah kohesi yang

mengikat sister kromatid selama profase juga membantu pelepasan sister

kromatid. Setelah berpisah setiap kromatid sekarang dianggap sebagai

kromosom lengkap.

Perubahan panjang mikrotubul yang terus memendek menyebabkan

mekanisme pergerakan kromatid ke arah kutub berlawanan oleh memendeknya

mikrotubuloa kinetokornya. Karena mikrotubula kinetokor melekat pada

sentromer, oleh karena itu sentromer tertarik terlebih dahulu. Mikrotubul astral

juga memendek mengakibatkan penarikan antar kutub yang semakin menjauh

dan mendekati dinding sel. Pada saat yang bersamaan mikrotubul interpolar

saling memendek memberikan gaya tambahan untuk mendorong kromosom ke

kutub berlawanan. Pada akhir anafase ini kedua kutub sel memiliki koleksi

kromosom yang ekuivalen dan lengkap.

Telofase.

Telofase dimulai saat kromatid sampai di masing-masing kutub sel,

benang mikrotubul menghilang, dan selubung lapisan inti mulai tampak terlihat

3

disekitar kedua set kromosom. Fosforilasi dan defosforilasi lamina di ujung sel

memberikan formasi membran inti dilingkari setiap kelompok baru set

kromosom yang kini menjadi kurang tergulung rapat (Anynomus, 2008). Mitosis

yaitu pembelahan satu nucleus menjadi dua nucleus yang identik secara genetik

sekarang telah selesai.

Sitokinesis

Sitokinesis merupakan proses dimana sel asal benar-benar terpisah

menjadi dua sel anak. Selama akhir mitosis muncul lekukan membran di sekitar

ekuator sel. Posisi lekukan dipengaruhi oleh mirotubul astral dan interpolar.

Lekukan menjadi makin dalam oleh adanya aksi kontraksi filamen aktin dan

miosin yang membuat sel semakin membela hingga menghasilkan dua sel anak

dengan ukuran yang seimbang (Anynomous, 2008).

B. Meiosis

Meiosis pertama kali dikemukakan oleh Oscar Hertwig lilmuwan zoologist

Jerman yang menemukan sistem fertilisasi pada sea urchins. Dia

mengemukakan peran dari inti sel selama pewarisan dan pengurangan jumlak

kromosom melalui proses meiosis pada tahun 1876 (Anynomous, 2010).

Meiosis berasal dari kata meioun yang artinya to make small atau

menjadikan kecil. Hal ini mengacu pada jumlah kromosom yang dihasilkan pada

sel anak berkurang setengahnya selama proses meiosis. Perbedaan dengan

mitosis tersebut terjadi karena pada proses meiosis terdapat 1 kali replikasi DNA

yang diikuti oleh 2 kali pembelahan sel. Pada meiosis ini juga terjadi proses

rekombinasi gen yang tidak ada pada mitosis. Hasil dari meiosis ialah sel gamet

yang masing-masing berbeda genetiknya (O’Connor, 2008).

Dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan meiosis I dan

pembelahan meiosis II. Baik pada pembelahan meiosis I dan II, terjadi fase-fase

pembelahan seperti pada mitosis. Oleh karena itu dikenal adanya profase I,

metafase I, anafase I, telofase I, profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II.

Akibat adanya dua kali proses pembelahan sel, maka pada meiosis, satu sel

induk akan menghasilkan empat sel baru, dengan masing-masing sel

mengandung jumlah kromosom setengah dari jumlah kromosom sel induk.

4

Gambar 6. Ilustrasi Proses Pembelahan Meiosis

Copy from: http://oblktirupifabiounsoed.wordpress.com/2009/03/29

1 . Meiosis I

Meiosis merupakan proses yang lambat dibandingkan dengan waktu yang

dibutuhkan mitosis. Proses terlama terjadi pada profase I, dimana pasangan

kromosom homolog bersama-sama membentuk pasangan bivalent yang

dinamakan tetrad karena terdiri atas 4 kromatid. Para ilmuwan membagi profase

2

I dalam beberpaa segmen berdasarkan penampilan kromosom, yaitu fase:

leptoten, zygotene, pakiten, pakiten dan diploten.

Ketika sel memasuki metafase I pasangan kromosom homolog berjajar

saling berlawanan pada bidang equator (metafase plate) dan kinetokor pada

sister kromatid menghadap kutub yang sama. Pasangan kromosom sex juga

berjajar pada metafase plate. Pada pasangan-pasangan kromosom ini dapat

terjadi crossing over yang menjamin bahwa kromosom akan bersegregasi saat

sel terbelah (O’Connor, 2008).

Selama anafase I, pasangan kromosom homologterbagi dalam dua sel

anak. Sebelum pasangan tersebut berpisah, peristiwa crossing over antar

kromosom harus sudah selesai dan cohesin harus sudah dilepas dari lengan

sister kromatid. Kegagalan pemisahan kromosom pada dua sel anak akan

merujuk pada terjadinya nondisjunction yang akan menyebabkan aneuploidy

(O’Connor, 2008).

Berikut adalah rangkuman singkat fase-fase pada Meiosis I:

1. Profase I :

Kromatin berkondensasi (menebal) membentuk kromatid.Tahap ini

terdiri atas lima subfase yaitu

a) Leptoten : kromosom berduplikasi membentuk 2 kromatid

b) Zigoten : terbentuk sinapsis antardua kromosom homolog

c) Pakiten : terbentuk tetrad

d) Diploten : terbentuk lipatan antarlengan kromosom yang disebut

kiasma, juga ada kemungkinan terjadi crossing over (pindah silang).

Hal ini hanya terjadi pada meiosis saja, sehingga mengakibatkan

terjadinya rekombinasi gen.

e) Diakenesis : sentriol berpisah menuju kutub yang berawanan,

terbentuk serat gelendong diantara dua kutub.

1. Metafase 1

Pada tahap ini, tetrad menempatkan dirinya pada bidang ekuator.

Membran inti sudah tidak tampak lagi dan sentromer terikat oleh

spindel pembelahan.

2. Anafase I

2

Pada tahap ini, spindel pembelahan memendek dan menarik belahan

tetrad (diad) ke kutub sel berlawanan sehingga kromosom homolog

dipisahkan. Kromosom hasil crossing over yang bergerak ke kutub sel

membawa materi genetic yang berbeda.

3. Telofase I

Pada tahap ini, membrane sel membentuk sekat sehingga terbentuk dua

sel anak yang bersifat haploid, tetapi setiap kromosom masih

mengandung dua kromatid (sister cromatid) yang terhubung melalui

sentromer.

2. Meiosis II

Sel anak memasuki proses meiosis II tanpa melewati fase interfase untuk

replikasi DNA terlebih dahulu. Meiosis II berfungsi seperti mitosis tetapi dengan

menurnkan jumlah kromosom menjadi setengahnya. Sehingga akhir dari meiosis

II adalah terbentuknya 4 sel anak haploid yang mengadung satu copy tunggal

kromosom.

Rangkuman singkat fase-fase pada Meiosis II adalah:

1. Profase II:

Benang – benang kromatin berubah kembali menjadi kromosom;

kromosom yang terdiri dari 2 kromatida tidak mengalami duplikasi lagi;

dinding inti menghilang dan sentriol berpisah menuju kutub yang

berlawanan dan benang gelendong terbentuk diantara 2 kutub

pembelahan.

1. Metafase II:

Kromosom kebidang ekuator menggantung pada serat gelendong melalui

sentromernya.

2. Anafase II:

Kromatida berpisah dari homolognya, dan bergerak menuju ke kutub yang

berlawanan.

4. Telofase II:

Kromosom berubah menjadi benang – benang kromatin kembali, nucleolus

dan dinding inti terbentuk kembali, serat – serat gelendong menghilang

dan terbentuk sentrosom kembali.

2

Dalam proses pembelahan miosis perbedaan posisi kromosom pada saat

proses metafase sangat mempengaruhi jumlah ploidi yang dihasilkan untuk sel

anak. Pada metafase kromosom berada di garis tengah dalama posisi yang acak,

dan tidak adanya konsistensi sisi maternal atau paternal dari pembelahan sel.

Oleh karena itu setiap kromosom independen dari yang lain. Sehingga saat sel

terbelah menjadi gamet set kromosom di tiap sel anak mengandung campuran

dari sifat tetuanya, namun setiap sel anak tidak memiliki komposisi campuran

sifat yang sama.

Sutton 1902 menunjukkan bahwa setiap koromosom bebas/ independen

selama proses meiosis memiliki kemungkinan kombinasi kromosom sebanyak 2n

dengan n jumlah kromosom per gamet. Dalam proses meiosis juga terdapat

kemungkinan terjadinya crossing-over antara kromatid selama fase profase 1

yang dapat mencampurkan bagian kromosom dari pasangan kromosom

homolog. Fenomen tersebut dinamai rekombinasi. Karena rekombinasi bisa

terjadi setiap pembentukan gamet, maka kemungkinan jenis gamet yang

terbentuk bisa lebih dari kalkulasi perkiraan 2n (Miko, 2008). Peristiwa

rekombinasi akan di jabarkan di bab selanjutnya.

a. Rekombinasi gen

Profase merupakan fase Meiosis terlama dan sangat penting karena pada

fase ini terjadi peristiwa rekombinasi gen. Profase dimulai dengan berjajarnya

pasangan homolog. Pada beberapa spesies proses berpasangannya kromosom

homolog dimulai sejak interfase, ketika kromosom homolog menempati daerah

yang sama dalam interfase inti.

Spesies lain termasuk manusia kromosom homolog tidak akan mulai

berpasangan sebelum double strand breaks (DSBs) muncul pada DNA. DSBs

akan membuat rantai pada ujung 3’ terbuka yang kemudian akan menangkap

(invade) sequence homolog pada kromatid lain. Selama penangkapan ini

memanjang, struktur synaptomenal complex (SC) terbentuk disekitar pasangan

kromosom homolog dan mengikat kuat penempelan tersebut, peristiwa ini

disebut synapsis. Stabilitas SC terus meningkat sejalan dengan pemanjangan

rantai penangkapan pertama memanjang ke homolognya dan ditangkap oleh

bagian kromatin yang terbuka sehingga membentuk double holiday junctions.

Tidak semua double holiday junctions akan berubah fungsi menjadi lokasi

terjadinya crossing over. Rekombinasi akan terjadi hanya pada beberapa titik

3

kromosom, dan hasil dari crossing over akan jelas terlihat sebagai kiasmata pada

fase diploten setelah SC menghilang (O’Connor, 2008).

Gambar 7. Double junction - Crossing Over

Visualisasi jembatan kromosomonal pada Allium fistulosum and Allium cepa saat meiosis.

2.5 Pemisahan kromosom

Selama mitosis dan meiosis sister kromatid diikat oleh suatu komplek

protein. Pengikatan yang disebut kohesi ini sangat penting, selain untuk

penjajaran kromosom juga untuk menghasilkan tekanan antara sentromer, yang

bertolakan dengan gaya yang dikeluarkan benang gelendong, yang menjamin

pelekatan bipolar dari kromosom. Kohesi kromosom juga akan memberikan hasil

segregrasi yang akurat pada pemebelahan mitosis dan meiosis (Ishiguro and

Watanabe, 2007).

Kohesi kromosom dan waktu pelapasannya memiliki fungsi yang sama

pentingnya dengan pengaturan kinetokor untuk pengurangan jumlah kromosom

yang tepat. Jika tidak terdapat kohesi, kromosom akan memisah secara acak,

maka kohesi harus ada sebelum anafase. Kohesi harus diklepaskan saat anafase

untuk memungkinkan kromosom berpisah ke kutub yang berlawanan.

Sementara kesalahan sentromer beserta kinetokornya dapat mengakibatkan

ketidaknormalan pemisahan dan ketidakstabilan kromosom (O’Connor, 2008).

Gambar 8. Kohesi Kromosom Saat Pembelahan Sel

2

Copy from: http://www.jcb.rupreess.org

Dalam mitosis, kromosom kohesi terdapat sepanjang lengan kromosom

dan di antara sentromer sister kromatid. Kohesi bertahan sampai dengan akhir

metafase (Ishiguro dan Watanabe, 2007; Paulius dan Niklas 2000). Dalam

pembelahan meiosis pertama homolog kromosom dihubungkan bersama

membentuk bivalents. Hubungan ini merupakan hasil kohesi sepanjang lengan

kromosom dan rekombinasi antara kedua kromosom homolog. Pada anafase I,

kohesi antara lengan kromatid dilepaskan, tetapi kohesi di sentromer dari sister

kromatid dipertahankan. Pelepasan kohesi lengan namun kohesi sentromer tetap

dipertahanan ditujukan agar kromosom homolog berpisah satu sama lain

sementara kromatida dalam setiap kromosom homolog tetap terikat bersama di

sentromer. Pada anafase II, kohesi sentromer dilepaskan dan sister kromatid

berpisah satu sama lain (Paliulis dan Nicklas, 2000).

Hasil penelitian Paliulis dan Nicklas tahun 2000 menyatakan bahwa

informasi mekanisme pelekatan yang tepat dengan benang gelendong

terkandung dalam kromosom itu sendiri, dan tidak dalam sitoplasma atau

gelendong. Informasi tersebut juga tidak terjadi saat pelekatan pertama benang

1

gelendong tetapi telah ditentukan oleh kromosom sebelum pemecahan lapisan

inti. Pola pelepasan kohesi kromosom juga dibangun oleh kromosom itu sendiri,

yang dibentuk saat profase kromosom. Hal ini yang memungkinkan pada meiosis

I kromosom homolog dapat berpisah, tanpa terjadi pemisahan sentromer antar

sister kromatid seperti halnya pada meiosis II.

2.6 Teori evolusi mitosis - meiosis

Terdapat teori bahwa meiosis sebenarnya berevolusi dari mitosis yang

hingga kini masih menjadi perdebatan. Evolusi tersebut melibatkan empat

peristiwa baru yaitu: (1) akuisisi pasangan homolog dan pemisahannya; (2)

terjadinya rekombinasi genetik antar homolog; (3) penekanan pelekatan sister

kromatid pada pembelahan pertama; (4) absennya fase S pada awal

pembelahan kedua. Adam S. Wilkins and Robin Holliday tahun 2009

menyatakan bahwa asal usul meiosis dari mitosis pada awalnya hanya melibatkan satu

langkah baru, yaitu homolog sinapsis. Mereka menyatakan bahwa dua peristiwa berbeda

lainnya masih dapat difigurasikan dari proses mitosis, sementara peristiwa rekombinasi

merupakan hasil pengembangan dan konsekuensi dari perubahan pertama tersebut.

Tabel 1. Perbedaan Fase Mitosis dan Meiosis

2

Copy from: Adam S. Wilkins and Robin Holliday. 2009.

2.7 Perbedaan mitosis dan meiosis

Pembelahan mitosis terjadi pada sel-sel somatis. Yang artinya pembelahan

ini terjadi pada semua tipe sel yang bukan produksi gamet. Setiap pembelahan

mitosis menghasilkan satu copy kromosom sehingga 1 set lengkap kromosom

ditemukan dalam inti setiap sel baru. Diluar kejadian mutasi, setiap sel anak

hasil pembelahan akan memiliki komposisi genetik yang sama dengan sel asal

nya (Miko, 2008). Sementara meiosis yang hanya terjadi pada fase reproduksi

seksual atau pada jaringan nuftah terjadi perpasangan kromosom homolog serta

terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak.

Dari semua uraian tentang mitosis dan meiosis pada bab-bab diatas maka

dapat kita simpulkan perbedaan antara proses pembelahan mitosis dan meiosis

dalam tabel berikut ini.

Tabel 2. Rangkuman Perbedaan Mitosis dan Meiosis

MITOSIS MEIOSIS

1

pengertian: satu tipe proses pembelahan sel dimana jumlah kromosom berkurang setenghanya dikarenakan pemisahan kromosom homolog pada sel diploid.

proses pembelahan sel nonsexual dimana sel membagi mejadi dua copy sel anak yang memiliki jumlah kromosom yang sama dengan sel asal

hasil pembelahan:hanya sel kelamin: gamet betina /sel telur atau gamet jantan/ sel sperma

sel somatis atau selain sel kelamin

hasil & jumlah sel anak:

4 sel anak haploid 2 sel anak diploid

tahapan: tahapan meiosis adalah: interfase, profase i, metafase i, anafase i, telofase i, profase ii, metafase ii, anafase ii dan telofase ii.

tahapan mitosis adalah: interfase, profase, metafase, anafase, dan telofase

ditemukan oleh: Oscar Hertwig Walther Flemming

tipe reproduksi: Sexual asexual

komposisi genetik: Berbeda identik

sitokinesis: terjadi di telofase i & telohpase ii

terjadi di telofase

jumlah pembagian: 2 1

pasangan homolog: Ya tidak

fungsi:reproduksi seksual

reproduksi selular & pertumbuhan dan perbaikan tubuh

jumlah kromosom: berkurang setengah tetap sama

kariokinesis: terjadi pada interfase i terjadi pada in interfase

crossing over: pelekatan kromososm tidak terjadi

terjadinya rekombinasi:

Ya tidak

pemisahan sentromer:

sentromer berpisah tidak terjadi di anafase i, tapi pada anafase ii

sentromer berpisah pada anafase

2

DAFTAR PUSTAKA

Anynomous. Chromosome structure and DNA replication.http://openlearn.open.ac.uk/mod/oucontent/view.php?id=398520&section=1.1.3 [23 Oktober 2010]

Anynomous. 2009. Gambar mitosis dan meiosis. http://oblktirupifabiounsoed.wordpress.com/2009/03/29/gambaran-umum-materi-olimpiade-biologi/mitosis/. [22 Oktober 2010]

Anynomous. 2009. Gambar replikasi DNA. http://sciencebiotech.net/mesin-super-canggih-itu-ada-dalam-tubuh-kita/. [22 Oktober 2010]

Anynomous. 2008. Gambar sel tumbuhan dan hewan. http://dolite.blogspot.com/2009/05/gambar-sel-tumbuhan-dan-hewan.html [23 Oktober 2010]

Anynomous. 2008. Gambar siklus sel. http://www.invir.com/. [20 Oktober 2010]

Anynomous. Meiosis vs Mitosis - Difference and Comparison. http://www.diffen.com/difference/Meiosis_vs_Mitosis. [20 Oktober 2010]

Anynomous. 2008. Mitosis. Nature Education 1(1)http://www.nature.com/scitable/topicpage/mitosis. [13 Oktober 2010]

Anynomous. 2010. Oscar Hertwig. http://en.wikipedia.org/wiki/Oscar_Hertwig. [24 Oktober 2010].

Anynomous. 2010. Walther Flemming. http://en.wikipedia.org/wiki/Walther_Flemming.[24 Oktober 2010].

Adam S. Wilkins and Robin Holliday. 2009. The Evolution of Meiosis From Mitosis. The Genetics Society of America. pp.10

3

Kei-ichiro Ishiguro and Yoshinori Watanabe. Cromosom cohesion in mitosis and meiosis. 2007. Journal of Cell Science 120. p.367-369.

Leocadia V. Paliulis and R. Bruce Nicklas. The Reduction of Cromosom Number in Meiosis is Determined by Properties Built into the Chromosomes. 2000. The Journal of Cell Biology, Vol. 150 (6).http://www.jcb.rupress.org. [13 Oktober 2010]

Pray, L. 2008. Major Molecular Events of DNA Replication. Nature Education 1(1)http://www.nature.com/scitable/topicpage/major-molecular-events-dna-replication[13 Oktober 2010]

Miko, I. 2008. Mitosis, meiosis, and inheritance. Nature Education 1(1)http://www.nature.com/scitable/topicpage/mitosis-meiosis-and-inheritance[13 Oktober 2010]

Miko, I. 2008. Non-nuclear Genes and Their Inheritance. Nature Education 1(1)http://www.nature.com/scitable/topicpage/ Non-nuclear-genes-and-their-inheritance [10 Oktober 2010]

O’Connor, C. (2008) Cell Division: Stages of Mitosis. Nature Education 1 (1). http://www.nature.com/scitable/topicpage/mitosis-and-nbsp-cell-division-205[13 Oktober 2010]

O’Connor, C. (2008) Chromosom Segregration in Mitosis: The Role of Centromeres. Nature Education 1 (1). http://www.nature.com/scitable/topicpage/chromosom-segregration-mitosis-the-role-centromeres. [13 Oktober 2010]

O’Connor, C. (2008) Meiosis, Genetic Recombination, and Sexual Reproduction. Nature Education 1(1). http://www.nature.com/scitable/topicpage/meiosis-genetic-recombination-and-sexual-reproduction. [13 Oktober 2010]

Titania Tjandrawati Nugroho. (1999). Telaah Beberapa Fungsi Titik-Uji Siklus Pembelahan Sel Fase G1 Dan S Dari Inhibitor Kinase-Bergantung-Siklin Sic1. Jurnal Natur Indonesia I1 (1). pp.1-7.

1

LAMPIRAN

3