Hubungan Pembelahan Sel dengan Pertumbuhan dan PerkembanganFakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Alamat Korespondensi : Jalan Arjuna Utara No. 6 Jakarta Barat 11510

I. Pendahuluan

Pembelahan sel adalah suatu proses dimana material seluler dibagi kedalam dua sel anak. Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan secara langsung yaitu amitosis dan pembelahan secara tidak langsung yaitu mitosis dan 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.1 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. 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.

Amitosis adalah pembelahan inti secara langsung diikuti dengan pembelahan sitoplasma.1 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 yang demikian dinamakan amitosis, amitosis adalah pembelahan sel secara langsung tanpa melibatkan kromosom, contohnya pada sel bakteri.2 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. 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.3II. Rumusan Masalah

Hubungan proses pembelahan sel dengan pertumbuhan dan perkembangan.

III. Tujuan

Untuk membuktikan hipotesis yaitu pertumbuhan dan perkembangan di pengaruhi oleh pembelahan sel.

IV. Pembahasan

4.1. Pembelahan Sel

Pembelahan sel adalah suatu proses dimana material seluler dibagi kedalam dua sel anak. Pada organisme tersebut, yang umumnya dimulai dari satu sel tunggal. Pembelahan sel juga merupakan suatu proses dimana jaringan-jaringan yang telah rusak diganti dan diperbaiki. Sel mempunyai kemampuan untuk memperbanyak diri dengan melakukan pembelahan. Pada hewan uniseluler cara ini digunakan sebagai alat reproduksi, sedangkan pada hewan multi seluler cara ini digunakan dalam memperbanyak sel somatis untuk pertumbuhan dan pada sel gamet untuk proses pewarisan keturunan hingga akhirnya membantu membentuk individu baru.Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan secara langsung amitosis dan pembelahan secara tidak langsung mitosis dan meiosis.44.1.1 Pembelahan Sel pada Prokariotik

Pada sel prokariotik, materi genetik tersebar didalam suatu badan serupa inti yang tidak dikelilingi oleh membran. Mikroorganisme yang prokariotik, misalnya bakteri dan alga hijau-biru. 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 genetik, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma yang didahului dengan pembentukkan dinding sel baru. Proses pembelahan yang demikian dinamakan amitosis. Amitosis adalah pembelahan sel secara langsung tanpa melibatkan kromosom, contohnya pada sel bakteri.5 4.1.2 Pembelahan Sel pada EukariotikPada sel-sel eukariotik, hal pembagian material genetik secara persis sama adalah lebih kompleks. Sebuah sel eukariotik mengandung kira-kira 1000 kali lebih banyak DNA dibanding sebuah sel prokariotik. Disamping itu, DNA ini berbentuk linea, membentuk sejumlah kromosom yang jelas berbeda. Sebagai contoh, sel-sel somatik (tubuh) manusia mempunyai 46 kromosom, masing-masing berbeda satu sama lainnya. Pada saat sel-sel ini membelah, setiap sel anak harus menerima satu duplikat dan hanya satu dari setiap 46 kromosom. Disamping itu, sel-sel eukariotik mengandung berbagai macam organela dan ini juga harus dibagi secara merata diantara sel-sel anak. Pada sel eukariotik memiliki inti sel yang sangat kompleks dengan selubung inti yang terdiri dari dua membran. Sel-sel pada tubuh hewan dan tumbuhan termasuk dalam golongan sel eukariotik. Mikroorganisme yang eukariotik, misalnya protozoa, protista, dan semua jamur.54.2. Struktur dan Fungsi Sel

Sel merupakan kesatuan struktural dan fungsional penyusun makhluk hidup yang dapat memperbanyak diri. Aktivitas yang ada dalam sel terjadi dalam organel-organel yang mendukung fungsi-fungsi tertentu. Adapun fungsi dari bagian-bagian penyusun sel adalah dinding sel yang bersifat permeabel, berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk tubuh. Membran plasma membatasi sel dengan lingkungan luar, bersifat semi/selektif permeabel, berfungsi mengatur pemasukan dan pengeluaran zat ke dalam dan ke luar sel dengan cara difusi, osmosis, dan transport aktif. Sitoplasma merupakan cairan sel yang berada di luar inti, terdiri atas air dan zat-zat yang terlarut serta berbagai macam organel sel hidup. Organel-organel yang terdapat dalam sitoplasma adalah Retikulum Endoplasma (RE) berupa saluran-saluran yang dibentuk oleh membran, RE terbagi dua macam, yaitu RE halus dan RE kasar. Pada RE kasar terdapat ribosom, berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Sedangkan pada RE halus tidak terdapat ribosom, berfungsi sebagai tempat sintesis lipid. Ribosom terdiri atas dua unit yang kaya akan RNA, berperan dalam sintesis protein. Ribosom ada yang menempel pada RE kasar dan ada yang terdapat bebas dalam sitoplasma. Mitokondria memiliki membran rangkap, membran luar dan membrandalam. Di antara kedua membran tersebut terdapat ruang antar membran. Membran dalam berlekuk-lekuk disebut krista yang berfungsi untuk memperluas bidang permukaan agar proses penyerapan oksigen dan pembentukan energi lebih efektif. Pada bagian membran dalam terdapat enzim ATP sintase yang berfungsi sebagai tempat sintesis ATP. Fungsi mitokondria ini adalah tempat respirasi aerob. Lisosom berupa butiran kecil/bundar, berisi enzim pencerna yang berfungsi dalam pencernaan intrasel. Aparatus Golgi (Badan Golgi) berupa tumpukan kantung-kantung pipih, berfungsi sebagai tempat sintesis dari sekret (seperti getah pencernaan, banyak ditemukan pada sel kelenjar), membentuk protein dan asam inti (DNA/RNA), serta membentuk dinding dan membran sel. Plastidaberbentuk bulat cakram yang ditemukan pada tumbuhan, terbagi atas tiga macam yaitu Leukoplas, Kromoplas, Kloroplas. Vakuola berbentuk rongga bulat, berisi senyawa kimia tertentu atau sisa produk metabolisme sel, yang mengandung berbagai macam zat sesuai pada jenis selnya. Nukleus (Inti sel) dibatasi oleh membran inti, mengandung benang-benang kromatin dan nukleolus (anak inti sel). Membran inti terdiri atas dua lapis dan mempunyai pori. Benang-benang kromatin akan memendek pada waktu proses pembelahan sel membentuk kromosom. Nukleus berfungsi mengatur segala aktivitas yang terjadi dalam sel.6

4.3. Siklus Sel

Siklus sel adalah fungsi sel yang paling mendasar berupa duplikasi akurat sejumlah besar DNA didalam kromosom, dan kemudian memisahkan hasil duplikasi tersebut hingga terjadi dua sel baru yang identik. Proses ini berlangsung terus-menerus dan berulang. Pertumbuhan dan perkembangan sel tidak lepas dari siklus kehidupan yang dialami sel untuk tetap bertahan hidup. Siklus ini mengatur pertumbuhan sel dengan meregulasi waktu pembelahan dan mengatur perkembangan sel dengan mengatur jumlah ekspresi atau translasi gen pada masing-masing sel yang menentukan diferensiasinya.7Fase pada siklus sel yang pertama yaitu 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 fase M. Pada fasa M memerlukan waktu kurang lebih 1 jam. Tahap ini dimana terjadi pembelahan sel (baik pembelahan biner atau pembentukan tunas). Pada mitosis sel membelah dirinya membentuk dua sel anak yang terpisah. Dalam fasa M terjadi beberapa jenjang fase. Fase ketiga yaitu fase G (gap), tahap pertumbuhan bagi sel. Pada fase ini terbagi lagi menjadi 3 fase. Fase G0 sel yang baru saja mengalami pembelahan berada dalam keadaan diam atau sel tidak melakukan pertumbuhan maupun perkembangan. Kondisi ini sangat bergantung pada sinyal atau rangsangan baik dari luar atau dalam sel. Umum terjadi dan beberapa tidak melanjutkan pertumbuhan (dorman) dan mati. Fase G1 sel eukariot mendapatkan sinyal untuk tumbuh, antara sitokenesis dan sintesis. Fase G2 pertumbuhan sel eukariot antara sintesis dan mitosis. Semua fase tersebut berlangsung dengan urutan S > G2 > M > G0 > G1 > kembali ke S. Dalam konteks mitosis, fase G dan S disebut sebagai interfase.7

4.4. Mitosis 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. Proses ini menghasilkan dua sel anak yang identik, yang memiliki distribusi organel dan komponen sel yang nyaris sama. Mitosis dan sitokenesis merupakan fasa mitosis (fase M) pada siklus sel, di mana sel awal terbagi menjadi dua sel anakan yang memiliki genetik yang sama dengan sel awal.7

Mitosis adalah cara reproduksi sel dimana sel membelah melalui tahap-tahap yang teratur, yaitu Profase Metafase-Anafase-Telofase. Antara tahap telofase ke tahap profase berikutnya terdapat masa istirahat sel yang dinarnakan Interfase (tahap ini tidak termasuk tahap pembelahan sel). Pada tahap interfase inti sel melakukan sintesis bahan-bahan inti. Interfase terdiri dari fase G1 yaitu sel akan aktif tumbuh. Pertumbuhan sel ditandai oleh betambahnya sitoplasma, organela dan sintesis bahan-bahan yang dibutuhkan untuk fase S. Fase S yaitu terjadi replikasi (perbanyakan jumlah DNA dan sintesis), fase ini sangat menentukan mitosis akan terulang atau tidak. Fase G2 pada fase ini benang-benang gelendong disintesis dan jumlah DNA sudah berlipat. Interfase ini adalah periode pertumbuhan , ketika sintesis protein terjadi. Pada akhir interfase, kromosom tereplikasi dalam persiapan untuk mitosis, pada keadaan ini kromosom dalam bentuk kromatin.7

Pada profase kromatin menjadi kromosom dengan jalan berpilin-pilinya sehingga kian pendek dan kian tebal. Kromatin yang semula berupa jala yang halus sekali dan sukar terlihat dibawah mikroskop cahaya. Setelah menjadi kromosom besar-besar dan tampak jelas, kromosom muncul sudah rangkap dua disebut kromatid. Nukleolus mula-mula membesar, kemudian menghilang. Sentrosom membelah jadi dua, pergi kekutub bersebrangan inti. Tiap sentrosom terdiri dari sepasang sentriol yang tegak lurus sesama. Sentriol membentuk serat gelendong antara mereka, dari kutub ke kutub. Serat gelendong ini terutama terdiri dari mikrotubul, diantaranya terdapat mikrofilamen. Selaput menipis dan akhirnya hilang. Pada akhir profase, selubung inti dan anak inti telah menghilang.7

Pada metafase serat gelendong terbentuk sempurna antara kutub. Kromosom menggantungkan pada serat gelendong melalui sentromernya, dan semua bergerak kebidang ekuator. Kromatid ditarik sepanjang jalur mikrotubul, gerakan akan berhenti bila semua pasangan kromatid mencapai ekuator sel.7

Pada anafase sentromer mengganda, sehingga setiap kromatid memilki sentromer sendiri-sendiri. Kromatid yang berasal dari satu kromosom kemudian berpisah dan pindah kekutub bersebrangan. Sementara itu, sel sendiri memanjang menurut poros serat gelendong. Bergeraknya kromatid ke kutub bersebrangan inti diduga oleh peranan mikrotubul dan mikrofilamen yang memendek dan memanjang. Mikrotubul yang menggantung kromosom memendek, sedangkan yang menghubungkan kedua kutub memanjang, mengakibatkan sel jadi ikut pula memanjang.7

Selama awal telofase, kromosom mulai merenggang, menjadi massa kromatin sekali lagi. Fragmen selubung inti yang asli terpasang kembali disekitar masing-masing kromatin yang ada. Sebuah anak inti muncul kembali di dalam setiap inti. Diluar inti sel, serat-serar gelendong mulai terpecah. Pada akhir telofase sebagian besar mikrotubul terpasang kembali membentuk sitoskeleton. Sepanjang seluruh proses mitosis, sentriol anakan telah tumbuh hingga pada akhir telofase, dan sentriol dewasa muncul pada setiap kutub.7

Mitosis terjadi hanya pada sel eukariot. Pada organisme multisel, sel somatik mengalami mitosis, sedangkan sel kelamin (yang akan menjadi sperma pada jantan atau sel telur pada betina) membelah diri melalui proses yang berbeda yang disebut meiosis. Sel prokariot yang tidak memiliki nukleus menjalani pembelahan yang disebut pembelahan biner.74.5. Meiosis 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.7 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. Istirahat antara kedua tahap meiosis disebut interkinesis.7Pada profase I terjadi 5 proses, diantaranya leptoten yaitu proses dimana kromatin berpilin menjadi kromosom. Zigoten adalah proses dimana kromosom homolog menggandeng, yang homolog disebelah induk betina sedangkan yang disebelah lain dari induk jantan. Pada beberapa tempat terjadi persilangan diantara kromosom homolog tersebut. Pakiten adalah proses dimana kromosom homolog menggandeng rapat sepanjang lengannya, dari pangkal ke ujung kromosom homolog yang membentuk tetrad. Diploten adalah proses dimana tiap kromosom membelah longitudinal sehingga menjadi 2 kromatid. Diakinesis adalah proses dimana kromatid mencapai pilinan maksimal sehingga menjadi pilinan yang besar juga. Kromosom homolog merenggang. Nukleolus hilang, selaput inti hancur, sentriol mengganda dan tiap pasang pergi ke kutub bersebrangan inti.7

Pada metafase I selaput inti hilang sama sekali dan antara kedua pasang sentriol terbentuk serat gelendong, yang terdiri dari mikrotubul dan mikrofilamen. Kromosom, sambil tetap menggandeng antara yang homolog bergerak ke bidang ekuator.7Pada anafase I sel memanjang dari kutub ke kutub, kromosom homolog berpisah, masing-masing pindah ke kutub berseberangan, tetapi kromatidnya belum berpisah.7Pada telofase I terbentuk selaput inti, sentriol yang sepasang berada di pinggir luar selaput inti. Terjadi sitokenesis sehingga sel induk menjadi dua sel anak. Gametosit I pada akhir meiosis I menjadi gametosit II.7Pada profase II masanya sangat pendek. Selaput inti hilang, sentriol mengganda dan pergi ke kutub berseberangan inti. Kromatid tiap kromosom belum terpisah, karena sentromer masih satu. Kromatid berarti tidak lagi mengganda untuk kedua kalinya pada meiosis II.7 Pada metafase II serat gelendong terbentuk antara pasangan sentriol. Kromosom yang terdiri dari sepasang kromatid menggantung pada serat gelendong melalui sentromer, pindah ke bidang ekuator.7Pada anafase II sel memanjang dari kutub ke kutub menurut poros serat gelendong. Sentromer pasangan tiap kromatid membelah sehingga kromatid kembarannya lepas, masing-masing berpisah dan bergerak ke kutub berseberangan.7Pada telofase II kromatid terbuka kembali pilinannya, terlepas-lepas, sehingga menjadi jala halus yang disebut kromatin. Selaput inti terbentuk. Nukleolus muncul, melekat pada kromatin. Terjadi sitokenesis, sehingga dari dua gametosit II terbentuk 4 gametid. Masing masing mengandung kromosom setengah dari sel induk, yaitu dari 2n pada gametosit I menjadi 1n pada gametid.7Dengan proses tranformasi gametid nanti akan menjadi gamet, sel benih matang. Meiosis menghasilkan gamet yang mengandung bahan genesis yang setengah dari bahan genetis gametogonium dan bervariasi, karena terjadi pindah silang pada profase I.7

V. Kesimpulan

Dari uraian makalah ini, diperoleh kesimpulan bahwa sel merupakan unit kehidupan makhluk hidup. Setiap sel melakukan aktivitasnya masing-masing layaknya individu. Sel melakukan reproduksi layaknya makhluk hidup. Baik secara amitosis, mitosis, meiosis. Banyak sekali kegunaan reproduksi ini seperti, pada sel epitel manusia untuk menggantikan sel-sel yang rusak atau sudah tua dan lainnya. DAFTAR PUSTAKA

1. Suwasno H. Biologi Sel. Jakarta: Rajawali Pers, 2006.h.4

2. Suryono J, Sadikin V, Mandera LI. Biokimia Kedokteran Dasar. Jakarta: EGC, 2006.h.1263. Elrod SI, Stansfield WD. Genetika. Jakarta: Erlangga, 2007.h.9

4. Wijayanti E. Biologi. Jakarta: Erlangga, 2007.h.106

5. Safitri A. Biologi. Jakarta: Erlangga, 2006.h.110

6. Aryulina D. Biologi I. Jakarta: Erlangga, 2006.h.63-6

7. Aryulina D. Biologi 3. Jakarta: Erlangga, 2006.h.107-12