PENDAHULUAN
Sel
diproduksi dengan penggandaan organel-organel di dalamnya kemudian melakukan
pembelahan. Pada hewan atau tumbuhan tingkat tinggi, pembelahan sel dibutuhkan
untuk menggantikan sel-sel yang telah usang (rusak). Pada seorang manusia
dewasa diproduksi berjuta-juta sel tiap detiknya agar kondisinya tetap normal,
dan jika semua pembelahan sel tertahan (misalnya oleh radiasi ion yang tinggi),
dia akan mati hanya dalam beberapa hari saja.
Penggandaan
pada sebagian besar unsur pokok dalam sel tidak membutuhkan untuk dikontrol
secara tepat. Jika terdapat banyak tiruan dari molekul atau organel, jumlahnya
dapat diperkirakan, yaitu dua kali jumlah semula, dalam satu siklus pembelahan,
induk sel memberikan kurang-lebih separuh bagian untuk setiap anak sel.
Pembelahan
sel eukaryot dapat diamati dibawah mikroskop. Pada peristiwa mitosis kromosom
di dalam nukleus mengalami kondensasi sehingga kromosom tersebut dapat diamati,
kemudian kromosom tersebut mengganda menjadi dua set kromosom yang sama.
Kemudian, terjadi peristiwa sitokinesis, yaitu sel itu sendiri membelah menjadi
dua sel anak, yang masing-masing memiliki satu set kromosom. Karena mitosis dan
sitokinesis begitu mudah untuk diamati, sehingga mitosis dan sitokinesis
menjadi fokus awal ketertarikan bagi seorang peneliti.
ISI
Pembelahan
mitosis menghasilkan sel anakan yang jumlah kromosomnya sama dengan jumlah
kromosom sel induknya, pembelahan mitosis terjadi pada sel somatic (sel
penyusun tubuh). Sel-sel tersebut juga memiliki kemampuan yang berbeda-beda
dalam 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 kulit yang rusak atau mati.
Akan
tetapi sel-sel yang ada pada organ hati melakukan pembelahan dalam waktu
tahunan, atau sel-sel saraf pada jaringan saraf yang sama sekali tidak tidak
mampu melakukan pembelahan setelah usia tertentu. Sementara itu beberapa jenis
bakteri mampu melakukan pembelahan hanya dalam hitungan jam, sehingga haya
dalam waktu beberapa jam saja dapat dihasilkan ribuan, bahkan jutaan sel
bakteri. Sama dnegan bakteri, protozoa bersel tunggal mampu melakukan
pembelahan hanya dalam waktu singkat, misalkan amoeba, paramecium, didinium,
dan euglena.
Pada sel-sel organisme multiseluler,
proses pembelahan sel memiliki tahap-tahap tertentu yang disebut siklus sel.
Sel-sel tubuh yang aktif melakukan pembelahan memiliki siklus sel yang lengkap.
Siklus sel tersebut dibedakan menjadi dua fase(tahap ) utama, yaitu interfase
dan mitosis. Interfase terdiri atas 3 fase yaitu fase G, ( growth atau gap),
fase S (synthesis), fase G2(growth atau Gap2).
Pembelahan mitosis dibedakan atas dua
fase, yaitu kariokinesis dan sitokinesis, kariokinesis adalah proses pembagian
materi inti yang terdiri dari beberapa fase, yaitu Profase, Metafase, dan
Telofase. Sedangkan sitokinesis adalah proses pembagian sitoplasma kepada dua
sel anak hasil pembelahan.
1. Kariokinesis
Kariokinesis
selama mitosis menunjukkan cirri yang berbeda – beda pada tiap fasenya.
Beberapa aspek yang dapat dipelajari selama proses pembagian materi inti
berlangsung adalah berubah – ubah pada struktur kromosom,membran inti, mikro
tubulus dan sentriol. Cirri dari tiap fase pada kariokinesis adalah:
a) Profase
1.
Benang
– benang kromatin berubah menjadi kromosom. Kemudian setiap kromosom membelah
menjadi kromatid dengan satu sentromer.
2.
Dinding
inti (nucleus) dan anak inti (nucleolus) menghilang.
3.
Pasangan
sentriol yang terdapat dalam sentrosom berpisah dan bergerak menuju kutub yang
berlawanan.
4.
Serat
– serat gelendong atau benang – benang spindle terbentuk diantara kedua kutub
pembelahan.
b) Metafase
Setiap
kromosom yang terdiri dari sepasang kromatida menuju ketengah sel dan berkumpul
pada bidang pembelahan (bidang ekuator), dan menggantung pada serat gelendong
melalui sentromer atau kinetokor.
c) Anaphase
Sentromer
dari setiap kromosom membelah menjadi dua dengan masing – masing satu
kromatida. Kemudian setiap kromatida berpisah dengan pasangannya dan menuju
kekutub yang berlawanan. Pada akhir nanfase, semua kroatida sampai pada kutub
masing – masing.
d) Telofase
Pada
telofase terjadi peristiwa berikut:
1. Kromatida yang berada
jpada kutub berubah menjasadi benang – benangkromatin kembali.
2. Terbentuk kembali
dinding inti dan nucleolus membentuk dua inti baru.
3. Serat – serat gelendong
menghilang.
4. Terjadi pembelahan
sitoplasma (sitokenesis) menjadi dua bagian, dan terbentuk membrane sel pemisah
ditengah bidang pembelahan. Akhirnya , terbentuk dua sel anak yang mempunyai
jumlah kromosom yang sama dengan kromosom induknya.
Hasil dari pembelahan
mitosis yaitu:
1. Satu Sel
induk yang diploid (2n) menjadi 2 sel anakan yang masing – masing diploid.
2. Jumlah
kromosom sel anak sama dengan jumlah kromosom sel induknya
2. Sitokinesis
Selama
sitokinesis berlangsung, sitoplasma sel hewan dibagi menjadi dua melalui
terbentuknya cincin kontraktil yang terbentuk oleh aktin dan miosin pada bagian
tengah sel. Cincin kontraktil ini menyebabkan terbentuknya alur pembelahan yang
akhirnya akan menghasilkan dua sel anak. Masing – masing sel anak yang
terbentuk ini mengandung inti sel, beserta organel – organel selnya. Pada
tumbuhan, sitokinesis ditandai dengan terbentuknya dinding pemisah ditengah –
tengah sel. Tahap sitokinesis ini biasanya dimasukkan dalam tahap telofase.
Keterangan:
(a) Sitokinesis
pada hewan
(b) Sitokinesis
pada tumbuhan
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 anakan yang
identik, yang memiliki distribusi organel dan komponen sel yang nyaris sama.
Mitosis dan sitokenesis merupakan fase mitosis (fase M) pada siklus sel, di
mana sel awal terbagi menjadi dua sel anakan yang memiliki genetik yang sama
dengan sel awal.
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.
Karena
sitokinesis umumnya terjadi setelah mitosis, istilah "mitosis" sering
digunakan untuk menyatakan "fase mitosis". Perlu diketahui bahwa
banyak sel yang melakukan mitosis dan sitokinesis secara terpisah, membentuk
sel tunggal dengan beberapa inti. Hal ini dilakukan misalnya oleh fungi dan
slime moulds. Pada hewan, sitokinesis dan mitosis juga dapat terjadi terpisah,
misalnya pada tahap tertentu pada perkembangan embrio lalat buah.
Pada
peristiwa mitosis kromosom di dalam nukleus mengalami kondensasi sehingga
kromosom tersebut dapat diamati, kemudian kromosom tersebut mengganda menjadi
dua set kromosom yang sama. Kemudian, terjadi peristiwa sitokinesis, yaitu sel
itu sendiri membelah menjadi dua sel anak, yang masing-masing memiliki satu set
kromosom. Karena mitosis dan sitokinesis begitu mudah untuk diamati, sehingga
mitosis dan sitokinesis menjadi fokus awal ketertarikan bagi seorang peneliti. Selama
fase akhir pembelahan mitosis, muncul lekukan membran sel dan lekukan makin
dalam yang akhirnya membagi sel tetua menjadi dua sel anak. Sitokinesis terjadi
karena dibantu oleh protein aktin dan myosin.
Pada
proses mitosis dan sitokinesis tersebut menunjukkan bahwa sentrosom benar-benar
dapat diwariskan dan digandakan secara tepat untuk membentuk dua kutub dalam
kumparan mitosis. Siklus sentrosom dapat dianggap sebagai komponen ketiga di
dalam siklus sel.
Tahapan-tahapan Siklus Sel dan Hubungannya.
Pembelahan
sel eukaryot dapat diamati dibawah mikroskop. Pada peristiwa mitosis kromosom
di dalam nukleus mengalami kondensasi sehingga kromosom tersebut dapat diamati,
kemudian kromosom tersebut mengganda menjadi dua set kromosom yang sama.
Kemudian, terjadi peristiwa sitokinesis, yaitu sel itu sendiri membelah menjadi
dua sel anak, yang masing-masing memiliki satu set kromosom. Karena mitosis dan
sitokinesis begitu mudah untuk diamati, sehingga mitosis dan sitokinesis
menjadi fokus awal ketertarikan bagi seorang peneliti. Dua hal ini,
bagaimanapun juga,saling mengisi hanya dalam waktu yang singkat, yang dikenal
sebagai fase M (mitosis) dalam siklus perkembangbiakan selama waktu yang
melewati antara satu fase M and fase berikutnya disebut sebagai interfase.
Interfase
terlihat ketika diamati menggunakan mikroskop, pada fase ini seolah-olah tak
banyak terjadi aktivitas di dalam sel, padahal secara pelan-pelan sel tumbuh
mengem bangkan ukuran. Sebagian besar teknik yang lain menyatakan bahwa
interfase merupakan masa persiapan sel menuju pembelahan, pada masa ini
disiapkan tahapan-tahapan menuju pembelahan sel tersebut. Pada bagian ini, kita
akan membahas bagaimana tahapan-tahapan padainterfase dapat diketahui dan
bagaimana langkah-langkah pada siklus sel saling terhubung.
Penggandaan DNA
Inti Terjadi pada Sebagian Waktu Interfase
Pada
sebagian besar sel, DNA inti mengganda pada suatu bagian yang terbatas dari
interfase; periode pembentukan DNA ini dinamakan Fase S dari siklus sel. Antara
berakhirnya fase M dengan dimulainya sintesis DNA memiliki interval atau jeda
yang dinamakan fase G1 (Gap/jarak), sedangkan interval kedua dinamakan fase G2
yaitu jeda antara berakhirnya proses sintesis DNA dengan dengan dimulainya fase
M. Interfase terdiri atas fase G1,, S dan G2, dan secara umum fase ini terjadi
sebanyak 90% atau lebih dari total waktu siklus sel.
Gambar
1. Empat urut-urutan fase yang terjadi pada siklus sel eukariyot. Setelah fase
M yang terdiri dari fase mitosis dan sitokinesis sel anak akan memulai
interfase pada siklus sel yang barikutnya.
Waktu
dari sintesis DNA pada siklus sel pertama kali ditubjukkan pada awal 1950an
dengan menggunakan teknik autoradigrafi untuk menandai sel tertentu yang sedang
mensintesis DNA. Metode standar yang digunakan adalah menggunakan 3H-timidin,
yaitu procusor radioaktif yang digunakan setiap sel dalam sintesis DNA.
3H-timidin ini dapat diinjeksikan kedalam sel hewan untuk mempelajari proses
pembelahan sel di dalam jaringan atau menambahnya ke dalam medium kultur sel.
Untuk masalah yang tadi, jaringan dilepas dari hewannya pada beberapa saat
setelah penyuntikan 3H-timidin, kemudian dilakukan autoradiografi. Sel yang
sedang melakukan sintesis DNA yang ditandai dengan adanya labeling period
(sedang berada di dalam fase S) diketahui dengan adanya bintik-bintik perak
yang terdapat disekitar inti sel. Dari bagian sel yang tertandai, dalah hal ini
periode setelah pembukaan sel hewan oleh 3H-timidin, dan dengan penghitungan
sel tersebut berada dalam fase M, hal ini memungkinkan untuk mengetahui bahwa
sel memiliki 4 fase berbeda yang memiliki durasi yang berbeda pula.
Gambar
2. Autoradiograf dari sel yang diberi 3H-timidin. Munculnya bintik-bintik perak
di sekitar inti sel (area nerwarna hitam) mengindikasikan bahwa sel mengandung
3H-timidin pada DNAnya.
Siklus Sel Lebih
Mudah Diamati Melalui Kultur
Untuk
mengamati mekanisme tersebut akan lebih mudah jika dilakukan pada kuktur sel.
Dengan kultur, memungkinkan kita untuk mengamati 1 sel saja, mulai dari
bagaimana dia tumbuh, berkembang dan membelah, juga kita dapat menghitung
langsung berapa lamanya fase-fase dalam siklus sel. Sintesis DNA pada sel yang
dikultur juga dapat dideteksi sebagaimana pada sel hewan yang lengkap,
sebagaimana diterangkan di atas. Selain itu perkembangan siklus sel dapat
diikuti dengan mengukur keadaan DNA di dalamnya, hal ini dapat difasilitasi
dengan menggunakan “fluorescence-activated cell analizer” yaitu suati teknik
fluoresensi sehingga DNA berpendar di tempat gelap sehingga dengan mudah dapat
diamati.
Gambar
3. Hasil yang didapatkan dari pengamatan pertumbuhan populasi sel dengan
menggunakan bantuan Fluoresense.
Analisis
siklus sel lebih lanjut menggunakan populasi kultur sel dalam jumlah besar yang
mana semuanya berada di fase yang sama dalam siklus sel. Untuk membuat kultur
sel dengan fase yang sama dapat dilakukan dengan berbagai cara. Salah satu
teknik tua yaitu dengan memberikan obat kepada sel yang dapat menghambat perkembangan
pada tahap-tahap tertentu dalam siklus sel dan menghentikan perkembangan sel,
jadi ketika penghalang tersebut dilepaskan sel dapat melanjutkan pertumbuhannya
secara bersama-sama, sehingga didapatkan kultur sel dengan fase yang sama.
Pengaktivan Sintesis DNA dengan Perubahan pada
Sitoplasma:
Pengaktivan
Fase-S
Pada
penggabungan dua kultur sel yang berbeda fase pertumbuhannya, dapat terjadi
penggabungan antara satu sel dengan sel yang lainnya. Hasilnya adalah informasi
yang luar biasa. Ketika sel dengan fase S menyatu (fusi) dengan sel pada
fase G1 tahap awal, inti dari sel G1 dengan cepat memulai untuk melakukan
replikasi DNA. Terang saja nukleus sel G1 sudah siap untuk melakukan replikasi
namun pada sel yang masih dalam tahap G1 (dalam keadaan normal) belum tersedia
sinyal yang dibutuhkan untuk mengaktifkan sintesis DNA. Sedangkan sel fase-S
memiliki sinyal tersebut secara melimpah di sitoplasmanya. Sehingga antara sel
G1 dengan sel fase-S terbentuk semacam batas diantara keduanya.
Berbeda
dengan ketika yang bergabung adalah antara sel fase-S dengan sel G2, pada sel
G2 telah tersedia sinyal untuk sintesis DNA sehingga proses sintesis DNA dapat
terus berjalan selama fusi.
Semua Genom
Mengalami Replikasi Satu kali dan Hanya Satu Kali pada Setiap Siklus
Dalam
satu siklus sel genom mengalami replikasi hanya satu kali saja. Setiap
nukleotida di dalam DNA hanya akan didreplikasi satu kali saja, sehingga
dihasilkan dua set genom yang sama. Proses replikasi ini juga terjadi hanya
satu kali di dalam stu siklus sel. DNA yang telah direplikasi kemudian akan
dibagi merata pada dua sel anak yang dihasilkan.
Penundaan Sinyal
untuk Persiapan Mitosis Sampai Tuntasnya Replikasi DNA
Nukleus
yang sudah melewati fase-S dan memasuki fase G2 secara normal kromosomnya dalam
keadaan terkondensasi dan segera melakukan mitosis beberapa waktu setelahnya.
Ketika sintesis DNA sengaja dihalangi, bagaimanapun juga mitosis akan tertunda
sampai penghalang sintesis DNA tersebut dihilangkan sehingga sintesis DNA dapat
terselasaikan. Begitu juga jetika sel G2 digabungkan dengan sel fase-S, sel G2
akan menunda terjadinya mitosis sampai sel fase-S mencapai fase yang sama dan
telah sama-sama siap melakukan mitosis. Pada penelitian dengan menggunakan
radiasi sehingg terjadi kerusakan pada sel G2, sel G2 tersebut tidak segera
melakukan mitosis tetapi masih menyelesaikan kerusakannya, kemudian setelah
beres, baru melakukan mitosis.
Fase-M Promoting
Factor sebagai Pemicu Peristiwa Mitosis
Dalam
proses hilangnya sinyal penundaan mitosis, tidak terjadi semata-mata karena sel
itu sendiri melainkan karena adanya faktor lain dari sitoplasma. Sel pada fase
G2 memiliki periode tertentu untuk persiapan mitosis, yang mana disana terjadi
penghilangan faktor penunda mitosis.
Ketika
sel fase-M berfusi dengan sel pada interfase, misalnya G1, S, atau G2 nukleus
yang berada dalam fase interfase segera menuju fase-M, mengalami kondensasi
kromosam lalu bersiap untuk membelah, namun pada beberapa kasus, yaitu pada sel
fase G2 atau fase-S, hal ini merupakan bencana dalam siklus pembelahannya.
Tidak demikian pada sel fase-M, pada sel ini sitoplasmanya mengandung MPF
(M-phase Promoting Faktor) yang kuat sehingga membuat nukleus dapat berada pada
berbagai fase.
PENUTUP
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 anakan yang
identik, yang memiliki distribusi organel dan komponen sel yang nyaris sama.
Mitosis dan sitokenesis merupakan fase mitosis (fase M) pada siklus sel, di
mana sel awal terbagi menjadi dua sel anakan yang memiliki genetik yang sama
dengan sel awal.
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.
Pembelahan
mitosis dibedakan atas dua fase, yaitu kariokinesis dan sitokinesis,
kariokinesis adalah proses pembagian materi inti yang terdiri dari beberapa
fase, yaitu Profase, Metafase, dan Telofase. Sedangkan sitokinesis adalah
proses pembagian sitoplasma kepada dua sel anak hasil pembelahan.
DAFTAR PUSTAKA
23
Mei 2010.
Campbell, N. A, J. B. Reece and L. E.
Mitchell, 2002. Biologi jilid 1.
Erlangga,
Jakarta.
pada
tanggal 23 Mei 2010.
tanggal
23 Mei 2010.
No comments:
Post a Comment