D. PEMBELAHAN MEIOSIS

Pembelahan meiosis merupakan pembelahan sel yang menghasilkan empat sel anak dengan jumlah kromosom pada setiap sel anak hanya setengah dari sel induknya. Jika sel induk berkromosom diploid (2n), kromosom sel anak menjadi haploid (n). Oleh sebab itu, pembelahan meiosis disebut juga pembelahan reduksi. Pembelahan meiosis terjadi pada pembentukan sel-sel gamet dan pembentukan spora pada tumbuhan. Tujuan dari pembelahan meiosis untuk menjaga agar jumlah kromosom dari generasi ke generasi tetap konstan. Meiosis terdiri atas dua tahap pembelahan yang terjadi secara berurutan, yaitu meiosis I dan meiosis II. Meiosis I terdiri atas 4 fase, yaitu profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I. Meiosis II juga terdiri atas 4 fase, yaitu profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II. Sebelum meiosis, terlebih dahulu terjadi tahap interfase. Di antara meiosis I dan meiosis II, juga terjadi tahap interkinesis.

1. Interfase

Interfase meiosis terjadi sebelum sel memasuki tahap meiosis I. Pada tahap interfase, terjadi hal-hal berikut. • DNA melakukan replikasi sehingga terbentuk dua salinan DNA. • Sentrosom bereplikasi menjadi dua buah.

2. Meiosis I

Meiosis I merupakan tahap pembelahan reduksi. Hal ini karena pada tahap meiosis terjadi pemisahan kromosom homolog dari sel induk yang bersifat diploid (2n) menjadi dua sel anak yang bersifat haploid (n).

Fase-fase pada meiosis I adalah sebagai berikut.

1. Profase I

Profase I merupakan fase terpanjang pada meiosis I. Fase ini terdiri atas lima subfase sebagai berikut.

• 1.) Leptoten/leptonema Pada subfase ini, benang-benang kromatin menebal menjadi kromosom.

• 2.) Zigoten/zigonema Pada subfase ini, terjadi hal-hal berikut. • Sentromer membelah menjadi dua, kemudian menuju kutub-kutub yang berlawanan. • Kromosom homolog yang berasal dari gamet kedua induk saling mendekat dan berpasangan. Proses ini disebut sinapsis. Pasangan kromosom yang membentuk sinapsis ini disebut bivalen.

• 3.) Pakiten/pakinema Pada subfase ini, setiap kromosom berduplikasi membentuk dua kromatid dengan sentromer yang masih menyatu. Keadaan ini disebut tetrad.

• 4.) Diploten/diplonema Pada subfase ini, terjadi hal-hal berikut. • Kromosom homolog saling menjauh. Akan tetapi, pada beberapa bagian, terjadi perlekatan atau persilangan seperti huruf x membentuk kiasma (jamak = kiasmata). • Pada kiasma, terjadi pindah silang (crossing over) yang mendorong terjadinya kombinasi gen baru (rekombinan). Pindah silang dapat menyebabkan terjadinya variasi individu dalam satu keturunan.

• 5.) Diakinesis Pada subfase ini, terjadi hal-hal berikut. • Nukleolus dan membran inti mulai menghilang. • Terbentuk benang-benang spindel di antara kedua sentrosom yang terpisah.

2. Metafase I

Pada tahap metafase I, terjadi hal-hal berikut.

• Kromosom tetrad menuju bidang ekuatorial sehingga akan tampak 2 barisan kromosom kembar pada bidang ekuatorial.

• Benang-benang spindel melekat pada kinetokor masing-masing kromosom.

• Sentromer pada kromosom tetrad belum membelah.

3. Anafase I

Pada tahap anafase I, terjadi hal-hal berikut.

• Kromosom homolog yang masing-masing masih berupa kromosom tetrad ditarik oleh benang-benang spindel. Akibatnya, kromosom terpisah satu sama lain menuju kutub-kutub yang berlawanan.

• Pemisahan kromosom homolog menyebabkan unit kromosom diploid (2n) terbagi menjadi dua unit kromosom haploid (n).

4. Telofase I

Pada tahap telofase I, terjadi hal-hal berikut.

• Kromosom homolog berada di setiap kutub sehingga masing-masing kutub memiliki satu unit kromosom haploid.

• Terjadi sitokinesis sehingga terbentuk dua sel anak yang haploid. Akan tetapi, setiap kromosom masih terdiri atas sepasang kromatid atau dapat dituliskan sebagai 1n, 2c. Artinya, susunan kromosom haploid dengan DNA rangkap atau 2 copy DNA.

3. Interkinesis

Interkinesis merupakan suatu tahapan di antara meiosis I dan meiosis II. Pada interkinesis, tidak terjadi replikasi DNA. Hal ini disebabkan setiap sel anak hasil meiosis I masih membawa kromosom-kromosom yang mengandung sepasang kromatid. Ini berarti kandungan DNA pada sel anak tersebut masih rangkap.

4. Meiosis II

Meiosis II merupakan tahap pembagian salinan DNA yang masih rangkap. Pembagian ini dilakukan dari sel-sel anak hasil meiosis I pada sel-sel anak hasil meiosis II. Fase-fase pada meiosis II adalah sebagai berikut.

a. Profase II

Pada tahap profase II, terjadi hal-hal berikut.

• Kromosom saudara masih berlekatan pada sentromer.

• Sentrosom membentuk dua sentriol pada kutub-kutub yang berlawanan.

• Benang spindel mulai terbentuk.

• Nukleolus dan membran inti hilang.

b. Metafase II

Pada tahap ini, kromosom berjajar di bidang ekuatorial dalam satu baris.

c. Anafase II

Pada tahap anafase II, terjadi hal-hal berikut.

• Terjadi pemisahan sentromer sehingga kromosom saudara saling terpisah menjadi kromosom individual.

• Setiap kromosom individual yang sudah terpisah akan ditarik ke arah kutubkutub yang berlawanan.

d. Telofase II

Pada tahap telofase II, terjadi hal-hal berikut.

• Kromosom telah berada di kutubnya masing-masing.

• Nukleolus dan membran inti terbentuk kembali.

• Terjadi sitokinesis sehingga terbentuk empat sel anak yang bersifat haploid. Oleh karena sel anak hanya mengandung satu salinan DNA, maka dapat dituliskan sebagai 1n, 1c. Artinya, susunan kromosom haploid dengan satu salinan DNA atau 1 copy DNA.

Pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis memiliki beberapa perbedaan. Tabel berikut ini menunjukkan beberapa perbedaan antara pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis.

E. Gametogenesis pada Manusia dan Hewan

Gametogenesis adalah proses pembentukan sel gamet atau sel kelamin yang berlangsung di dalam organ reproduksi seksual. Gametogenesis dimulai dengan pembelahan mitosis. Tujuan pembelahan mitosis ini adalah untuk memperbanyak jumlah sel induk. Setelah pembelahan mitosis, masing-masing sel induk akan melakukan pembelahan meiosis. Pada manusia dan hewan tingkat tinggi, ada dua macam gametogenesis, yaitu spermatogenesis dan oogenesis.

1. Spermatogenesis

Spermatogenesis adalah proses pembentukan sel-sel spermatozoa atau sel gamet jantan. Proses ini terjadi di dalam organ testis dan saluran epididimis. Tahapan-tahapan dalam spermatogenesis adalah sebagai berikut.

• a. Sel induk sperma atau spermatogonium memperbanyak diri melalui pembelahan mitosis. Setiap sel spermatogonium bersifat diploid (2n) dengan susunan kromosom 22 AA + XY.

• b. Spermatogonium kemudian membesar. Setelah itu, kromosom homolog membentuk sinapsis dan mengalami duplikasi sehingga terbentuk kromosom tetrad. Sel ini disebut spermatosit primer atau spermatosit I yang bersifat diploid.

• c. Spermatosit I mengalami pembelahan meiosis I membentuk dua sel anak yang disebut spermatosit sekunder atau spermatosit II. Spermatosit II bersifat haploid, tetapi kedua sel tersebut memiliki gonosom atau kromosom kelamin yang berbeda. Satu sel spermatosit II mengandung gonosom X dan sel spermatosit II lainnya mengandung gonosom Y. Susunan kromosom pada spermatosit II adalah 22 A + X atau 22 A + Y.

• d. Kedua sel spermatosit II mengalami pembelahan meiosis II sehingga terbentuk empat sel anak haploid yang disebut spermatid. Proses pembelahan spermatogonium hingga membentuk spermatid berlangsung di dalam testis.

• e. Spermatid selanjutnya mengalami deferensiasi menjadi sel-sel spermatozoa yang haploid di dalam saluran epididimis. Dari seluruh sel spermatozoa yang dihasilkan, 50% mengandung gonosom X dan 50% mengandung gonosom Y. Oleh sebab itu, jika terjadi pembuahan atau fertilisasi, peluang mendapatkan keturunan laki-laki dan perempuan masing-masing adalah 50%.

2. Oogenesis

Oogenesis adalah proses pembentukan sel ovum atau sel telur atau sel gamet betina. Proses ini terjadi di dalam organ ovarium dan saluran telur (oviduk). Tahapan-tahapan dalam oogenesis adalah sebagai berikut.

• a. Sel induk ovum atau oogonium memperbanyak diri melalui pembelahan mitosis. Setiap sel oogonium bersifat diploid (2n) dengan susunan kromosom 22 AA + XX.

• b. Oogonium melalui pembelahan mitosis membentuk oosit primer atau oosit I yang bersifat diploid. Oosit primer kemudian membesar. Setelah itu, kromosom homolognya membentuk sinapsis dan mengalami duplikasi sehingga terbentuk kromosom tetrad.

• c. Oosit I mengalami pembelahan meiosis I membentuk dua sel anak yang berukuran tidak sama besar. Sel yang berukuran besar disebut oosit sekunder atau oosit II. Oosit II memiliki hampir seluruh sitoplasma dan kuning telur. Sementara sel yang berukuran kecil disebut badan polar I atau badan kutub I. Badan polar I hanya memiliki kuning telur saja. Oosit I dan badan polar I masing-masing memiliki kromosom haploid dengan susunan 22 A + X.

• d. Oosit II dan badan polar I selanjutnya akan menuju ke saluran telur. Jika terjadi fertilisasi, oosit II dan badan polar I akan mengalami pembelahan meiosis II. Oosit II akan membelah tidak sama besar. Sel yang besar menjadi ootid dan sel yang kecil menjadi badan polar II. Badan polar I akan membelah menjadi dua sel badan polar II. Ootid kemudian akan mengalami pematangan menjadi ovum yang fungsional, sedangkan ketiga badan polar II akan mengalami degenerasi.

F. Mikrosporogenesis dan Mikrogametogenesis

1. Mikrosporogenesis

Mikrosporogenesis adalah proses pembentukan mikrospora atau serbuk sari yang merupakan alat reproduksi generatif pada tumbuhan. Proses ini berlangsung di dalam kepala sari (anther). Pada mikrosporogenesis, sel induk mikrospora atau mikrosporosit yang diploid akan mengalami pembelahan meiosis I dan meiosis II membentuk empat sel mikrospora yang haploid. Keempat sel mikrospora tersebut mula-mula saling melekat membentuk kelompok tetrad. Setelah itu, akan memisahkan diri jika sudah siap dikeluarkan dari kepala sari

2. Mikrogametogenesis

Mikrogametogenesis merupakan proses pembentukan gamet jantan yang ada di dalam serbuk sari. Gamet yang dimaksud adalah inti sel serbuk sari yang nantinya akan membuahi ovum dan inti kandung lembaga sekunder pada bakal biji. Mikrogametogenesis berlangsung di dalam serbuk sari. Setelah itu, dilanjutkan di dalam buluh serbuk sari saat proses penyerbukan terjadi.

Tahapan dalam mikrogametogenesis adalah sebagai berikut.

• a. Mula-mula, serbuk sari hanya memiliki satu inti yang terletak di bagian tepi sel. Setelah itu, inti sel mengalami proses kariokinesis atau pembelahan inti menjadi dua sel, yaitu inti generatif dan inti vegetatif. Inti generatif terletak di tepi sel, sedangkan inti vegetatif lebih di tengah.

• b. Inti generatif kemudian membelah menjadi dua, yaitu inti generatif 1 dan inti generatif 2. Kedua inti ini disebut juga sel sperma.

• c. Inti vegetatif berperan sebagai penunjuk jalan bagi kedua inti generatif untuk masuk ke dalam kantong embrio. Inti generatif 1 akan membuahi ovum, sedangkan inti generatif 2 akan membuahi inti kandung lembaga sekunder.

G. Megasporogenesis dan Megagametogenesis

1. Megasporogenesis

2. Megagametogenesis

TUGAS 4 PEMBELAHAN SEL/MEIOSIS