POLA PEWARISAN SIFAT ORGANISME
Kamis, 31 Mei 2012
MEIOSIS
Meiosis merupakan pembelahan sel yang menghasilkan sel anak dengan jumlah kromosom setengah dari induknya. Pembelahan meiosis disebut juga sebagai pembelahan reduksi karena dalam proses pembelahannya terjadi pengurangan atau reduksi jumlah kromosom akibat pembagian. Pengurangan jumlah kromosom tersebut bertujuan memelihara jumlah kromosom yang tetap dalam satu spesies. Pada sel tumbuhan dan hewan, meiosis terjadi di dalam alat-alat reproduksi, yakni pada pembentukan sel kelamin atau sel gamet. Pada tumbuhan berbiji, meiosis terjadi pada putik dan kepala sari, sedangkan pada manusia dan hewan terjadi pada testis dan ovarium. Untuk mendapatkan gambaran tahapan selama meiosis, Anda dapat memerhatikan skema berikut (Gambar 4.8).
Pembelahan meiosis meliputi dua kali pembelahan secara lengkap dan menghasilkan 4 sel anak yang haploid (n). Pada manusia dengan 46 kromosom diploid akan dihasilkan 4 buah sel kelamin haploid dengan 23 kromosom. Pada pembelahan meiosis I, pembelahan disertai dengan profase yang cukup panjang dan terjadi pencampuran kromosom homolog. Pada pembelahan reduksi terjadi faktor hereditas menghasilkan dua sel anak yang haploid. Pada pembelahan meiosis II, sel haploid mengalami pembelahan secara mitosis dan dihasilkan 4 sel anak yang masing-masing haploid. Setiap sel anak ini akan memiliki sifat yang berbeda-beda, mengapa? perhatikan penjelasan berikut.
1. Meiosis I
Pada awal pembelahan meiosis I (Gambar 4.9), nukleus membesar yang menyebabkan penyerapan air dari sitoplasma oleh inti sel meningkat sampai tiga kali lipat. Perubahan tersebut merupakan awal dari profase I.
a. Profase I
Pada tahap ini benang kromatin akan memendek dan menebal sehingga membentuk kromosom. Setiap kromosom yang terdiri atas dua kromatid akan bergabung dengan homolognya. Proses ini dinamakan dengan sinapsis. Pasangan-pasangan kromosom homolog ini tampak memiliki empat kromatid sehingga dinamakan tetrad. Pada saat pembentukan tetrad, pertukaran bagian dari kromatid dapat terjadi. Hal ini dinamakan dengan pindah silang atau crossing over. Inti kemudian akan menghilang dan benang spindel dibentuk. Benang spindel akan membawa tetrad menuju bidang pembelahan. Peristiwa pindah silang pada profase I merupakan penyebab terjadinya perbedaan sifat pada sel-sel hasil meiosis. Hal tersebut menyebabkan tidak ada kromosom yang benar-benar mirip. Tentunya hal ini berpengaruh terhadap sifat sel-sel keturunannya. Perhatikan kembali Gambar 4.9. Peristiwa pindah silang akan Anda pelajari pada bab selanjutnya.
b. Metafase I
Metafase I dimulai dengan berjajarnya tetrad di bidang pembelahan dengan posisi saling berhadapan menuju kutub masing-masing. Namun, posisi kromatid masih tetap tertahan di sentromernya.
c. Anafase I
Pada tahap anafase I, tetrad (2 kromosom homolog) ini kemudian akan terpisah, namun kromatid masih melekat pada benang spindel di sentromer. Setiap anak kromosom akan bergerak menuju kutub yang belawanan. Pada tahap ini terjadi pengurangan atau reduksi jumlah kromosom akibat pemisahan kromosom homolog.
d. Telofase I
Kromosom telah menuju kutub masing-masing pada tahap telofase I. Setiap kutub kini memiliki kromosom haploid dengan dua kromatid. Nukleolus tampak kembali dan dalam satu sel terbentuk 2 inti yang lengkap.
Setelah itu, terjadi sitokinesis, yaitu pembentukan plasma membran untuk mmemisahkan sitoplasma sehingga terbentuk 2 sel anak yang haploid. Setelah telefase I, pada beberapa organisme, kromosom terurai dan
membran inti terbentuk kembali. Selanjutnya, terdapat interfase sebelum meiosis II dimulai. Pada beberapa spesies lainnya, sel-sel yang dihasilkan dari meiosis I segera melakukan persiapan untuk pembelahan meiosis II. Pada kedua cara tersebut tidak terjadi duplikasi kromosom pada proses antara telofase I dan awal meiosis II (Campbell et al, 2006: 139; Hopson & Wessells, 1990: 166)
2. Meiosis II
Pembelahan meiosis II adalah pembelahan mitosis, yakni dari satu sel yang haploid menjadi 2 sel anak yang haploid (Gambar 4.10). Berbeda dengan meiosis I, pembelahan meiosis II diawali dengan sel anak yang haploid.
a. Profase II
Profase II diawali dengan pembelahan dua buah sentriol menjadi 2 pasang sentriol baru. Setiap pasang sentriol akan bergerak menuju kutub yang berlawanan. Benang spindel dan membran inti dibentuk, sementara nukleus lenyap. Pada tahap ini kromosom berubah menjadi kromatid.
b. Metafase II
Pasangan kromatid dari kromosom haploid berada di bidang pembelahan. Kinetokor dari setiap kromatid ini akan menghadap kutub yang berlawanan. Benang spindel menghubungkan sentromer dengan kutub pembelah.
c. Anafase II
Sentromer akan membelah sehingga kromatid bergerak menuju kutub yang berlawanan.
d. Telofase II
Pada tahap ini, masing-masing kutub telah memiliki sebuah kromosom haploid. Benang spindel akan menghilang dan diikuti dengan sitokinesis menghasilkan 4 sel anak yang haploid.
Untuk lebih memahami tentang mitosis dan meiosis, perhatikan tabel perbandingan berikut ini.
Profase II diawali dengan pembelahan dua buah sentriol menjadi 2 pasang sentriol baru. Setiap pasang sentriol akan bergerak menuju kutub yang berlawanan. Benang spindel dan membran inti dibentuk, sementara nukleus lenyap. Pada tahap ini kromosom berubah menjadi kromatid.
b. Metafase II
Pasangan kromatid dari kromosom haploid berada di bidang pembelahan. Kinetokor dari setiap kromatid ini akan menghadap kutub yang berlawanan. Benang spindel menghubungkan sentromer dengan kutub pembelah.
c. Anafase II
Sentromer akan membelah sehingga kromatid bergerak menuju kutub yang berlawanan.
d. Telofase II
Pada tahap ini, masing-masing kutub telah memiliki sebuah kromosom haploid. Benang spindel akan menghilang dan diikuti dengan sitokinesis menghasilkan 4 sel anak yang haploid.
Untuk lebih memahami tentang mitosis dan meiosis, perhatikan tabel perbandingan berikut ini.
Gametogenesis adalah proses pembentukan sel kelamin (gamet).
Pembentukan gamet ini terjadi secara meiosis di dalam alat reproduksi.
Gamet ini dibentuk pada individu yang telah dewasa.
1. Gametogenesis pada Hewan dan Manusia
Pada individu jantan dewasa, peristiwa pembentukan gamet jantan (spermatozoa) disebut spermatogenesis. Pada individu betina dewasa, pembentukan gamet betina (sel telur) disebut oogenesis.
a. Spermatogenesis
Sel induk sperma atau spermatogonium bersifat diploid. Satu sel spermatogonium mengalami diferensiasi menjadi spermatosit primer yang diploid. Spermatosit primer membelah menjadi 2 sel spermatosit sekunder
yang haploid. Setiap sel spermatosit sekunder membelah secara meiosis membentuk 2 sel spermatid haploid. Jadi, 1 spermatosit primer akan menjadi 4 spermatid yang haploid. Setiap spermatid mengalami perubahan inti dan terjadi pembentukan akrosom. Akrosom ini mengandung enzim proteinase dan hialuronidase yang
Pembentukan gamet ini terjadi secara meiosis di dalam alat reproduksi.
Gamet ini dibentuk pada individu yang telah dewasa.
1. Gametogenesis pada Hewan dan Manusia
Pada individu jantan dewasa, peristiwa pembentukan gamet jantan (spermatozoa) disebut spermatogenesis. Pada individu betina dewasa, pembentukan gamet betina (sel telur) disebut oogenesis.
a. Spermatogenesis
Sel induk sperma atau spermatogonium bersifat diploid. Satu sel spermatogonium mengalami diferensiasi menjadi spermatosit primer yang diploid. Spermatosit primer membelah menjadi 2 sel spermatosit sekunder
yang haploid. Setiap sel spermatosit sekunder membelah secara meiosis membentuk 2 sel spermatid haploid. Jadi, 1 spermatosit primer akan menjadi 4 spermatid yang haploid. Setiap spermatid mengalami perubahan inti dan terjadi pembentukan akrosom. Akrosom ini mengandung enzim proteinase dan hialuronidase yang
berperan untuk menembus lapisan pelindung sel telur. Dari salah satu sentriolnya dibentuk flagel. Peristiwa ini dinamakan spermiogenesis. Akhir dari spermatogenesis adalah dihasilkan 4 sel sperma matang (Gambar 4.10a).
b. Oogenesis
Oogenesis adalah proses pembentukan sel telur. Pembentukan sel telur dimulai ketika sel germinal primordial mengadakan pembelahan secara mitosis menjadi 4 sel oogonia (2n) (tunggal oogonium). Pada banyak hewan betina, pembelahan mitosis ini terjadi pada awal perkembangan individu. Pada mamalia terjadi sebelum dilahirkan. Setiap satu sel oogonium akan mengalami pematangan menjadi oosit primer. Selanjutnya, oosit primer melakukan pembelahan meiosis I menjadi 1 oosit sekunder (n) dan 1 sel badan polar (n). Oosit sekunder dan sel badan polar mengalami pembelahan meiosis II. Oosit sekunder menjadi 1 ootid (n) dan 1 badan polar (n), 1 sel badan polar (n) akan membelah menjadi 2 sel badan polar (n). Secara keseluruhan dari 1 sel oogonium (2n), dihasilkan 1 ootid (n) dan 3 badan polar (n). Selanjutnya, ootid akan mengalami pematangan menjadi sel telur (ovum). Agar lebih memahaminya, perhatikan Gambar 4.10b.
b. Oogenesis
Oogenesis adalah proses pembentukan sel telur. Pembentukan sel telur dimulai ketika sel germinal primordial mengadakan pembelahan secara mitosis menjadi 4 sel oogonia (2n) (tunggal oogonium). Pada banyak hewan betina, pembelahan mitosis ini terjadi pada awal perkembangan individu. Pada mamalia terjadi sebelum dilahirkan. Setiap satu sel oogonium akan mengalami pematangan menjadi oosit primer. Selanjutnya, oosit primer melakukan pembelahan meiosis I menjadi 1 oosit sekunder (n) dan 1 sel badan polar (n). Oosit sekunder dan sel badan polar mengalami pembelahan meiosis II. Oosit sekunder menjadi 1 ootid (n) dan 1 badan polar (n), 1 sel badan polar (n) akan membelah menjadi 2 sel badan polar (n). Secara keseluruhan dari 1 sel oogonium (2n), dihasilkan 1 ootid (n) dan 3 badan polar (n). Selanjutnya, ootid akan mengalami pematangan menjadi sel telur (ovum). Agar lebih memahaminya, perhatikan Gambar 4.10b.
Pada manusia (wanita), pematangan oosit primer terjadi hingga memasuki masa pubertas. Selanjutnya akan terjadi pematangan akhir, ovulasi, dan pembelahan meiosis I. Sekitar satu sel telur matang dan dilepaskan
melalui ovulasi dalam satu bulan. Pola ovulasi ini terus berlangsung hingga menopause, berhentinya siklus menstruasi. Jika pada sel telur yang diovulasikan terjadi fertilisasi, pembelahan meiosis II terjadi dan sel telur berkembang menjadi embrio.
2. Pembentukan Gamet pada Tumbuhan
Pembentukan gamet (gametogenesis) pada tumbuhan berlangsung pada khusus yang terletak pada alat reproduksi gamet jantan dibentuk serbuk sari, sedangkan gamet betina pada bakal biji (ovul).
a. Pembentukan Gamet Jantan
Kepala sari (anther)memiliki empat kantung serbuk sari yang disebut sporangium. Di dalam sporangium terdapat sel-sel induk (mikrosporosit) yang diploid. Sel-sel induk tersebut akan mengalami meiosis membentuk empat mikrospora yang haploid. Kemudian, setiap mikrospora membelah secara mitosismenjadi dua sel, yakni sel generatif dan sel tabung. Pembelahan mitosis tersebut tanpa disertai sitokinesis. Sel generatif akan membelah secara mitosis untuk menghasilkan dua sperma dan terbentuklah serbuk sari. Perhatikan Gambar 4.11.
melalui ovulasi dalam satu bulan. Pola ovulasi ini terus berlangsung hingga menopause, berhentinya siklus menstruasi. Jika pada sel telur yang diovulasikan terjadi fertilisasi, pembelahan meiosis II terjadi dan sel telur berkembang menjadi embrio.
2. Pembentukan Gamet pada Tumbuhan
Pembentukan gamet (gametogenesis) pada tumbuhan berlangsung pada khusus yang terletak pada alat reproduksi gamet jantan dibentuk serbuk sari, sedangkan gamet betina pada bakal biji (ovul).
a. Pembentukan Gamet Jantan
Kepala sari (anther)memiliki empat kantung serbuk sari yang disebut sporangium. Di dalam sporangium terdapat sel-sel induk (mikrosporosit) yang diploid. Sel-sel induk tersebut akan mengalami meiosis membentuk empat mikrospora yang haploid. Kemudian, setiap mikrospora membelah secara mitosismenjadi dua sel, yakni sel generatif dan sel tabung. Pembelahan mitosis tersebut tanpa disertai sitokinesis. Sel generatif akan membelah secara mitosis untuk menghasilkan dua sperma dan terbentuklah serbuk sari. Perhatikan Gambar 4.11.
b. Pembentukan Gamet Betina
Gamet betina dibentuk di dalam bakal biji (ovul). Sel-sel terluar dari ovul membentuk lapisan pelindung (integumen) yang membentuk suatu bukaan (mikrofil). Di dalam ovul terdapat sporangium yang mengandung sel-sel induk (megasporosit). Megasporosit tersebut akan membelah secara meiosis membentuk empat megaspora yang haploid. Dari empat megaspora tersebut, tiga di antaranya akan mengalami degenerasi dan mati. Satu megaspora yang tersisa mengalami pembelahan secara mitosis sebanyak tiga kali, tetapi tanpa diikuti pembelahan sitoplasma (sitokinesis). Sel megaspora tersebut menjadi besar karena memiliki delapan inti yang haploid.Dari delapan inti tersebut, tiga buah menuju mikrofil sehingga tersisa dua inti di tengah yang disebut inti kutub. Dua dari tiga inti yang berada dekat mikropil disebut sinergid dan satu inti lainnya disebut sel telur. Adapun inti kutub akan melebur menjadi inti kandung lembaga sekunder Perhatikan Gambar 4.12.
Gamet betina dibentuk di dalam bakal biji (ovul). Sel-sel terluar dari ovul membentuk lapisan pelindung (integumen) yang membentuk suatu bukaan (mikrofil). Di dalam ovul terdapat sporangium yang mengandung sel-sel induk (megasporosit). Megasporosit tersebut akan membelah secara meiosis membentuk empat megaspora yang haploid. Dari empat megaspora tersebut, tiga di antaranya akan mengalami degenerasi dan mati. Satu megaspora yang tersisa mengalami pembelahan secara mitosis sebanyak tiga kali, tetapi tanpa diikuti pembelahan sitoplasma (sitokinesis). Sel megaspora tersebut menjadi besar karena memiliki delapan inti yang haploid.Dari delapan inti tersebut, tiga buah menuju mikrofil sehingga tersisa dua inti di tengah yang disebut inti kutub. Dua dari tiga inti yang berada dekat mikropil disebut sinergid dan satu inti lainnya disebut sel telur. Adapun inti kutub akan melebur menjadi inti kandung lembaga sekunder Perhatikan Gambar 4.12.
Langganan:
Postingan (Atom)