Pembelahan Sel

Pembelahan sel adalah proses memperbanyak jumlah sel pada suatu makhluk hidup. Pembelahan sel melibatkan proses penggandaan materi genetik (DNA) yang terdapat dalam nukleus.  Setiap sel anakan yang dihasilkan dari pembelahan sel, akan mempunyai materi genetik yang sama jumlahnya. Pada organisme yang tidak memiliki selaput inti sel (prokatiotik) seperti bakteri, pembelahan sel terjadi secara amitosis. Sementara itu organisme yang memiliki selaput inti sel (eukariotik), pembelahan sel terjadi sesuai dengan tahapan siklus sel, baik secara mitosis dan meiosis.

Amitosis

Amitosis merupakan pembelahan sel yang terjadi secara langsung, yaitu tidak memiliki fase atau tahapan pembelahan. Amitosis juga disebut dengan pembelahan biner. Satu sel akan membelah menjadi dua sel sama besar dan memiliki materi genetik yang sama. Proses amitosis diawali dengan menempelnya kromosom pada dinding sel, kemudian ukuran sel akan membesar bersamaan dengan replikasi DNA. Setelah DNA baru terbentuk, sel akan mencapai ukuran maksimum dan akan membelah menjadi dua bagian yang memilki ukuran dan materi genetik yang sama.

Siklus Sel

Siklus sel merupakan peristiwa pembelahan sel yang terjadi secara tidak langsung, yaitu melalui beberapa tahapan atau fase pembelahan. Setelah semua tahapan selesai secara urut maka pembelahan sel akan kembali pada tahapan semula yang terus berulang sehingga membentuk siklus. Terdapat dua fase pada siklus sel, yaitu fase interfase dan fase mitotik (fase pembelahan).

1. Fase Interfase

Pada interfase, sel aktif melakukan metabolisme sehingga terjadi pengumpulan energi yang besar untuk persiapan pembelahan sel. Proses interfase merupakan fase yang paling panjang dibandingkan dengan fase lainnya. Pada fase ini, kromosom belum terlihat karena masih berbentuk kromatin (untaian molekul DNA yang halus). Interfase dibagi menjadi 3 tahap, yaitu:

1. Fase G1, disebut juga dengan fase pertumbuhan primer, yaitu proses pembentukan organel-organel sel dan pertumbuhan berlangsung sangat cepat.
2. Fase S, merupakan fase sintesis yang ditandai dengan adanya replikasi DNA.
3. Fase G2, disebut juga dengan fase pertumbuhan sekunder, yaitu proses terjadinya replikasi sentriol, sel tumbuh membesar, dan terjadi peningkatan energi cadangan.

2. Fase Mitotik

Fase mitotik adalah fase dimana terjadinya replikasi kromosom. Pada fase ini sel mengalami pembelahan sel, baik secara mitosis maupun meiosis.

Pembelahan Mitosis

Pembelahan Mitosis merupakan proses pembelahan sel yang menghasilkan dua sel anakan dan memiliki jumlah kromosom yang sama dengan induknya, yaitu 2n (diploid). Mitosis terjadi pada sel-sel tubuh (sel somatik), misalnya pada pembentukan sel-sel darah merah atau pada jaringan embrional tumbuhan antara lain ujung akar, daun, dan batang. Tujuan pembelahan mitosis adalah untuk pertumbuhan sel, regenerasi sel, dan mempertahankan jumlah kromosom.

Tahap pembelahan sel secara mitosis selalu diawali dengan fase interfase. Setelah sel melewati fase interfase, selanjutnya sel akan masuk kedalam fase mitotik atau fase pembelahan. Fase pembelahan sel secara mitosis dapat dibagi menjadi 4, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase.

1. Profase

Profase merupakan tahap awal dimulainya pembelahan sel. Tahap ini ditandai dengan membran inti sel yang mulai menghilang dan benang-benang kromatin mulai mengalami penebalan dan pemendekan membentuk kromosom. Kromosom terdiri dari dua kromatid yang terikat pada sentromer. Pada tiap sentromer, terdapat dua kinetorokor yang merupakan tempat melekatnya benang-benang spindel.

Pada tahap awal profase masing-masing sentriol mengalami replikasi dan berpindah kearah kutub yang berlawanan serta benang-benang spindel mulai terbentuk. Pada akhir profase, sentriol sudah berada pada masing-masing kutub dan benang spindel sudah jelas terlihat. Benang-benang spindel ini akan melekat pada kinetokor dan menggerakan kromosom menuju ke tengah sel.

2. Metafase

Metafase ditandai dengan kromosom yang sudah berada di tengah sel (bidang ekuator). Membran inti sel juga sudah melebur dan tidak dapat terlihat lagi.

3. Anafase

Pada anafase, kromatid memisah satu sama lain dari sentromer dan membentuk kromosom baru.  Tiap-tiap kromosom ditarik oleh benang-benang spindel menuju kutub yang berlawanan. Jumlah kromosom pada kutub yang satu sama dengan jumlah kromosom pada kutub lainnya.

4. Telofase

Pada telofase, kromosom telah berkumpul di masing-masing kutub. Membran inti kembali terbentuk dan benang-benang spindel akan menghilang menjadi mikrotubula. Bidang ekuator akan mengalami penebalan plasma sehingga membentuk sebuah cekungan dan terjadi sitokinesis. Sitokinesis adalah proses pemisahan sitoplasma yang menghasilkan dua sel anak yang memiliki jumlah kromosom diploid (2n).

Pembelahan Meiosis

Pembelahan Meiosis merupakan pembelahan sel yang akan menghasilkan 4 buah sel anak dan memiliki jumlah kromosom setengah dari jumlah kromosom sel induk nya, yaitu n (haploid). Dalam meiosis terjadi reduksi jumlah kromosom yang bertujuan untuk memelihara agar jumlah kromosom selalu tetap dalam satu spesies. Meiosis terjadi pada sel kelamin (sel gamet). Pembelahan meiosis meliputi dua periode pembelahan, yaitu Meiosis I dan Meiosis II.

Tahapan Pembelahan Meiosis I

1. Profase I

Pada profase I sel mengalami beberapa tahapan pembelahan, antara lain:

• Leptoten : Kromatin pada nukleus mengalami kondensasi untuk membentuk kromosom.
• Zigoten : Kondensasi kromosom terjadi terus menerus dan kromosom mulai berpasangan dengan homolognya. Proses ini disebut dengan sinapsis.
• Pakiten : Kromosom mengalami duplikasi sehingga pasangan kromosom homolog tampak memiliki 4 kromatid yang disebut dengan tetrad.
• Diploten : Terjadi crossing over atau pindah silang. Crossing over merupakan proses kromatid pada kromosom homolog yang saling berikatan dengan bertukar ruas satu dengan lainnya. Dua kromatid yang digabungkan oleh sentromer disebut sister chromatid atau kromatid bersaudara. Hubungan antar sister chromatid disebut kiasma.
• Diakinesis : Tahap akhir profase I, yaitu membran inti melarut.

2. Metafase I

Metafase I ditandai dengan tetrad sudah berada dan tersusun berjajar di tengah sel (bidang ekuator). Benang spindel melekat pada sentromer masing-masing kromosom homolog.

3. Anafase I

Kromosom homolog bergerak ke arah kutub yang berlawanan akibat tarikan dari benang-benang spindel, sehingga terjadi pengurangan jumlah kromosom dari proses pemisahan tersebut.

4. Telofase I

Kromosom telah berada pada masing-masing kutub. Membran inti mulai terbentuk kembali, benang-benang spindel menghilang dan dilanjutkan dengan sitokinesis sehingga terbentuk 2 sel anak yang memiliki jumlah kromosom haploid (n).

Tahapan Pembelahan Meiosis II

Tiap-tiap sel anak yang terbentuk dari tahap meiosis I akan masuk ke tahap meiosis II dan akan mengalami beberapa fase, yaitu:

1. Profase II

Profase II ditandai dengan terjadinya kondensasi kromatin menjadi kromosom. Sentriol mengalami pembelahan menjadi dua pasang sentriol baru yang bergerak menuju kutub yang berlawanan. Membran inti sel mulai menghilang dan mulai terbentuk benang-benang spindel.

2. Metafase II

Metafase II ditandai dengan kromosom terletak berjajar pada bidang ekuator dan setiap sentromer pada kromosom diikat oleh benang spindel.

3. Anafase II

Anafase II ditandai dengan memisahnya kromatid yang membentuk kromosom baru dan bergerak menuju masing-masing kutub karena adanya tarikan dari benang-benang spindel.

4. Telofase II

Masing-masing kutub sudah memiliki sebuah kromosom haploid. Benang-benang spindel menghilang, dan membran inti mulai terbentuk kembali. Setelah telofase II, akan terjadi sitokinesis sehingga menghasilkan 4 sel anak yang haploid.

Kontributor: Dinda Muthi Selina, S.Si.
Alumni Biologi FMIPA UI

Lihat juga materi Biologi lainnya di StudioBelajar.com:

• Ekosistem
• Sistem Ekskresi
• Sistem Pernapasan