Siklus dan Pembelahan Sel (Bagian 1)

SIKLUS SEL

Sel adalah unsur terkecil yang menyusun suatu organisme. Dalam perjalanan hidupnya, sel tidaklah statis, namun ia senantiasa melakukankegiatan memperbanyak diri dalam konteks perkembangbiakan pembelahan sel bertujuan agar reproduksi dan embriogenesis dapat berkelanjutan. Sel induk gamet (gametogonium) harus terlebih dahulu berploriferasi, setelah itu gametosit mengalami pembelahan reduksi. Bila pembuahan terjadi, maka embryogenesis terjadi yang pada prinsipnya berlangsung dengan cara perbanyakan satu sel zygote menjadi ribuan sampai milyaran sel.

Siklus sel yang berlangsung kontinu dan barulang (siklik) disebut poliferasi. Keberhasilan sebuah poliferasi membutuhkan transisi unidireksional dan teratur dari satu fase siklus sel menuju fase berikutnya. Jenjang reaksi kimia organic yang terjadi seyogyanya diselesaikan sebelum jenjang berikutnya dimulai. Sebagai contoh, dimulainya fase mitosis sebelum selesainya tahap replikasi DNA akan menyebabkan sel tereliminasi.

Pada sel prokariota yang tidak memiliki inti sel, siklus sel terjadi melalui suatu proses yang disebut pembelahan biner, sedang pada sel eukariota yang memiliki inti sel, siklus sel terbagi menjadi dua fase fungsional, fase S dan M, dan fase persiapan, G₁ dan G₂: 

Fasa S (sintesis)

Merupakan tahap terjadinya replikasi DNA. Pada umumnya, sel tubuhmanusia 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 pada fase M.

Fasa M (mitosis)

Interval waktu fase M kurang lebih 1 jam. Tahap di mana terjadi pembelahan sel (baik pembelahan biner atau pembentukan tunas). Pada mitosis, sel membelah dirinya membentuk dua sel anak yang terpisah. Dalam fase M terjadi beberapa jenjang fase, yaitu:

Profase, fase terjadinya kondensasi kromosom dan pertumbuhanpemintalnya. Pada saat ini kromosom terlihat di dalam sitoplasma.

Prometafase, pada fase ini sampul inti sel terlarut dan kromosom yang mengandung 2 kromatid mulai bermigrasi menuju bidang ekuatorial (piringan metafase).

Metafase. kondensasi kromosom pada bidang ekuatorial mencapai titik puncaknya

Anafase. Tiap sentromer mulai terpisah dan tiap kromatid dari masing-masing kromosom tertarik menuju pemintal kutub.

Telofase. Kromosom pada tiap kutub mulai mengalami dekondensasi, diikuti dengan terbentuknya kembali membran inti sel dan sitoplasma perlahan mulai membelah

Sitokinesis. Pembelahan sitoplasma selesai setelah terjadi oleh interaksi antarapemintal mitotik, sitoskeleton aktomiosin dan fusi sel, dan menghasilkan dua sel anak yang identik.

Fasa G (gap)

Fasa G yang terdiri dari G₁ dan G₂ adalah fase sintesis zat yang diperlukan pada fase berikutnya. Pada sel mamalia, interval fase G₂ sekitar 2 jam, sedangkan interval fase G₁ sangat bervariasi antara 6 jam hingga beberapa hari. Sel yang berada pada fase G₁ terlalu lama, dikatakan berada pada fase G₀ atau “quiescent”. Pada fase ini, sel tetap menjalankan fungsi metabolisnya dengan aktif, tetapi tidak lagi melakukan proliferasi secara aktif. Sebuah sel yang berada pada fase G₀ dapat memasuki siklus sel kembali, atau tetap pada fase tersebut hingga terjadi apoptosis.

Pada umumnya, sel pada orang dewasa berada pada fase G₀. Sel tersebut dapat masuk kembali ke fase G₁ oleh stimulasi antara lain berupa: perubahan kepadatan sel, mitogen atau faktor pertumbuhan, atau asupan nutrisi.

Interfase

Merupakan sebuah jedah panjang antara satu mitosis dengan yang lain. Jedah tersebut termasuk fase G₁, S, G₂.

PEMBELAHAN SEL

Reproduksi  sel  dapat terjadi  karena   peristiwa  pembelahan  sel. Pembelahan  sel  ini  diawali  denganadanya  pembelahan  kromosom  dalam  beberapa  tahap  pembelahan. Pada setiap tahap  pembelahan  mempunyai  ciri-ciri  tertentu  yang  dapat  diamati  proses-prosesnya  melalui  teknik  atau perlakuan  tertentu  yang diberikan  pada kromosom dalam sel tersebut.

Adapun  pembelahan sel dibedakan menjadi  dua macam,  yaitu Pembelahan Mitosis dan Pembelahan Meiosis.

Pembelahan Mitosis  adalah  peristiwa  pembelahan  sel  yang  terjadi  pada  sel-sel  somatis (sangat aktif  pada  jaringan  meristem)  yang  mengha silkan  dua  sel  anak  yang memiliki  genotip  sama  dan  identik  dengan  sel  induknya. Sedangkan  Pembelahan Meiosis, terjadi pada sel-sel germinal  (gamet) dengan hasil akhir empat buah sel anak  yang haploid dengan komposisi genotip  yang mungkin berbeda dengan sel induknya. Sebelum  terjadinya  peristiwa  pembelahan  sel,  terdapat  beberapa  peristiwa penting  seperti  pembelahan  kromosom.  Dalam  inti  sel  terdapat  kromosom  yaitu benda–benda  halus  berbentuk  batang  panjang  atau  pendek  dan  lurus  atau bengkok.  Kromosom  merupakan  pembawa  bahan  keturunan.  Kromosom  dapat terlihat  pada  tahap-tahap  tertentu  pada  pembelahan  inti.  Biasanya  kromosom digambarkan pada  tahap metafase.

MITOSIS

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

Secara garis besar ciri dari setiap tahap pembelahan pada mitosis adalah sebagai berikut:

A.      Interfase

Ciri-ciri fase interfase sebagai berikut :

1.     Selaput nukleus membatasi nukleus

2.      Nukleus mengandung satu atau lebih nukleolus

3.  Dua sentrosom telah terbentuk memlalaui replikasi sentrosom tunggal

4.      Pada sel hewan, setiap sentrosom memiliki dua sentrosom

5.     Kromosom yang diduplikasikan selama fase S, tidak bisa dilihat secara individual karena belum terkondensasi.

B.       Profase

Ciri-ciri fase profase sebagai berikut :

1.  Serat-serat kromatin menjadi terkumpar lebih rapat, terkondensasi menjadi kromosom diskret yang dapat diamati dengan mikroskop cahaya.

2.      Nukleolus lenyap

3.      Û   Gelendong mitotik mulai terbentuk. Gelendong ini terdiri atas sentrsom dan mikrotubulus yang menjulur dari sentrosom.

4.  Sentrosom-sentrosom bergerak saling menjauhi, tampaknya didorong oleh mikrotubulus yang memanjang di antaranya.

C.       Prometafase

Ciri-ciri fase prometafase sebagai berikut :

1.      Selaput nukleus terfragmentasi

2.    Mikrotubulus yang menjulur dari masing-masing sentrosom kini dapat memasuki wilayah nukleus.

3.      Kromosom menjadi semakin terkondensasi

4.      Masing-masing dari kedua kromatid pada setiap kromosom kini memiliki kinetokor, struktur protein terspesialisasi yang terletak pada sentromer.

5.      Beberapa mikrotubulus melekat pada kinetokor menjadi mikrotubulus kinetokor.

6.    Mikrotubulus nonkinetokor berinteraksi dengan sejenisnya yang berasal dari kutub gelendong yang bersebrangan

D.      Metafase

Ciri-ciri fase metafase sebagai berikut :

1.     Merupakan tahap mitosis yang paling lama, seringkali berlangsung sekitar 20 menit.

2.      Sentrosom kini berada pada kutub-kutub sel yang bersebrangan.

3.      Kromosom berjejer pada lempeng metafase, bidang khayal yang berada di pertengahan jarak antara kedua kutub gelendong. Sentromer-sentromer kromosom berada di lempeng metafase.

4. Untuk setiap kromosom, kinetokor kromatid saudara melekat ke mikrotubulus kinetokor yang berasal dari kutub yang bersebrangan.

E.       Anafase

Ciri-ciri fase anafase sebagai berikut :

1.  Merupakan tahap mitosis yang paling pendek, seringkali berlangsung hanya beberapa menit.

2.   Anafase di mulai  ketika protein kohesin terbelah. Ini memungkinkan kedua kromatid saudara dari setiap pasangan memisah secara tiba-tiba. Setiap kromatid pun menjadi satu kromosom utuh.

3.     Kedua kromosom anakan yang terbebas mulai bergerak menuju ujung-ujung sel yang berlawanan saat mikrotubulus kinetokor memendek. Karena mikrotubulus ini melekat ke wilayah sentromer terlebih dahulu.

4.      Sel memanjang saat mikrotubulus nonkinetokor memanjang.

5.   Pada akhir anafase, kedua ujung sel memilki koleksi kromosom yang sama dan lengkap.

F.        Telofase

Ciri-ciri fase telofase sebagai berikut :

1.      Dua nukleus anakan terbentuk dalam sel.

2.      Selaput nukleus muncul dari fragmen-fragmen selaput nukleus sel induk dan bagian-bagaian lain dari sistem endomembran.

3.      Nukleolus muncul kembali.

4.      Kromosom menjadi kurang terkondensasi

5.    Mitosis, pembelahan satu nukleus menjadi nukleus yang identik secara genetik, sekarang sudah selesai.

GAMBARAN UMUM FASE MITOSIS