Archive for the Pembelahan Sel Category

Mitosis

Posted in Pembelahan Sel with tags , , , , , on Mei 15, 2012 by isepmalik

Jaringan yang mudah untuk ditelaah mitosis ialah meristem pada titik tumbuh akar bawang. Mewarnainya dengan zar pewarna yang sesuai akan tampak kromosom-kromosom dalam sel-sel yang membelah diri.

Sel akar bawang yang baru terbentuk terisi 16 kromosom 8 di antaranya pada mulanya disumbangkan oleh “bapak” tumbuhan bawang, yaitu tumbuhan yang menyediakan gamet jantan. Kromosom ini sering dinamai kromosom paternal. Sisa yang 8 lagi semula disediakan oleh “indung” bawang, yaitu bawang yang menghasilkan telur. Inilah kromosom maternal. Untuk setiap kromosom maternal ada kromosom paternal yang amat mirip dengan yang pertama tadi. Kromosom-kromosom yang serupa ini merupakan pasangan homolog, setiap anggota suatu pasangan homolog tertentu acap kali disebut homolog anggota lainnya pasangan tersebut.

Apabila sel tidak sedang dalam proses membelah diri, kromosom-kromosom (yang tersimpan di dalam nukleus) tidak tampak dengan bantuan mikroskop cahaya. Terlalu lembut untuk dapat menyerap zat warna banyak-banyak dan menyingkapkan sifat alamiahnya yang sejati. Manakala kromosom itu dalam keadaan seperti ini, kadang-kadang secara bersama disebut kromatin. Dari segi kimia, kromatin terdiri atas DNA dan protein dalam jumlah yang kira-kira sama, bersamaan dengan sedikit RNA.

Pada banyak sel, termasuk bawang, satu atau lebih dari kromosom itu mempunyai nukleolus. Ini dapat diamati dengan mikroskop biasa. Keadaan yang amat lembut ini pada kromosom selama masa antara pembelahan sel tidak seharusnya menggambarkan mereka itu lembam pada saat itu. Malah sebaliknya, mereka itu aktif benar dalam sintesis RNA dan, sejenak sebelum pembelahan sel berikutnya, juga dalam sintesis DNA. Sebenarnya, kandungan DNA menjadi dua kali di antara pembelahan-pembelahan sel.

Berbagai kejadian yang terdapat selama mitosis dibagi ke dalam empat fase yang berurutan: profase, metafase, anafase, dan telofase. Masa di antara pembelahan-pembelahan disebut interfase. Penting untuk menyadari bahwa fase-fase ini hanyalah merupakan cara yang mudah untuk memerikan mitosis. Proses sebenarnya meliputi (dengan beberapa perkecualian) urutan kejadian yang sinambung yang melebur sesamanya dengan mulusnya. Fotomikgraf merupakan ambilan kilas/ “snapshot” mengenai berbagai fase tersebut. Film akan merupakan apresiasi yang lebih baik terhadap proses ini.

Profase. Permulaan mitosis ditandai dengan beberapa perubahan. Nukleolus mulai menghilang sedangkan kromosomnya mulai timbul. Untaian kromosom yang semula meluas menjadi pilinan (heliks). Dengan demikian, untaian itu lebih pendek dan lebih tebal jadinya sehingga tampak lebih nyata. Pada waktu itu membran nuklir mulai mengembang.

Pentingnya penggandaan kandungan DNA sel tersebut sebelum mitosis kini menjadi nyata. Masing-masing dari 16 kromosom (8 pasang homolog) yang ada dalam sel yang semula terbentuk kini timbul kembali, berganda. Duplikatnya saling melekat di daerah khusus pada masing-masing yang dinamai sentromer (juga disebut kinetokor). Walau bukan istilah teknis, kromosom-kromosom yang diduplikasi ini dapat dikatakan membentuk dublet. Kebiasaan yang praktis ialah menamakan seluruh struktur itu kromosom dan setiap untaiannya disebut kromatid seasal. Sayang sekali terminologi ini mengaburkan kenyataan bahwa setiap anggota dublet itu ekuivalen dengan kromosom yang diterima selnya ketika terbentuk oleh mitosis sebelumnya. Dalam hal ini, sel bawang dalam profase mempunyai kromosom sejumlah 32 dan bukan 16 yang terdiri atas 8 pasang dublet homolog.

Metafase. Metafase ditandai dengan munculnya gelendong. Struktur ini terjadi dari sebaris mikrotubula yang meluas di antara ujung-ujung atau “kutub” sel tersebut. sentromer setiap dublet mulai terikat pada sekumpulan mikrotubula dan berpundah ke suatu titik di tengah-tengah antara kutub-kutub. Ujung lepas kromosom dapat secara acak arahnya, tetapi semua sentromer terletak persis dalam suatu bidang di “ekuator”.

Anafase. Anafase dimulai ketika kromosom yang terduplikasi dari setiap dublet saling berpisahan. Kini bergerak memisah, masih pada gelendong, dan bergerak ke kutub berlawanan, sambil menghela ujung-ujungnya yang lepas di belakangnya. Metafor tampaknya jitu karena ujung-ujung yang bebas kromosom tersebut kini membalik ke arah ekuator seolah-olah adanya geseran dengan sitoplasma di sekitarnya menghalangi geraknya menuju kutub.

Telofase. Telofase kira-kira merupakan kebalikan dari profase. Begitu sampai ke kutub maka kromosom mulai membuka gulungannya. Nukleus timbul kembali. Membran nuklir mulai membentuk sekitar kromosom. Akhirnya, struktur yang disebut lempengan sel muncul di ekuator. Dinding sel di setiap sel sisi lempengan sel disekresi dan dengan demikian selesailah pembelahan sel.

Interfase. Para ahli sitologi merasa mudah untuk membedakan tiga periode selama interfase. Begitu mitosis itu lengkap, maka sel mulai periode tumbuh (disebut G1). Hal ini diikuti dengan periode (S) sintesis DNA dan selama itu kromosom terduplikasi. Kemudian periode tumbuh kedua (G2) terjadi sebelum mitosis berikutnya (M). Keempat periode ini dalam kehidupan sel berbelah merupakan “siklus sel”.

Mitosis, seperti yang dikemukakan di atas tadi, ditemukan di antara tumbuhan secara universal. Juga sel hewan berbelah dengan mitosis. Fase-fasenya sama dengan yang kita jumpai pada tumbuhan, dan perilaku kromosomnya sama saja. Akan tetapi, ada dua perbedaan mencolok yang dapat diamati. Satu di antaranya ialah timbulnya aster. Sel-sel hewan mengandung sentriol, dan pada profase sentriol ini berpindah ke sisi berlawanan pada nukleusnya. Di sini dapat membantu mengatur pembentukan gelendong. Sekitar setiap sentriol juga berkembang suatu sistem serat yang memancar, yaitu aster. Fungsinya belum diketahui. Perbedaan kedua ialah tidak adanya lempengan sel yang terbentuk pada mitosis sel hewan. Sebaliknya, pada telofase, muncul suatu alur pada membran sel, yang terbentuk di ekuator. Alur ini makin dalam, dan kedua sel anak jadi terpisah. Proses ini bergantung pada adanya lingkaran mikrofilamen yang meluas di sekitar sel dan muncul untuk memberi kakas kontraktil. Lempengan sel pada tumbuhan mungkin merupakan akibat dinding sel yang kaku yang mencegah terjadinya penyaluran.

Berapa lama mitosis itu? Seluruh urutan fasenya dapat terselesaikan dalam waktu sembilan menit sampai berjam-jam. Lamanya waktu yang tepat sangat beragam dengan tipe sel, spesies, dan suhu.

Apa pentingnya mitosis itu? Kegiatan yang paling penting pada mitosis ialah perilaku rapi kromosom-kromosomnya. Sebenarnya, segi ini demikian pentingnya dalam proses tersebut sehingga masih digunakan istilah mitosis bahkan ketika kegiatan kromosom itu terjadi tanpa sitokinesis, artinya, tanpa pembelahan sel yang sebenarnya. Pembelahan nuklir tanpa sitokinesis berlangsung dalam keadaan tertentu pada berbagai organisme seperti misalnya pada pembentukan zoopora oleh Chlamydomonas.

Kita tahu bahwa nukleus mengandung informasi yang mengendalikan perkembangan dan aktivitas sel. Bukti adanya mitosis menyatakan bahwa kromosom berperan penting dalam hal ini. Dari sini dapat dianggap bahwa mitosis merupakan alat untuk duplikasi teratur (dalam fase S) dan pemisahan (pada anafase) kromosom dan dengan demikian dalam hal informasi kebakaan. Setiap sel anak mendapat seperangkat lengkap kromosom yang identik dengan yang terdapat pada sel induknya. Jadi mitosis memberikan cara untuk memindahkan informasi ini tanpa mengalami perubahan pengurangan dari sel induk kepada sel anak.

Bagaimana mitosis dimanfaatkan oleh makhluk hidup? Semua macam reproduksi aseksual dilakukan oleh mitosis. Selain itu, pertumbuhan, regenerasi, dan penggantian sel pada mikroorganisme multiseluler dilaksanakan semuanya oleh mitosis sel-sel yang bersangkutan.

(Sumber: John W. Kimball. (1992). Biologi Jilid 1).

Iklan

Kesinambungan Genetik Sel

Posted in Pembelahan Sel with tags , , , , , on Mei 9, 2012 by isepmalik

Salah satu paham yang paling berharga dari para biologiwan abad kesembilan belas ialah bahwa sel di bumi ini berasal dari sel yang sudah ada lebih dahulu. Mikro-organisme bersel satu apapun yang kita permasalahkan, benar adanya seperti misalnya khamir (yeast) atau setiap sel jaringan (umpamanya sel darah) suatu organisme multiseluler. Setiap sel dalam tubuh kita berasal dari sel sampai kepada telur yang dibuahi dan dari situlah kehidupan kita dimulai. Hal itu dihasilkan sel sperma dari bapak kita dan sel telur dari ibu kita. Pada gilirannya sel-sel tersebut berasal dari sel-sel lain di dalam tubuh mereka, dan seterusnya.

Masalah pokok mengenai reproduksi sel dapat dilihat lebih jelas pada organisme uniseluler. Satu sel khamir yang ditanamkan pada medium yang sesuai akan segera menghasilkan beribu-ribu keturunan. Dan, kecuali suatu kebetulan yang kadang terjadi setiap sel dari keturunan ini akan bersifat sama dalam hal struktur dan fungsinya sebagaimana yang dimiliki sel pertama.

Kesinambungan sifat-sifat ini dari satu generasi sel kepada yang berikutnya dimanfaatkan secara baik dalam industri minuman alkohol. Rasa bir atau “ale” bergantung kepada beberapa faktor, salah satu yang terpenting di antaranya ialah galur (strain) khamirnya yang khusus digunakan dalam proses fermentasi. Dalam hal yang amat khusus, beberapa ratus kilo sel khamir dimasukkan ke dalam tong yang berisi berbagai ramuan, termasuk karbohidrat sebagai sumber energi. Sesudah empat atau lima hari, banyaknya khamir dalam tong itu akan berlipat tiga atau empat kali. Sebagian dari populasi ini diambil dari campuran tersebut dengan hati-hati dan disimpan untuk dipakai memulai pembuatan bir atau ale berikutnya. Setiap saat diamati dengan seksama agar galur khamirnya tidak tercemar oleh mikroorganisme lain. Karena tindakan pencegahan seperti itu maka satu galur khamir dapat dipakai selama berpuluh tahun untuk menghasilkan ale atau bir yang istimewa. Bahkan laju pertumbuhan yang rendah sekalipun, setelah kira-kira 20 tahun sel-sel itu digunakan masih diperoleh 3000 generasi—namun sifat-sifat sel-sel khamir yang asli tetap tidak berubah.

Sel khamir dalam contoh kita ini menghasilkan keturunan secara reproduksi aseksual. Semuanya berbai warisan genetik yang identik karena masing-masing dihasilkan oleh pembelahan terus-menerus dari sel-sel yang mula-mula dimasukkan ke dalam tong. Setiap sel itu disebut anggota klon yang sama.

Maka masalahnya ialah menerangkan sifat memperbanyak diri pada sel. Sebelumnya kita ketahui cara Boveri memperagakan adanya blueprint, kebakaan dalam nukleus. Bagian apa dalam nukleus itu yang menyimpannya? Bila sel berbelah, bagaimana informasi yang tersimpan dalam kebakaan itu diteruskan kepada sel anak? Seperti yang akan dipelajari selanjutnya, jawaban terhadap pertanyaan pertama ialah kromosom. Untuk yang kedua ialah mitosis.