PBL Dasar Biologi Sel I (1) (1)

Perkembangan dan Pertumbuhan pada Manusia

Johanes Kevin Kegan Theodore

102011090

Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Jl. Terusan Arjuna No. 6, Jakarta Barat 11510

E-mail: [email protected]

Abstrak

Tubuh manusia mengalami pertumbuhan dan perkembangan yang tidak terlepas dari proses

pembelahan sel. Sel sendiri adalah unit kehidupan struktural dan fungsional terkecil dari tubuh.

Menurut sifat dan letak terjadinya pembelahan, pembelahan sel dibagi menjadi dua, yaitu mitosis dan

meiosis. Mitosis adalah proses pembelahan sel somatik (sel tubuh), sementara meiosis adalah proses

pembelahan sel gamet (sel kelamin). Pada mitosis terdapat siklus sel yang terdiri dari empat fase.Tiga

fase pertama merupakan interfase (G1, S, G2 – G0) dan fase yang keempat adalah fase mitosis

(profase, metafase, anafase, dan telofase). Sementara itu, fase-fase meiosis adalah sebagai berikut:

interfase, meiosis I (profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I), interkinase, dan yang terakhir

adalah meiosis II (profase II, matafase II, anafase II, dan telofase II).

Kata kunci: mitosis, meiosis

Abstract

The human body growth and development are inseparable from the process of cell division. Cell itself

is a structural and functional unit o life from the smallest body. According to its nature and location

of the divisin, cell division is divided into two, there are mitosis and meiosis. Mitosis is the divisin f

somatic cells (body cells), while meiosis is the process of cell division of gametes (sex cells). In

mitosis there is  cell cycle that consist of four phases. The first three phase are interphase (G1, S, G2 

G0) and the gourth phase is the phase of mitosis (prophase, metaphase, anaphase, and telophase).

Meanwhile, the phases of meiosis are: meiosis I (prophase I, metaphase I, anaphase I, and telophase

I), intrkinase, and the last is meiosis II (prophase II, metaphase II, anaphase II, and telophase II).

Keywords: mitosis, meiosis

Pendahuluan

Tubuh manusia pada dasarnya tersusun atas sel. Sel yang berkumpul membentuk

sebuah jaringan, jaringan membentuk sebuah organ dan kumpulan organ inilah yang disebut

manusia. Maka setiap Sel yang berekeja sama ini lah yang membentuk manusia tersebut.

Seiring dengan perkembangan teknologi biologi molekuler maka bagian dalam sel dapat

diamati lebih lanjut. Di dalam sel ini sebenarnya terkandung banyak sekali organel

didalamnya yang cara kerjanya diatur oleh nukleus.

Nukleus ini adalah pusat utama dari sebuah sel yang menjadi dasar pembuatan

manusia. Proses pembuatan manusia ini tidaklah mudah, ada banyak langkah yang harus

dilewati sebuah sel agar dapat berkembang dan bertambah banyak. Dalam proses yang

panjang ini memiliki kemungkinan kesalahan dalam “perakitan” manusia tersebut.

Sel

Penjelasan Sel

Sel merupakan satuan terkecil penyusun makhluk hidup yang jumlahnya rata-rata

sekitar 1014 sel. Sel ini memiliki bentuk, ukuran dan fungsi yang berdea-beda dalam tubuh.Sel

ini juga dapat diibaratkan sebagai pabrik kimia tubuh yang tidak pernah berhenti karena

selalu melakukan aktifitas seperti sintesis dan aktifitas kimiawi lainnya di dalam sitoplasma.1

Di dalam sitoplasma ini terdapat komponen sel yang disebut sebagai organel sel.

Organel ini dilindungi oleh membran sel sehingga sel tidak mudah hancur.Diantara

organel-organel lainnya, yang terlihat paling menonjol adalah nukleus.Nukleus ini

merupakan inti dari sel yang tugasnya mengatur semua aktifitas sel mulai dari metabolisme,

hingga pembelahan sel itu sendiri.Nukleus ini juga memiliki selubung nukleus yang

menyelebungi nukleus untuk melindungi isi dari nukleus tersebut.

Gambar 1. Ilustrasi Sel.2

Seperti yang dapat dilihat pada ilustrasi 1, nukleus adalah bagian yang paling

mencolok karena memiliki ukuran diameter rata-rata sebesar 5 µm.2 Nukleus inilah bagian

dari tepenting dari sel karena di dalamnya terkandung kromosom yang tersusun atas DNA.

Pembelahan Sel

Reproduksi sel dapat terjadi karena adanya Pembelahan sel. Pembelahan sel ini diawali dengan

adanya pembelahan kromosom dalam beberapa tahapan pembelahan.Setiap tahapan pembelahan

mempunyai ciri-ciri tertentu yang dapat diamati proses-prosesnya melalui teknik atau perlakuan

tertentu yang diberika pada kromosom dalam sel tersebut.

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

Meiosis. Pembelahan Mitosis adalah peristawa pembelahan sel yang terjadi pada sel-sel somatis,yang

menghasilkan dua sel anak yang memiliki genotip sama dan identic dengan sel induknya. Sedangkan

Pembelahan meiosis terjadi pada sel-sel gamet dengan hasil akhir empat buah sel anak yang haploid

dengan komposisi genotip yang mungkin berbeda dengan sel induknya.Sebelum terjadinya

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 tahapan-

tahapan tertentu pada pembelahan inti.Biasanya banyak terdapat dalam tahap Metafase.

Mitosis

Mitosis adalah cara reproduksi sel dimana sel membelah melalui tahapan-tahapan yang teratur,

yaitu Profase Metafase Anafase Telofase. Antara tahap telofase ketahap profase berikutnya terdapat

masa istirahat sel yang dinamakan 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 interfase sebagai berikut: Selaput nucleus membatasi nucleous. Nucleus mengandung

satu atau lebih nukleous.Dua sentrosom telah terbentuk melalui replikasi sentrosom

tunggal.Pada sel hewan, setiap sentrosom memiliki dua sentosom kromosom yang

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

b. Metafase

Ciri-ciri metaphase sebagai berikut: Merupakan tahapan mitosis yang paling lama, sering kali

berlangsung selama 20 menit. Sentrosom kini berada pada kutub-kutub sel yang

bersebrangan.Kromosom berjejer pada lempeng metaphase, bidang khayal yang berada di

pertengahan jarak antara kedua kutub gelendong.Sentromer-sentromer kromosom berada

dilempeng metaphase.Untuk setiap kromosom, kinotokor kromatid saudara melekat ke

mikrotubulus kinetokor yang berasal dari kutub yang bersebrangan.

c. Profase

Ciri-ciri fase profase sebagai berikut: serat-serat kromatin menjadi terkumpar lebih

rapat,terkondensasi menjadi kromosom diskret yang dapat diamati dengan mikroskop cahaya.

Nukleolus lenyap lalu glendong mitotic mulai terbentuk.Gelendong ini terdiri atas sentrosom

dan mikrotubulus yang menjulur dari sentrosom.Sentrosom-sentrosom bergerak saling

menjauhi, tampaknya didorong oleh mikrotubulus yang memanjang diantaranya.

d. Anafase

Ciri-ciri anaphase sebagai berikut: merupakan tahap mitosis yang paling pendek, sering kali

berlangsung hanya beberapa menit. Anaphase dimulai ketika protein kohesin terbelah.Ini

memungkinkan kedua kromatid saudara dari setiap pasangan memisah secara tiba-tiba.Setiap

kromatidpun menjadi satu kromosom utuh.Kedua kromosom anakan yang terbebas mulai

bergerak menuju ujung-ujung sel yang berlawanan saat mikrotubulus kinektor

memendek.Karena mikrotubulus ini melekat kewilayah sentromer terlebih dahulu.Sel

memanjang saat mikrotubulus nonkinektokor memanjang. Pada akhir anaphase, kedua ujung

sel memiliki koleksi kromosom yang sama dan lengkap.

e. Telofase

Ciri-ciri telofase sebagai berikut: dua nucleolus anakan terbentuk dalam sel. Selaput nucleolus

muncul dari fragmen-fragmen selaput nucleus sel induk dan bagian-bagian lain dari system

endomembrane. Nucleolus muncul kembali.Kromosom menjadi kurang

terkondensasi.Mitosis, pembelahan suatu nucleus menjadi nucleus yang identic secara

genetic.

Meiosis

Meiosis adalah salah satu cara sel untuk mengalami pembelahan. Ciri ciri pembelahan meiosis

adalah Hanya terjadi pada sel kelamin, jumlah sel anaknya 4, jumlah kromosom adalah ½ dari

induknya, terjadi dua kali.Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual.Terjadi perpasangan

antara kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Pada

meiosis terjadi dua kali proses pembelahan. Pembelahan 1 dan pembelahan 2. Pada proses meiosis I

pada tahap propase I, DNA akan dikemas kedalam kromosom. Pada akhir propase I terbentuk

kromosom homolog yang berpasangan membentuk Titrad.Pada propase I dibagi menjadi 5 subfase.

Antara lain Leptoten,Zigoten,pakiten,diptoten,dan diakinesis.

Interfase

Pada interfase, sel berada pada tahap persiapan untuk melakuan pembelahan. Sama seperti pada interfase mitosis, persiapan yng dimaksud adalah proses sintesis protein dan replikasi DNA. DNA akan direplikasi dari satu salinan menjadi dua salinan. Sel yang akan membelah mereplikasi DNA di setiap kromosomnya sehingga terbentuk dua kromatid yang bergabung pada sentromer (kromosom homolog).

Meiosis I

Profase I

Tahap profase I adalah tahap yang cukup panjang karena masih dibagi menjadi lima sub tahapan, yaitu leptoten, zigoten, pakiten, diploten dan diakinesis. Leptoten adalah tahap dimana kromatin menjadi kromosom yang mengalami kondensasi dan terlihat sebagai benang tunggal yang panjang. Pada tahap zigoten, kromosom homolog akan saling berdekatan dan berpasangan atau sering disebut “melakukan sinapsis”.

            Di tahapan pakiten, tiap kromosom akan melakukan replikasi menjadi dua kromatid dengan sentromer yang masih tetap menyatu. Tiap kromosom yang berpasangan mengandung empat kromatid disebut dengan tetrad atau bivalen. Selanjutnya adalah tahap diploten dimana kromosom homolog terlihat saling menjauhi. Saat kromosom homolog saing menjauh, terjadi pelekatan berbentuk X di tempat tertetu pada kromosom yang disebut kiasma (jamak: kiasmata). Kiasma adalah bentuk persilangan dua dari empat kromatid suatu kromosom dengan pasangan kromosom homolognya. Selain itu, kiasma juga merupakan tempat terjadinya peristiwa pindah silang (crossing over). Melalui pindah silang itulah tercipta keanekaragaan makhluk hidup.

            Tahapan terkahir adalah diakinesis. Pada tahapan ini akan terbentuk benang-benang spindel dari pergerakan dua sentriol kearah kutub yang berlawanan. Tahapn diakinesis ini diakhiri dengan menghilangnya nukleolus dan hancurnya selaput inti serta tetrad yang mulai bergerak ke bidang ekuator.

Metafase I

Tertad atau bivalen kromosom berada pada bidang ekuator. Kedua kromatid dalam satu kromosom pada setiap pasangan kromosom homolog menghadap ke kutub sel yang sama, sehingga sisanya menghadap ke kutub yang berlawanan. Benang-benang spindel melekat pada sentromer setiap kromosom. Pada tahap ini, terdapat perbedaan dengan pembelahan mitosis. Untuk metafase I, sentromer tidak mengalami pembelahan.

Anafase I

Pada anafase I, setiap kromosom yang homolog masing-masing mulai ditarik oleh benang spindel menuju ke kutub yang berlawanan arah. Dengan demikian, didapati bahwa satu kelompok kromosom haploid (n) telah tersusun disetiap kutub. Hal tersebut sesuai dengan tujuan dari anafase yaitu untuk membagi isi kromosom diplod menjadi haploid.

Telofase I

Pada dasarnya tahapan ini sama seperti telofase mitosis. Seperti dalam pembelahan itosis, tefase membalik peristiwa yang terjadi daam profase. Kromosom akan melebur, membrane nukleus akan

terbentuk begitu juga dengan nucleolus, benang spindel pun akan terurai. Pada akhirnya sitokinesis akan terjadi dan kedua sel akan terpisah.

Interkinesis

Interkinesis adalah tahap di antara dua pembelahan meiosis. Pada tahap ini tetap terjadi sintesis protein namun tidak terjadi replikasi DNA. Perlu diingat kembali bahwa hasil dari pembelahan meiosis I menghasilkan dua sel anakan yang haploid (n) namun masih berisi sepasang kromatid yang mengartikan bahwa kandungan DNAnya masih rangkat (2c). oleh karena itu, akan dilakukan pembelahan meiosis II yang bertujuan unuk membagi kedua salinan tersebut pada sel anakan yang baru.

Meiosis II

Pada meiosis II, terdapat empat tahap yang sama dengan meiosis I. Tahap yang pertama adalah profase I. Pada tahap ini peristiwa yang terjadi sama dengan peristiwa pada profase mitosis. Sentriol akan memisah dan bergerak ke kutub yang berlawanan, dan mikrotubulus dari setiap sentromer melekat pada benang dari sentriol di kutub berlawanan.

Tahap yang kedua adalah metafase II. pada tahap ini, kromatid berbaris ada bidang ekuator sel. Kromatid yang ada tersusun berpasangan namun tidak lagi dalam bentuk tetrad melainkan disebut dengan dyad. Tahap berikutnya adalah anafase II, pada tahap ini sentromer membelah dan kromatid terpisah menjadi kromosom. Berbeda dengan pembelahan mitsis, kromatid yang terpisah tidak identik secara genetic akibat persilangan atau kombinasi ulang. Pada akhirnya, sel akan memasuki tahapan akhir yang disebut telofase II. Di telofase II, membrane nukleus terbentuk kembali, kromosom melebur, dan terjadi sitokinesis. Sel yang dihasilkan akan bersifat haploid.

Perbedaan Mitosis dan Meiosis

Tabel 1. Perbedaan Mitosis dan Meiosis

Sifat Mitsosis Meiosis

Jumlah pembelahan inti Satu Dua

Jumlah total sel saat selesai pembelahan

Dua Empat

Jumlah kromosom (n) 2n dengan jumlah kromosom sama seperti sel induk (manusia 46)

1n dengan jumlah kromosom setengah dari sel induk (manusia 23)

Jenis sel Sel tubuh (sel somatik) Sel kelamin (sel gamet)

Kejadian pada manusia Seumur hidup Setelah pubertas

Fungsi Pemeliharaan dan perbaikan sel, pertumbuhan, dan menghasilkan sel-sel yang secara genetik identik

Produksi sel telur dan sl seperma, serta memungkinkan terjadi rekombinasi genetik

Kesimpulan

Meiosis hanya terjadi pada sel eukariotik.Pada hewan terjadi pada saat memproduksi sel gamet.Pada

tumbuhan, meiosis hanya terjadi untuk memproduksi spora.Sedangkan sel gametnya di produksi oleh

Mitosis.Meiosis memiliki peranan penting dalam reproduksi. Karena proses meiosis membagi jumlah

meiosis menjadi dua. Sehingga sel anaknya berubah menjadi setengahnya (haploid). Hal ini di

butuhkan karena saat fertilisasi atau pembuaha, yaitu proses peleburan sel gamet jantan dengan betina.

Kromosom-kromosom antar kedua induknya akan melebur menjadi satu nucleus. Jika tidak terjadi

pembagian jumlah saat meiosis.Jumlah kromosom setelah pembuahan menjadi 4n bukan

2n.perbedaan antara meiosis dan mitosis hanyalah terdapat dalam jumlah proses, jumlah hasil anakan,

jumlah kromosom anakan, dan tempat terjadinya proses pembelahan. Sedangkan fase dan langkah

yang dilalui tetap sama.

Daftar Pustaka

1. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC;

2004.

2. James J, Baker C, Swain H. Prinsip-prinsip sains untuk keperawatan. Jakarta: Penerbit

Erlangga; 2011.h 88-90.

3. Kliegman B, Nelson A. Ilmu kesehatan anak Nelson. Edisi 15 (1). Jakarta: Penerbit Buku

Kedokteran EGC; 2000.h 391.

4. Dokter dan Ahli di WebMD. Kamus kedokteran webster’s new world. Edisi 3. Jakarta: PT

Indeks; 2010.

5. Marks DB, Marks AD, Smith CM. Biokimia kedokteran dasar: sebuah pendekatan klinis.

Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2000.h 166-7.

6. Corwin JE. Buku saku patofisiologi.Edisi 3. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC;

2009.h 43-6.

7. Otto SE. Buku saku keperawatan onkologi. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC;

2005.h 8.

8. Aryulina D, Muslim C, Manaf S, Winarni EW. Biologi SMA dan MA untuk kelas XII.

Jakarta: Penerbit Erlangga;2009.h 111-2.