Siklus sel dan pembelahan sel adalah serangkaian peristiwa yang mengarah pada pembentukan sel-sel baru. Tidaklah berlebihan untuk mengatakan bahwa kelangsungan hidup bergantung pada siklus sel ini.
Siklus sel
Siklus sel melibatkan tiga jenis siklus yang dijelaskan di bawah ini:
Siklus Kromosom: Dalam siklus ini, DNA (Deoxyribose Nucleic Acid) direplikasi menjadi dua molekul DNA anak dan kemudian dipisahkan. Ini juga disebut Karyokinesis.
Siklus Sitoplasma: Dalam siklus ini, semua organel sel dan komponen sel lainnya (kecuali DNA) menjadi dua kali lipat, dan kemudian seluruh sel dipisahkan menjadi dua. Ini juga dikenal sebagai Sitokinesis.
Siklus Sentrosom: Kedua siklus di atas membutuhkan sentrosom untuk diwariskan dan diduplikasi untuk membentuk dua kutub gelendong mitosis.
Catatan: Aparatus gelendong adalah struktur sel eukariotik. Ini terbentuk selama siklus sel sehingga kromatid saudara (itu adalah kromosom yang baru disalin di mana dua di antaranya masih melekat satu sama lain) dapat dipisahkan untuk membentuk sel anak.
Ketiga jenis siklus sel ini terlihat selama pembelahan sel.
Pembelahan sel
Pembelahan sel adalah proses di mana sel menduplikasi dirinya sendiri untuk membentuk sel anak. Ada 3 jenis pembelahan sel yang terlihat baik pada eukariota dan prokariota yaitu: amitosis, mitosis, dan meiosis.
Amitosis – Pembelahan Sel
Gambar ini (GAMBAR SVG: ZOOM IN UNTUK MELIHAT JELAS) adalah milik Legenda Fakta. Penggunaan komersial yang tidak sah atas kekayaan intelektual ini akan menyebabkan tuntutan hukum.
Amitosis adalah pembelahan inti tanpa bukti kromosom. Ini juga disebut pembelahan sel langsung.
Ini adalah jenis reproduksi aseksual yang terlihat terutama pada organisme uniseluler seperti bakteri, protozoa, dll. Metode perbanyakan ini juga terlihat pada pertumbuhan selaput janin beberapa vertebrata.
Dalam amitosis, nukleus membelah terlebih dahulu dan kemudian sitoplasma menyempit.
Nukleus memanjang kemudian mengambil bentuk halter. Depresi meningkat lebih lanjut akhirnya mengiris nukleus menjadi dua.
Setelah pembelahan nukleus, terjadi penyempitan sitoplasma yang membagi sel menjadi dua sel anak.
Paramecium, sel-sel tulang rawan mamalia dan sel-sel degenerasi tumbuhan tingkat tinggi adalah beberapa contoh amitosis.
Namun, pembelahan sel yang melibatkan amitosis menyebabkan distribusi kromosom yang tidak merata, atau bahkan dapat menyebabkan kelainan pada reproduksi dan metabolisme.
Mitosis – Pembelahan Sel
Gambar ini (GAMBAR SVG: ZOOM IN UNTUK MELIHAT JELAS) adalah milik Legenda Fakta. Penggunaan komersial yang tidak sah atas kekayaan intelektual ini akan menyebabkan tuntutan hukum.
Siklus sel dibagi menjadi empat fase. Mereka adalah – fase G1, fase S, fase G2 dan fase M. Fase G1, S, dan G2 digabungkan disebut interfase.
Fase G1
Ini dimulai tepat setelah fase M sebelumnya. Di sini sel anak dari fase M sebelumnya memulai fase G1.
Fase G1 adalah fase istirahat dan disebut fase gap pertama. Namun, sel-selnya tidak diam. Ini disebut fase celah pertama karena tidak ada sintesis DNA aktif yang terjadi.
G1 sekarang disebut sebagai fase pertumbuhan pertama karena melibatkan sintesis komponen lain dari sel seperti RNA (Ribose Nucleic Acid), membran, dan protein yang mengarah pada pertumbuhan sitoplasma dan inti sel anak untuk menjadi dewasa. ukuran.
Pada fase ini, kromatin sepenuhnya memanjang dan tidak dapat dibedakan sebagai kromosom terpisah jika dilihat di bawah mikroskop cahaya.
Metabolisme sel normal menjadi pusat perhatian dalam fase ini. Ini melibatkan transkripsi tiga jenis RNA – tRNA, mRNA dan rRNA.
Protein yang disintesis dalam fase ini adalah protein pengatur yang mengontrol berbagai peristiwa mitosis dan enzim seperti DNA polimerase yang penting untuk sintesis DNA pada tahap berikutnya juga disintesis dalam fase G1.
Durasi fase G1 berbeda untuk sel yang berbeda. Ini mungkin memakan waktu hampir 30 sampai 50% dari total waktu siklus sel atau mungkin tidak ada sama sekali misalnya dalam blastomer katak dan mamalia yang membelah dengan cepat.
Banyak pos pemeriksaan mengontrol tahap ini. Sebuah pos pemeriksaan yang disebut, Titik pembatasan menentukan apakah sel melanjutkan perjalanan siklus selnya, mati atau masuk ke fase G0.
Kurangnya nutrisi, kurangnya faktor pertumbuhan, dan ketidakmampuan sel untuk mengalami perubahan metabolisme adalah beberapa alasan sel terhenti pada fase G1.
Protein seperti kinase dan siklin sangat penting untuk siklus sel. Cyclins memutuskan apakah sel harus membelah atau tidak.
Sel yang terdiferensiasi secara terminal atau sel akhir yang tidak memiliki kapasitas untuk membelah lebih jauh seperti neuron dan sel otot lurik atau sel otot volunter ditangkap pada fase G1 ini. Jenis fase G1 ini umumnya disebut fase G0.
Perlu dicatat bahwa kadang-kadang, sel-sel ini membelah tetapi frekuensi pembelahannya jauh lebih sedikit daripada sel-sel normal.
Ini juga disebut tahap diam. Itu tidak berarti bahwa sel tidak tumbuh. Sel tumbuh tetapi memiliki tingkat penurunan sintesis RNA dan protein. Sel-selnya bahkan tidak dorman atau tidak aktif.
Tahukah Anda kloning Dolly dikembangkan menggunakan sel G0 dari kelenjar susu domba? Inti sel G0 ini digunakan untuk menyatu dengan sitoplasma telur penerima. Hal ini menyebabkan perkembangan Dolly, hewan kloning pertama di dunia ini.
Fase S
Pada fase ini terjadi sintesis DNA dan protein histon. Histon diperlukan dalam jumlah besar untuk mensintesis nukleosom DNA baru.
Jadi, pada akhir fase S, DNA berhasil digandakan.
Fase S memakan waktu hingga 35 sampai 40% dari waktu siklus sel.
Fase G2
Ini disebut sebagai fase celah kedua atau fase pertumbuhan atau fase istirahat kedua dari interfase.
Selama fase ini, aktivitas fase G1 berlanjut yaitu sintesis membran, RNA, protein dll yang penting untuk pertumbuhan sel.
Salah satu protein utama yang disintesis pada fase G2 adalah Maturation Promoting Factor (MPF). Ini memadatkan kromosom ke bentuk mitosis.
Dibutuhkan kira-kira sekitar 10 sampai 20% dari total waktu siklus sel.
Ciri-ciri yang merupakan ciri-ciri interfase adalah sebagai berikut:
- Amplop nuklir tetap sama.
- Kromosom hadir dalam bentuk serat kromatin yang panjang dan melingkar.
- jumlah DNA berlipat ganda.
- Ukuran nukleolus meningkat pesat karena akumulasi rRNA dan protein ribosom dalam nukleolus.
- Jumlah sentriol meningkat dari satu pasang menjadi dua pasang pada sel hewan.
- Sintesis membran meningkat selama fase G2. Bahan tambahan membran disimpan sebagai blebs pada permukaan sel yang akan membelah.
Gambar ini (GAMBAR SVG: ZOOM IN UNTUK MELIHAT JELAS) adalah milik Legenda Fakta. Penggunaan komersial yang tidak sah atas kekayaan intelektual ini akan menyebabkan tuntutan hukum.
| Bagian dari Siklus Sel | Fase | Deskripsi Singkat Fase | Durasi dalam Sel Manusia (Dalam Jam) |
| Interfase | G1 | Fase sintesis pra-DNA | 12 |
| Interfase | S | fase sintesis DNA | 8 sampai 10 |
| Interfase | G2 | Fase pasca sintesis DNA | 3 sampai 4 |
| Mitosis | M | Fase mitosis | 1 |
Representasi Tabul ar Fase Pembelahan Sel dalam Mitosis.
Siklus Sentrosom: Ketika sel hewan yang khas keluar dari mitosis, sitoplasma terdiri dari sentrosom yang memiliki dua sentriol yang ditempatkan pada sudut kanan satu sama lain.
Sebelum akhir sitokinesis, sentriol kehilangan hubungan dekat satu sama lain. Peristiwa ini dipicu oleh separase yang diaktifkan selama profase akhir dari mitosis sebelumnya.
Ketika sel berada dalam fase S, DNA mulai bereplikasi dan membuat prosentriol kecil di sebelah sentriol ibu di sudut kanan. Dengan pemanjangan mikrotubulus, prosentriol berubah menjadi sentriol anak.
Pada awal mitosis, sentrosom membelah menjadi dua sentrosom yang berdekatan. Setiap sentrosom memiliki sepasang sentriol ibu-anak.
Fase M
Mitosis adalah tahap di mana kromosom yang diduplikasi didistribusikan menjadi dua inti anak – sehingga membentuk dua sel anak yang identik. Hal ini serupa pada hewan dan tumbuhan.
Fase ini mulus dan pembagian mitosis menjadi fase yang berbeda hanya untuk referensi nyaman kami.
Mitosis dibagi menjadi 5 tahap atau fase yaitu – profase, prometafase, metafase, anafase, dan telofase.
Profase
Ini adalah fase mitosis terpanjang. Munculnya kromosom menjadi benang tipis seperti struktur kondensasi adalah karakteristik profase. Dalam bahasa Yunani, pro berarti sebelum dan phasis berarti penampilan.
Sel menjadi kental, lebih refraktil, dan bulat. Setiap kromosom terdiri dari dua filamen melingkar yang dikenal sebagai kromatid. Kromatid terbentuk selama replikasi DNA pada fase S.
Saat tahap profase berlangsung, kromatid menjadi lebih pendek dan lebih tebal. Kromatid dari suatu kromosom disebut kromatid saudara dan mereka disatukan oleh sentromer atau penyempitan primer yang merupakan daerah khusus yang mengandung DNA.
Selama profase, kinetokor (kompleks protein berbentuk cakram, satu kinetokor untuk satu kromatid) terakumulasi di sentromer.
Kromosom terdistribusi secara merata di rongga nukleus pada profase awal. Tetapi saat profase berlangsung, kromosom berkumpul di sekitar amplop nuklir meninggalkan ruang tengah nukleus kosong.
Dalam sitoplasma, pembentukan gelendong atau pembentukan aparatus mitosis adalah ciri khas profase. Pada profase awal, ada 2 pasang sentriol dengan masing-masing sentriol dikelilingi oleh aster.
Catatan : Sentriol adalah sepasang silinder, struktur mikrotubular berbentuk batang yang ada di dekat nukleus. Sentrosom adalah organel sel yang mengandung sentriol.
Catatan : Aster adalah struktur sel yang terlihat seperti bintang dan terdiri dari mikrotubulus yang muncul dari segala arah.
Dua pasang sentriol bersama dengan asternya bergerak ke kutub sel yang berlawanan dan ditempatkan pada posisi antipodal atau berlawanan secara diametris. (Perlu dicatat bahwa sentriol dan aster tidak ada dalam sel tumbuhan.)
Sebuah gelendong terbentuk di antara sentriol-sentriol ini. Selama tahap terakhir profase, nukleolus menghilang atau hancur sepenuhnya. Aparatus Golgi dan retikulum endoplasma tidak terlihat di dalam sel.
Akhir profase ditandai dengan degenerasi atau rusaknya selubung nukleus. Proses degenerasi selubung nukleus tidak dipahami dengan jelas sampai saat ini.
prometafase
Pada awal tahap ini, kromosom atau kromatid yang dipadatkan tersebar di ruang di wilayah nuklir (di mana ada nukleus, nukleolus, selubung nukleus).
Mikrotubulus masuk ke wilayah tengah sel. Ujung bebas (juga disebut ujung plus, ujung yang melekat pada sentrosom disebut ujung minus) mikrotubulus tumbuh dan menyusut secara dinamis mencari kromosom.
Mikrotubulus yang terhubung ke kinetokor kromosom disebut mikrotubulus kinetokor. Mikrotubulus kinetokor distabilkan oleh kinetokor.
Kinetokor akhirnya secara stabil mengasosiasikan dirinya dengan ujung plus/bebas dari satu atau beberapa mikrotubulus dari salah satu kutub gelendong. Kinetokor lain dari kromatid bersaudara menangkap mikrotubulusnya sendiri dari kutub gelendong yang berlawanan.
Kromatid yang tersebar dalam sel berosilasi bolak-balik dalam arah kutub dan anti-kutub. Proses pergerakan ini disebut kongres.
Ini adalah proses di mana kromatid bergerak ke pusat sel. Protein motorik menyediakan energi yang dibutuhkan untuk pergerakan kromosom. Dinamika mikrotubulus juga berperan dalam menggerakkan kromosom ke pusat sel.
Mikrotubulus yang lebih panjang yang melekat pada kinetokor menjadi lebih pendek dan yang lebih pendek memanjang. Pemendekan atau pemanjangan mikrotubulus kinetokor ini adalah karena hilangnya atau bertambahnya subunit mikrotubulus kinetokor (kehilangan atau perolehan terjadi bahkan ketika mereka melekat pada kinetokor).
Pembentukan gelendong mitosis pada sel hewan yang khas memiliki beberapa tahap yaitu sebagai berikut:
- Tahap pertama : Penampilan mikrotubulus dalam bentuk aster di sekitar setiap sentrosom.
- Tahap kedua : Sentrosom membelah menjadi dua dan bergerak menuju ujung sel yang berlawanan.
- Tahap ketiga : Saat sentrosom terpisah, mikrotubulus yang membentang di antara mereka bertambah banyak dan memanjang.
- Tahap keempat : Terakhir dua sentrosom mencapai titik yang persis berlawanan satu sama lain sehingga membentuk dua kutub gelendong mitosis bipolar.
Setelah mitosis, sentrosom akan didistribusikan ke setiap sel anak.
Interaksi gelendong dan kromosom hanya mungkin terjadi setelah disintegrasi membran nukleus (spindel dirakit di sitoplasma dan kromosom ada dalam amplop nukleus).
Agar membran nukleus hancur, tiga komponen utama membran nukleus yaitu kompleks pori nukleus, lamina nukleus, dan selubung nukleus harus dihancurkan secara terpisah.
Metafase
Sel memasuki metafase ketika semua kromatid sejajar di ekuator spindel. Bidang keselarasan kromatid ini disebut sebagai pelat metafase.
Susunan mikrotubulus yang terorganisir dari gelendong mitosis bertanggung jawab atas pemisahan kromatid terduplikasi yang ada di ekuator gelendong.
Susunan mikrotubulus terdiri dari tiga jenis mikrotubulus.
- Mikrotubulus astral: Mikrotubulus ini memancar dari sentrosom. Mikrotubulus ini menyebar di luar gelendong mitosis untuk membantu memposisikan aparatus gelendong mitosis di dalam sel.
- Mikrotubulus kromosom: Ini juga disebut mikrotubulus kinetokor. Mereka memancar dari sentrosom dan terhubung ke kinetokor kromosom. Dalam sel mamalia yang khas, satu kinetokor melekat pada seikat 20 hingga 30 mikrotubulus. Mikrotubulus ini membentuk serat gelendong.
Selama metafase, mikrotubulus ini mengerahkan gaya tarik pada kinetokor. Kromosom tetap seimbang di tengah sel karena “tarik tarik tambang” antara mikrotubulus kromosom kutub yang berlawanan. Jenis mikrotubulus ini diperlukan selama anafase untuk memindahkan kromosom ke arah kutub.
- Mikrotubulus kutub: Mereka juga dikenal sebagai mikrotubulus interpolar. Mikrotubulus ini muncul dari sentrosom dan mereka tumpang tindih dengan mikrotubulus kutub dari sentrosom lain atau berlawanan. Karena tumpang tindih ini, mereka membentuk keranjang struktural untuk menjaga integritas mekanis spindel.
Fluks Mikrotubulus pada Spindel Mitotik pada Tahap Metafase: Subunit mikrotubulus terus bertambah dan hilang di kedua ujung plus dan minus mikrotubulus. Baik kinetokor maupun sentrosom tidak bertindak sebagai penutup dan memblokir mikrotubulus dari mendapatkan atau kehilangan subunit. Kinetokor sebenarnya bertindak sebagai situs untuk aktivitas dinamis.
Di ujung plus yaitu, di mana mikrotubulus melekat pada kinetokor, subunit ditambahkan dalam jumlah yang lebih besar (kehilangan subunit di ujung plus ada tetapi lebih sedikit). Di ujung minus yaitu, di mana mikrotubulus melek at pada sentrosom, hilangnya subunit lebih dari penambahan.
Anafase
Semua kromatid terbelah secara sinkron saat sel memasuki tahap anafase. Perlu disebutkan bahwa materi genetik dari profase disebut kromatid bukan kromosom (jika Anda belum menyadarinya sekarang).
Namun, karena kromatid bersaudara terbelah dalam anafase, materi genetik sekali lagi disebut sebagai kromosom. Kromosom yang terbelah memulai migrasi atau pergerakan kutub masing-masing.
Sentromer kromosom memimpin kromosom selama gerakan sementara lengan kromosom tertinggal di belakang sentromer.
Pergerakan kromosom menuju kutub sangat lambat. Kromosom bergerak dengan kecepatan 1 m per menit. Laju gerakan yang lambat ini memastikan bahwa kromosom terpisah dengan tepat dan tanpa ikatan apa pun.
Pergerakan kromosom ke arah kutub disebabkan oleh hilangnya subunit mikrotubulus dari kutub seperti pada metafase. Tapi di sini di anafase, ada perbedaan. Dalam metafase, sebagian besar subunit bergabung di ujung plus dan hilang di ujung minus tetapi dalam anafase, subunit hilang di ujung plus dan minus dengan kecepatan yang lebih tinggi.
Pada metafase, panjang serat kromosom konstan dan pada anafase serat kromosom memendek.
Pergerakan kromosom menuju kutub disebut sebagai Anafase A dan pergerakan kutub gelendong menjauhi satu sama lain disebut sebagai Anafase B.
Selama Anafase B, mikrotubulus kutub mulai memanjang karena penambahan subunit ke ujung plus mikrotubulus kutub.
Mekanisme pos pemeriksaan dalam sel memantau status peristiwa selama siklus sel. Salah satu mekanisme pos pemeriksaan tersebut disebut SAC atau Spindle Assembly Checkpoint.
SAC beroperasi selama transisi antara metafase dan anafase. SAC menunda permulaan anafase jika kromosom gagal untuk menyelaraskan dengan benar di ekuator spindel atau pelat metafase. SAC menunda siklus sel sampai kromosom disejajarkan dengan benar.
Jika sel tidak dapat menunda pemisahan kromosom, sel anak memiliki risiko tinggi untuk mendapatkan jumlah kromosom yang tidak normal yang pada gilirannya dapat menyebabkan banyak masalah kesehatan seperti kanker (pada anak manusia).
Telofase
Akhir migrasi kutub kromosom anak menandai dimulainya telofase. Peristiwa yang terjadi di profase terjadi dalam urutan terbalik di telofase.
Amplop nuklir dipasang kembali di sekitar kromosom anak. Aparatus mitosis kecuali sentriol menghilang. Viskositas sitoplasma menurun. Kromosom kembali ke bentuknya yang panjang, ramping, dan memanjang. Sintesis RNA dimulai lagi saat nukleolus muncul kembali.
Telofase berakhir dengan reorganisasi inti dan masuknya dua sel anak ke dalam fase G1 dari interfase.
Sitokinesis
Sitokinesis adalah pembelahan sitoplasma sel. Sitokinesis atau pembelahan sitoplasma menghasilkan pemisahan sitoplasma dalam dua sel anak. Pembelahan sitoplasma terjadi melalui proses yang disebut pembelahan.
Spindel mitosis memainkan peran yang sangat penting dalam menentukan di mana dan kapan pembelahan (Bukan yang Anda pikirkan. Pikiran kotor!) terjadi.
Untuk sebagian besar sel, pembelahan dimulai pada tahap anafase dan masuk ke interfase siklus sel berikutnya. Kerutan dan kerutan pada membran plasma adalah tanda pertama pembelahan (berlangsung pada tahap anafase).
Pengerutan dimulai di bidang pelat metafase (sudut kanan ke gelendong mitosis). Sebuah cincin terbentuk yang melekat pada membran plasma menuju sitoplasma. Cincin yang disebut cincin kontraktil terdiri dari berkas filamen aktin dan miosin. Ini terbentuk pada tahap anafase awal.
Kontraksi filamen aktin dan miosin menarik membran plasma ke dalam alur. Cincin kontraktil tidak menebal saat alur semakin dalam dan terus-menerus kehilangan filamen.
Setelah akhir pembelahan, cincin kontraktil mengalami degenerasi. Setelah akhir pembelahan, membran plasma membentuk badan tengah yang menahan dua sel anak. Tubuh bagian tengah terdiri dari dua set mikrotubulus kutub dan bahan matriks padat.
Sitokinesis meningkatkan luas permukaan sel karena dua sel terbentuk dari satu sel.
Pemisahan Organel Sel
Beberapa organel sel tetap aktif selama mitosis. Organel yang tetap aktif selama mitosis adalah mitokondria , lisosom , kloroplas , dan peroksisom.
Pembagian kompleks Golgi dan retikulum endoplasma masih bisa diperdebatkan. Satu teori menyatakan bahwa kompleks Golgi bergabung dalam retikulum endoplasma dan berhenti ada sebagai organel sel yang terpisah. Teori kedua menyatakan bahwa kompleks Golgi dibagi menjadi beberapa vesikel yang didistribusikan ke dua sel anak.
Teori ketiga menyatakan bahwa (berdasarkan studi yang dilakukan pada alga dan protista) kompleks Golgi dibagi rata menjadi dua bagian dan setiap sel anak mendapat setengah dari kompleks Golgi asli. Studi terbaru pada sel mamalia yang dikultur telah membuktikan bahwa retikulum endoplasma tetap utuh selama mitosis.
Studi sebelumnya pada embrio dan telur membuktikan bahwa retikulum endoplasma mengalami fragmentasi ekstensif selama mitosis. Dapat dipahami bahwa berbagai jenis sel atau organisme menggunakan mekanisme pewarisan kompleks Golgi dan retikulum endoplasma yang berbeda.
Gambar ini (GAMBAR SVG: ZOOM IN UNTUK MELIHAT JELAS) adalah milik Legenda Fakta. Penggunaan komersial yang tidak sah atas kekayaan intelektual ini akan menyebabkan tuntutan hukum.
Signifikansi Mitosis:
- Membantu menjaga ukuran sel.
- Membantu dalam menjaga jumlah DNA dan RNA dalam sel.
- Membantu dengan memberikan kesempatan tumbuh bagi organ dan tubuh organisme
- Sel-sel tua dan membusuk diganti dengan sel-sel baru dan muda.
- Dalam beberapa organisme, mitosis juga terlibat dalam reproduksi aseksual.
- Sel kelamin juga bergantung pada mitosis untuk peningkatan jumlahnya.
Meiosis – Siklus Sel
Istilah Meiosis diciptakan oleh JB Farmer pada tahun 1905. Meiosis berarti ‘mengurangi’ atau ‘mengurangi’. Meiosis menghasilkan empat sel haploid dari sel diploid.
Sel-sel haploid ini menjadi atau menimbulkan gamet (ada dalam gonad).
Gamet (dari dua organisme) membuahi dan mendukung reproduksi seksual dan akhirnya menghasilkan generasi sel diploid.
Meiosis adalah proses yang sangat penting untuk menjalankan siklus reproduksi secara efisien pada tumbuhan, hewan, lumut, mikroorganisme seperti Neurospora dan Chlamydomonas dll.
Catatan : Meiosit adalah sel tempat meiosis berlangsung. Sel gonad tempat meiosis berlangsung disebut gonosit (spermatosit pada pria dan oosit pada wanita). Pada tumbuhan, meiosit disebut sporosit (mikrosporosit untuk jantan dan megasporosit untuk betina).
Jenis Meiosis
Ada 3 jenis meiosis berdasarkan waktu terjadinya meiosis. Ketiga jenis tersebut akan dijelaskan secara singkat di bawah ini.
Terminal Meiosis
Ini juga dikenal sebagai meiosis gametik. Hal ini terlihat pada hewan dan beberapa tumbuhan tingkat rendah. Meiosis terjadi segera sebelum gametogenesis atau pembentukan gamet.
Meiosis Awal
Ini juga dikenal sebagai meiosis zigotik. Hal ini terlihat pada diatom, jamur dan beberapa alga. Meiosis terjadi segera setelah pembuahan. Organisme menghabiskan sebagian besar hidupnya sebagai haploid. Ini adalah satu-satunya tahap di mana organisme diploid.
Meiosis Menengah
Ini juga dikenal sebagai meiosis sporik. Ini adalah karakteristik tanaman berbunga. Meiosis terjadi setiap saat antara pembuahan dan pembentukan gamet.
Mikrospora di kepala sari (jantan di tanaman berbunga), megaspora di ovarium atau putik (betina di tanaman berbunga) diproduksi.
Mikrospora dan megaspora bersifat haploid. Produksi mikrospora dan megaspora masing-masing disebut mikrosporogenesis dan megasporogenesis.
Proses Meiosis
Meiosis muncul seba gai dua pembelahan mitosis tanpa memberikan waktu untuk replikasi DNA.
Pembelahan meiosis pertama memiliki profase panjang di mana kromosom homogen berhubungan satu sama lain dan materi genetik dipertukarkan di antara mereka. Pada pembelahan meiosis pertama, reduksi kromosom terjadi dan dua sel haploid terbentuk.
Pembelahan meiosis pertama adalah pembelahan heterotipik dan pembelahan meiosis kedua adalah pembelahan homotipik. Pada pembelahan meiosis kedua, dua sel haploid membelah secara mitosis untuk menghasilkan empat sel haploid. Pembelahan meiosis kedua mirip dengan pembelahan mitosis.
Pembelahan Meiotik Pertama atau Meiosis I – Pembelahan Sel
Ini juga dikenal sebagai divisi heterotipik. Pembelahan ini (seperti mitosis) dimulai setelah interfase (mirip dengan interfase mitosis).
Replikasi DNA terjadi pada fase S tetapi pada fase G2, terjadi perubahan yang penting untuk mendorong sel menuju meiosis alih-alih mitosis.
Sebelum meiosis berlangsung, inti meiosit membengkak dengan menyerap air dari sitoplasma. Hal ini menyebabkan peningkatan volume inti tiga kali lipat. Setelah sel melewati tahap ini, meiosis terjadi.
Profase I
Ini adalah tahap terpanjang dari pembelahan meiosis pertama. Hal ini lagi dibagi menjadi 6 substages.
- Tahap Proleptoten: Ini juga dikenal sebagai Proleptonema. Dalam bahasa Yunani, pro berarti sebelumnya, leptas berarti tipis dan nema berarti benang. Sub tahap proleptoten mirip dengan profase awal mitosis. Kromosom dari subtahap ini tipis, panjang, tidak melingkar, dan struktur seperti benang ramping.
- Tahap Leptoten: Hal ini juga dikenal sebagai Leptonema. Kromosom pada tahap ini menjadi struktur yang tidak tergulung dan seperti benang. Kromosom mengambil orientasi tertentu di dalam nukleus – ujung kromosom bertemu di mana sentrosom terletak di nukleus. Tahap/fase ini disebut tahap/fase buket.
Sentriol menggandakan dan membentuk dua sentriol anak. Kedua sentriol ini bergerak menuju kutub sel yang berlawanan. Begitu setiap sentriol mencapai kutub, sentriol berduplikasi lagi dan karenanya ada dua sentriol di dekat setiap kutub.
Studi yang dilakukan oleh Nancy Kleckner dan et al. di Universitas Harvard tentang sel ragi berbicara tentang dasar pengenalan kromosom homolog untuk membentuk tahap/fase buket.
Menurut penelitian, daerah homolog DNA dari kromosom homolog hanya terkait pada tahap leptoten.
Kromosom terlihat di bawah mikroskop pada tahap zigot.
DNA terlihat pecah pada tahap leptoten.
Pasangan Kromosom Homolog | OpenStax / CC BY
Catatan : Kromosom homolog adalah sepasang kromosom yang memiliki panjang kromosom yang sama, urutan gen yang sama, lokasi sentromer yang sama, dll.
Pengelompokan telomer :
Telomer dari Kromosom | Oleh AJC1, CC BY-SA 4.0, Tautan
Terlihat pada sel ragi bahwa kromosom homolog dipasangkan bahkan sebelum profase I dimulai. Pada tahap leptoten, telomer kromosom atau ujung kromosom tersebar di sekitar nukleus.
Tetapi menjelang akhir leptoten, kromosom-kromosom ini mengatur dirinya sendiri sedemikian rupa sehingga telomer terlokalisasi di sisi dalam selubung nukleus di sisi nukleus. Jenis pengelompokan telomer terlihat di banyak organisme dan kromosom muncul sebagai batang karangan bunga.
- Tahap Zygotene: Ini juga dikenal sebagai Zygonema. Dalam bahasa Yunani, zygon berarti berdampingan. Kromosom homolog ibu (oleh sel telur) dan ayah (oleh sperma) tertarik satu sama lain dan pindah silang terjadi.
Persilangan kromosom | Kredit Gambar: Miguel Gutierrez | Lisensi Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International
Persilangan kromosom homolog disebut sinapsis (berarti penyatuan dalam bahasa Yunani). Sinapsis terjadi pada satu atau beberapa titik pada kromosom homolog.
Penting untuk dicatat bahwa penyelarasan kromosom homolog persis gen ke gen saat memasangkan kromosom homolog.
Sinapsis lagi-lagi dari tiga jenis yaitu sebagai berikut:
- Sinapsis Proterminal : Pasangan kromosom homolog terjadi di ujung terlebih dahulu dan kemudian berlanjut ke sentromer.
- Sinapsis Prosentrik : Pasangan kromosom homolog dimulai pada sentromer dan berlanjut hingga akhir.
- Localized Pairing : Disebut juga sebagai random pairing. Pasangan kromosom homolog dimulai pada titik acak.
Kerangka yang terbentuk setelah pasangan kromosom homolog disebut kompleks sinaptonemal. Ini benar-benar menutupi kromosom berpasangan dan berlabuh ke ujung amplop nuklir.
Kompleks sinaptonemal memiliki struktur tangga. Selama bertahun-tahun diperkirakan bahwa kompleks sinaptonemal menahan setiap pasangan kromosom pada posisinya sehingga rekombinasi genetik dapat dimulai di antara untaian DNA homolog. Sekarang terbukti bahwa kompleks sinaptonemal tidak membantu dalam memulai rekombinasi genetik.
Dipercaya sekarang bahwa kompleks sinaptonemal bertindak sebagai perancah (tahap sementara di mana pekerjaan dilakukan) yang memungkinkan interaksi kromosom untuk menyelesaikan crossover.
Kompleks sinaptonemal yang dibentuk oleh sepasang kromosom homolog yang bersinap disebut tetrad atau quadrivalent atau dyad atau bivalent.
Bivalen menunjukkan bahwa kompleks sinaptonemal memiliki dua kromatid dan tetrad menunjukkan bahwa kompleks sinaptonemal memiliki empat kromatid. Zigot berakhir dengan akhir sinapsis.
- Pachytene Stage : Dalam bahasa Yunani, pachus berarti tebal. Pada tahap ini, kompleks sinaptonemal menyatukan dua atau empat kromatid secara erat.
Struktur yang disebut nodul rekombinasi terlihat di tengah kompleks sinaptonemal.
Di tempat-tempat inilah terjadi persilangan kromosom.
Ketika materi genetik dipertukarkan antara kromatid non-saudara dari kromosom homolog, itu dikenal sebagai pembentukan chiasmata.
Catatan: Kromatid saudara adalah kromatid dari satu kromosom. Kromatid non-saudara adalah kromatid dari kromosom yang berbeda.
Stern dan Hotta melaporkan pada tahun 1969 bahwa sejumlah kecil DNA disintesis. DNA yang disintesis digunakan untuk memperbaiki DNA kromatid yang rusak selama pembentukan chiasmata.
Catatan: Nucleolus menonjol sampai tahap ini dan berhubungan dengan Nucleolar Organizer Region (NOR) dari kromosom.
- Tahap Diploten: Akhir rekombinasi genetik menandai awal diploten. Pembubaran kompleks sinaptonemal terjadi dan kromosom melekat satu sama lain pada titik-titik tertentu oleh struktur berbentuk X yang disebut chiasmata.
Titik-titik perlekatan ini secara visual menunjukkan tingkat rekombinasi genetik. Chiasmata lebih terlihat karena kromatid mengembangkan kecenderungan untuk menjauh satu sama lain dalam tahap diploten. Tahap diploten ditandai dengan aktivitas metabolisme yang intens.
- Tahap Diakinesis: Ini adalah sub-tahap terakhir dari Profase I. Spindel meiotik siap dan kromosom siap untuk dipisahkan. Nukleolus menghilang, amplop nuklir rusak.
Chiasma bergerak dari sentromer ke telomer dan chiasmata intermediet menghilang. Pergerakan chiasmata ini disebut terminalisasi. Terminal chiasmata masih membuat kromatid ini tetap terhubung dan ada hingga metafase. Tetrad bergerak ke lempeng metafasik.
Metafase I
Dua kromosom homolog dari masing-masing bivalen (satu pasang kromosom dalam tetrad) terhubung ke serat gelendong kutub yang berlawanan. Kromatid saudara dihubungkan ke mikrotubulus kutub yang sama.
Agar kromatid bersaudara dapat terhubung ke mikrotubulus dari kutub gelendong yang sama, mereka disusun berdampingan dengan kinetokornya. Orientasi kromosom ibu dan ayah memiliki kemungkinan yang sama untuk menghadapi s
Topik terkait
Siklus Sel dan Fungsinya: Proses Penting dalam Pertumbuhan dan Perbaikan Tubuh