Siklus dan Pembelahan Sel

Kegiatan yang terjadi dari satu pembelahan sel ke pembelahan berikutnya disebut siklus sel atau daur sel. Siklus sel mencakup dua fase yaitu interfase dan fase mitosis atau fase pembelahan.
A. Interfase
Interfase terdiri dari tiga tahapan yaitu tahap G1, S dan G2. G1 dimana terjadi aktivitas biosintesa yang tinggi.Sel sedang aktif mensintesa ARN (transkripsi) dan protein (transisi) serta membentuk sitoplasma baru, yang nantinya merupakan bahan untuk membina sel anak. Peristiwa ini mendorong inti dan sitoplasma membesar. Lama G1 30-40% dari waktu daur.
Tahap S yaitu merupakan tahap replikasi dan transkripsi DNA, Dengan demikian sel anak mengandung bahan genetis yang sama dengan sel induk. Lamanya juga 30-40% dari waktu satu daur
Tahap G2 merupakan tahap persiapan diri sel untuk membelah. . Nukleus masih nyata dibungkus membran inti mengandung satu atau lebih nucleolus. Dua sentrosom muncul di luar inti, terbentuk selama awal interfase melalui proses replikasi dari sentrosom tunggal. Mikrotubul meluas dari sentrosom dalam susunan radial dinamakan aster). Kromosom telah menduplikasi (selama fase S) tetapi dalam keadaan ini tidak dapat dibedakan sendiri-sendiri, karena masih dalam bentuk serabut kromatin yang terkemas longgar. Pada periode ini semua bahan sitoplasma dan organel menjadi rangkap dua. Lamanya 10-20% dari waktu daur.
Siklus sel diatur oleh tiga macam molekul sebagai faktor pengontrol yaitu:
1. S-fase activator yang mengaktifkan fase S dan terdapat hanya pada sitoplasma fase S yang bekerja memulai sintesis DNA (menginduksi untuk memulia terjadinya replikasi DNA).
2. M-fase promoting factor yang hanya ada pada sitoplasma fase M yang menyebabkan kondensasi kromosom
3. M-fase delaying faktor
B. Mitosis
Fase mitosis terdiri dari profase, prometafase, metaphase, anaphase dan telofase. Tahapan pembelahan inti ini masing-masing tidak sama waktunya. Fase mitosis atau fase pembelahan terdiri dari karyokinesis atau pembelahan nukleus dan sitokinesis atau pembelahan sitoplasma
Pada periode profase terjadi perubahan pada nukleus dan sitoplasma. Pada nukleus, nukleuli menghilang. Serabut-serabut kromatin menjadi lebih menggulung rapat dan melipat sehingga kian pendek dan tebal berubah menjadi kromosom, yang besar dan tampak jelas. Kromosom kemudian berduplikasi menjadi dua kromatid anak yang sama, dan kemudian bergabung pada sentromer. Spindle mitosis terbentuk di sitoplasma, tersusun dari mikrotubul dan bergabung dengan protein, tersusun teratur di antara dua sentrosom. Selama profase sentrosom bergerak berlawanan satu sama lain dan nampaknya bergerak sepanjang permukaan inti melalui pemanjangan berkas mikrotubul diantara dua sentrosom.
Menjelang metafase, beberapa ujung mikrotubul gelendong mitotic menempel pada setiap kinetokor yang berada di dekatnya.Membran inti terpotong-potong. Mikrotubul dari spindle sekarang dapat masuk ke dalam inti dan berhubungan dengan kromosom yang telah menjadi lebih padat. Berkas mikrotubul dinamakan serabut spindel, yang meluas dari setiap kutub kearah ekuator sel. Setiap kromatid dari kromosom kini memiliki struktur khusus yang dinamakan kinetokor, yang terletak pada daerah sentromer. Mikrotubul yang menambat pada kinetokor dinamakan mikrotubul-kinetokor. Struktur ini menyebabkan kromosom bergerak. Mikrotubul yang lain, mikrotubul-nonkinetokor, tersusun radier dari kutub menuju ke ekuator sel tanpa menambat pada kromosom.
Pada metaphase, mikrotubul kinetokor memegang peranan penting yaitu mengatur letak dan arah kromosom terhadap sumbu gelendong mitotic dan mengatur dan menggerakkan kromosom ke bidang ekuatorial. Sentrosom berada pada kedua kutub sel yang berlawanan. Kromosom berada pada bidang metaphase, bidang yang mempunyai jarak yang sama antara spindle kedua kutub. Spindel sentromer dari semua kromosom lurus satu sama lain pada bidang metaphase. Untuk setiap kromosom, kinetokor dari permukaan kromatid anak berlawanan kutub sel. Karena itu kromatid yang sama dari setiap kromosom menambat pada mikrotubul-kinetokor yang tersusun radier dari kutub yang berlawanan dari sel induk.
Pada anafase terjadi pemisahan kromatida kromosom. Pada fase ini terjadi tarikan ke kutub sehingga kromatid terpisah. Sentromer dari setiap kromosom mengganda, sehingga setiap kromatid memiliki sentromer sendiri-sendiri. Setiap kromatid sekarang dianggap sebagai calon kromosom. Spindle mulai menggerakkan kromatid menuju kutub sel yang berlawanan. Hal ini dikarenakan mikrotubul kinetokor menambat pada sentromer. Mikrotubul kinetokor memendek ketika kromosom mendekati kutub sel. Pada saat yang bersamaan kutub dari sel juga bergerak lebih jauh. Akhir dari anafase kedua kutub sel sama jaraknya dan merupakan kumpulan dari kromosom.
Pada fase telofase, mikrotubul nonkinetokor selalu memanjang dan anak inti mulai terbentuk pada kedua kutub sel, dan kromosom berada dalam keadaan terhimpun. Membran inti terbentuk dari potongan-potongan membran inti sel induk dan bagian lain dari system endomembran.
Sitokinesis terjadi pada saat anaphase dan telofase. Pada sel hewan, tanda pertama yang terlihat adalah melekuknya selaput sel selama anaphase. Pelekukan terjadi di daerah sekat metaphase atau bidang ekuatorial.
Sitokinesis pada sel tumbuhan berlangsung dengan cara yang berbeda. Sitoplasma dibagi dua oleh pembentukan dinding sel baru di dalam sel induk. Sekat sel mulai terbentuk di bidang antara dua nukeus anakan. Sekat sel berhubungan dengan sisa mikrotubul kutub gelendong mitotic yang membentuk suatu struktur yang disebut fragmoplas. Struktur ini mengandung dua perangkat mikrotubul yang berhadapan. Vesikuli kecil yang berasal dari kompleks golgi dan berisi prazat dinding sel tersusun sepanjang mikrotubul disebelah menyebelah fragmoplast dan diangkut kearah bidang ekuatorial yang selanjutnya membentuk sekat sel.

Sitokinesis terdiri atas dua macam, yaitu:
1. Disjunctive
Sitokinesis yang disjunctive, menghasilkan sel-sel anak yang lepas-lepas. Contoh: profiliferasi limfosit dalam reaksi immune, sehingga terbentuk klon. Sel tidak berhubungan / berlekatan satu sama lain
2. Astral
Sitokinesis astral menghasilkan sel-sel anak yang masih berhubungan / berlekatan. Contoh: cleavage pada zygote membentuk blastula. Tiap sel dalam blastula (blastomer) masih berlekatan dan berhubungan. Hubungan antara sel bersebelahan berupa gap junction, yang merupakan tempat keluar masuk / transport berbagai bahan bermolekul kecil, ion, air, dan juga terjadi perimbangan muatan listrik.
C. Meiosis
Selain mitosis, terdapat pula jenis pembelahan sel lainnya yaitu secara meiosis. Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah. Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode Akibat adanya dua kali proses pembelahan sel, maka pada meiosis, satu sel induk akan menghasilkan empat sel baru, dengan masing-masing sel mengandung jumlah kromosom setengah dari jumlah kromosom sel induk. Berikut ini fase meiosis ;
1. Meiosis I
Interfase I
Meiosis didahului oleh interfase, dimana setiap kromosom mengalami proses replikasi. Proses ini menyerupai pada replikasi kromososm mitosis. Untuk setiap kromosom, stiap kromatid ( anak) menyerupai sifat genetik yang sama menambat pada sntromer. Ada sepasang sentriol (pada sel hewan) juga mengalami replikasi untuk membentuk dua pasang.
Profase I
Profase meiosis I dibagi atas 5 sub-tahap: leptoten, zigoten, pakiten, diloten, dan diakinesis.
1. Leptoten
Kromatin terpilin menjadi kromosom. Terdapat 2 pasang kromosom homolog
2. Zigoten
Kromosom homolog mengandeng; sebelah berasal dari kromosom induk (kromosom matroklin) dan sebelah lain dari kromosom bapak (kromosom patroklin). Dibeberapa tempat terjadi persilangan (chiasma; jamak: chiasmata).
3. Pakiten
Kromosom homolog mengandeng rapat sepanjang lengannya, dari pangkal ke ujung terbentuk tetrade.
4. Diploten
Setiap kromosom membelah longitudinal membentuk dua kromatid, sentromer masih satu terjadi chiasmata pada beberapa tempat natara kromatid homolog; dari chiasmata timbul crossing over.
5. Diakinesis
Kromosam (kromatid) mencapai pilinan maksimal, sehingga mencapai besar maksimal pula. Kromosom homolog merenggang, nukleus menghilang, selapu inti hancur, sentriol menganda dan setiap pasang menuju kutub berseberangan.

Metafase I
Selaput inti menghilang, serat gelondong terbentuk anatara kedua pasang sentriol, yang terdiri dari: mikrotubuli dan mikrofilia. Kromosom (berpasangan homolog) bergerak ke bidang ekuator.
Anafase I
Sel memanjang dari kutub ke kutub. Kromosom homolog berpisah ke kutub berseberangan dan kromatid belum terbentuk.
Telofase I
Selaput inti terbentuk kembali. Sepasang sentriol berada dipinggir luar selaput. Cytokinesis terjadi, sehingga sel induk menjadi sel anak. Gametosit I pada akhir meiosis I menjadi gametosit II.
2. Meiosis II
Profase II
Masanya pendek sekali. Selaput inti hilang. Sentriol mengganda dan menuju ke kutub berseberangan inti. Kromatid disetiap kromosom belum terpisah. Sentromer masih satu.

Metafase II
Serat gelondong terbentuk antara pasangan sentriol. Kromosom (sepasang kromatid) yang menggatung pada serat gelondong lewat sentromer pindah ke bidang equator.
Anafase II
Sel memanjang dari kutub ke kutub menurut poros serat gelondong. Sentromer pada setiap pasangan kromatid membelah sehingga kromatid bersaudara lepas. Kromatid berpisah dan bergerak ke kutub berseberangan.
Telofase II
Kromatid terbuka kembali pilinannya, terlepas-lepas, menjadi jala halus: kromatin. Selaput inti terbentuk kembali. Nukleolus muncul, melekat pada kromatin. Terjadi sitokinesis, sehingga dari dua gametosit II terbentuk 4 gametid. Gametid mengandung kromosom separuh dari sel induk, dari 2N pada gametosit I, menjadi 1N pada gametid.
Dengan proses transformasi gametid nanti akan berubah menjadi gamet, yakni sel benih matang. Meiosis menghasilkan gamet yang mengandung bahan genetis yang:
1. Separuh dari bahan gametogonium
2. Bervariasi, karena terjadinya crossing over pada profase

Perbedaan mitosis dan meiosis
No Pembeda Mitosis Meiosis
1 sel yang terlibat semua sel tubuh mitosis hanya sel kelamin aja
2 jumlah sel anakan 2 sel anak 4 sel anak
3 jumlah/ set kromosom 2n / diploid n / haploid
4 tahap 1 kali proses 2 kali proses
5. pindah silang tidak ada spesifikasi saat profase I (diploten)