GT 4. Pembelahan Mitosis Dan Meiosis

PEMBELAHAN SEL

Mitosis

Meiosis

Pembelahan Sel

yaitu proses yang berhubungan dengan

terbentuknya sel-sel anak baru dari sel

induknya.

dapat terjadi pada sel-sel somatis (pembentuk

jaringan-jaringan tubuh) dan sel-sel

reproduktif (pembentuk gamet)

Berkaitan dengan proses pertumbuhan dan

perkembangbiakan tumbuhan

Pembelahan sel melibatkan:

1. pembagian dan pemisahan sitoplasma

2. pembagian dan pemisahan inti sel yang berisi

materi genetik

Materi genetik akan menentukan sifat-

sifat/karakter tumbuhan yang dihasilkan

dari proses perkembangbiakan

Pembelahan sel:

1. Mitosis

terjadi pada sel-sel somatis tumbuhan, yang

menentukan tingkat pertumbuhan jaringan

2. Meiosis

terjadi pada sel-sel penghasil gamet pada

tumbuhan

Pembelahan Mitosis

Mitosis: proses yang menghasilkan dua selanak yang identik

Pada sel-sel jaringan tubuh, suatu sel indukakan membelah menjadi dua sel anak yang komponen-komponennya sama dan identikdengan sel induk, termasuk khromosomnya.

Mitosis memelihara komplemen yang tetapserupa melalui pembelahan inti sel somatissecara terus menerus

Pembelahan Mitosis

Terdiri atas dua stadia yaitu stadia tidakmembelah (fase intirahat/interfase) danstadia membelah (mitosis)

Stadia atau Fase secara utuh:

1. Interphase

2. Prophase

3. Metaphase

4. Anaphase

5. Telophase

Tumbuhan tingkat tinggi, satu siklus selmemerlukan waktu antara 18 – 24 jam

Siklus sel terdiri dari:

1. Periode pra-sintesis DNA (+ 10 jam)

2. Periode sintesis DNA (+ 9 jam)

3. Periode pasca-sintesis DNA (+ 4 jam)

4. Periode mitosis (+ 1 jam)

Siklus pembelahan mitosis

Siklus pembelahan mitosis

Mitosis-prophase

-metaphase

-anaphase

-telophase

G1 G2

Sphase

interphase

Interfase

Terdiri dari 3 fase:1. G1 (fase gap pertama): Tidak terjadi proses

pembelahan nukleus. Nukleus membesar dansitoplasma bertambah, disebut juga fasepertumbuhan.

2. S (stadium sintesa): terjadi replikasi ADN, sehinggajumlahnya berlipat dua, juga berlangsungpembelahan histon. Pada akhir fase ini tiapkromosom terdiri dari sister kromatid yang memilikisentromer bersamaan.

3. G2 (fase gap kedua): ADN bertambah komplekdengan protein kromosom serta pembentukan ARN dan protein. Persiapan ke stadium mitosis.

Profase

Kromosom cepat memendek dan menjadi lebih tebal. Memiliki struktur memanjang dan letaknya secara random dalam nukleus. Sister kromatid dihubungankan oleh sentromer. Jika dilihat dalam mikroskop elektron sentromer mengandung kinetokor, masing-masing untuk tiap kromatid dan menjadi tempat melekatnya benang spindel.

Selama profase, nukleolus dan membran nukleus menghilang. Mendekati akhir profase terbentuk benang spindel.

Early

Prophase

Late

Prophase

Prophase

late prophaseearly prophase

centrioles

spindle fibers

nuclear envelope

disappearing

centromere

aster

fibers

Sentromer dari kromosom-kromosom dobel

longitudinal terletak di bidang ekuator dari sel,

walaupun lengannya masih ke arah mana saja.

Pada fase ini, kromosom paling pendek dan

tebal, serta paling mudah untuk menghitung

jumlah kromosom dan mempelajari

morfologinya, karena kromosomnya tersebar di

bidang tengah dari sel.

Metafase:

Metaphase

Sister kromatid memisahkan diri dan masing-masing bergerak sebagai kromosom anakan menuju ke kutub dari spindel yang berlawanan letaknya.

Proses ini didahului oleh pembelahan sentromer menjadi dua bagian yang masing-masing fungsional.

Anafase menyelesaikan pembagian jumlah kromosom secara kuantitatif sama ke dalam sel anakan, selain itu juga berlangsung pembagian materi genetik yang secara kualitatif sama

Anafase

Anaphase

Datangnya kromosom anakan yang tunggal di

kutub spindel merupakan tanda dimulainya

fase telofase.

Terbentuknya membran nukleus baru.

Spindel menghilang, dan nukleolus dibentuk

oleh bagian “nucleolar organizer” dari sebuah

kromosom.

Dengan terbentuknya dua buah nuklei baru,

maka di tengah sel terjadi dinding sel baru.

Selanjutnya berlangsunglah sitokinesis.

Telofase

Telophase

Cytokinesis

Telophase

cleavage furrow (cytokinesis)

nuclear membrane reforming nucleolus reappears

Hasil pengamatan pembelahan mitosis akar bawang merah (perbesaran 10 x 40)

1.?2.?3.?4.?5.?6.?7.?

Hasil pengamatan pembelahan mitosis akar bawang merah (perbesaran 10 x 40)

1. Interfase2. Profase

awal3. Profase

Akhir4. Metafase5. Anafase6. Telofase7. Telofase

Pembelahan Meiosis

Terjadi pada sel-sel generatif

Terjadi pengurangan jumlah kromosom: 2n n

Jadi gamet jantan dan betina masing-maing menjadi

haploid penyatuan gamet jantan dan betina 2n

Meiosis membentuk kombinasi gen baru

Pada meiosis terjadi dua kali pembelahan nukleus

berturut-turut dan terjadilah kombinasi genetik

baru.

Pembelahan Meiosis

Siklus Meiosis

Meiosis I

1. Profase Ia. Leptonema

b. Zygonema

c. Pachynema

d. Diplonema

e. Diakinesis

2. Metafase I

3. Anafase I

4. Telofase I

5. Interkinesis

Meiosis II

1. Profase II

2. Metafase II

3. Anafase II

4. Telofase II

Proses pembelahan meiosis terdiri dari meiosis I dan meiosis II.

Meiosis I1. Profase Ia. Leptonema

Krononemata memanjang dan nampak seperti

benang-benang tipis

i. Kronomer tampak nyata. Filamen mengganda tetapi

belum nampak. Umumnya masih terdapat dinding

nukleolus dan dinding inti

ii. Filamen protein mulai terbentuk pada posisi lateral

selanjutnya memegang sentromer

b. Zygonema

Pemendekan kromosom dan perpasangannya

(sinapsis)

i. Kromosom homolog tanpak mulai berpasangan

(sinapsis)

ii. Perpasangan ini adalah perbedaan nyata antara

meiosisi dan mitosis. Hasil sinapsis merupakan

pasangan kromosom yang homolog (bivalen)

iii. Sinapsis memungkinkan pertukaran materi genetik

dari kromosom tetua jantan

Homologous chromosomes

Centromere

Sister chromatids

c. Pachynemai. Pemendekan kromosom dilanjutkan

ii. Tiap bivalen tampak nyata dan terjadi 4 benang.

Terjadi crossing over , yaitu perubahan timbal balik

antara segmen-segmen di antara kromosom yang

homolog. Lebih tepatnya terjadi pada kromatid

tidak bersaudara

Pindah silang/crossing over

Synapsis and crossing-over

d. Diplonema

Kromosom yang bersinapsis mulai membelah

i. Kromosom terus memendek

ii. Dimulai pemisahan pasangan kromosom

iii. Crossing over dibuktikan dengan pembetukankhiasma, terlihat dari bentuk silang lengankromosom

e. Diakinesis

Kromosom mencapai kontraksi maksimum dan merupakan batas terjadinya khiasma. Benang spindel mulai terbentuk dan membran inti mulai tidak nampak

2. Metafase Ia. Spindel mulai teratur dan beberapa benang

terikat pada sentromerb. Sentromer bivalen terdapat dalam keadaan

metafase, yaitu berupa pasangan kromosom tidakdalam bentuk kromosom tunggal seperti padametafase mitosis

c. Berjejernya bivalen merupakan proses acak dalamhubungannya dengan kromosom tetua jantan danbetina

Ada berbagai macam kemungkinan penyusunanpasangan kromosom yang berbeda. Proses inimejadi dasar kombinasi kromosom yang berbedapada gamet-gamet yang terbentuk.

Metafase I

Berbagai kemungkinan pada Metafase I

Possibility 1 Possibility 2

Combination 1 Combination 2 Combination 3 Combination 4

3. Anafase I

Dalam fase ini terjadi pemisahan kromosom homolog dan pengurangan jumlah kromosom.

a. Terpisahnya kromosom homolog telah lengkap dan kromosom tadi bergerak ke arah kutub yang berlawanan

i. Sentromer tidak membelahii. Bagian yang bertukar bergerak ke

arah dua bagian/arah yang berlawanan

iii. Setiap kromosom mempunya dua kromatid

Sister chromatidsremain attached

Homologouschromosomes separate

b. Penyusunan kromosom yang homolog danpergerakannya ke arah kutub merupakankejadian dan bentuk yang terjadi secarakebetulan dan merupakan dasar HukumMendel I dan Hukum Mendel II

i. Jika diberi tanda gen dominan dan resesif A dan a sepasang kromosom homolog akantampak jelas terjadinya pemisahan ke arahyang berlawanan

ii. Jika diberi tanda dominan dan resesif B dan b pada sepasang kromosom lainnya akan tampakpula bahwa kedua pasangan tadi bersegregasisecara bebas. Hasil pembelahan Meisosis I disebut Dyad.

3. Anafase I

Sister chromatidsremain attached

Homologouschromosomes separate

4. Telofase I Dyad sudah sampai pada kutub

yang berlawanan

a. Terbentuk jumlah kromosomyang tereduksi yaitu haploid

Setiap kromosom terdirid dari duakromatid

b. Stadia ini sangat bervariasi diantara spesies

5. Interkinesis

Pada kebanyakan tanaman terjadi interkinesis yang sangat pendek, yang ditandai dengan kromosom yang diffuse.

Pada beberapa organisme tidak terjadi interfase.

Meiosis II

Sama dengan mitosis bukan mitosis

yang sesungguhnya tidak ada kromosom

yang homolog

Kromatid ≠ kromatik aslinya ada

crossing over dan pertukaran genetik di

antara non sister kromatid.

1. Profase II

a. Kromosom memendek dan menebal serta

mulai tampak kembali. Kromosom tersebut

mulai bergerak ke arah bidang ekuator

b. Terbentuk benang-bengan spindel

2. Metafase II, Dyad berjejer pada bidang ekuator

a. Satu kromosom tunggal dengan dua kromatid

b. Sentromer terikat pada benang spindel

c. Sentromer mulai membelah

3. Anafase II, pemisahan kromatid

a. Sentromer dari setiap kromosom membelah, sehingga kromatid berubah menjadi kromosom

b. Kromosom yang baru bergerak ke arah kutub

4. Telofase II Stadia empat sel, terbentuknya tetrad

Dinding inti mulai terbentuk di sekelilingkeempat sel hasil pembelahan

Bentuk kromosom yang nyata lenyap

Setiap inti terdiri dari anggota satu set kromosom, yaitu dalam kondisi haploid yang bermodifikasi lanjut menghasilkan gamet-gamet.

Meiosis I continued

Meiosis II (similar to mitosis)

Meiosis II continued

Perbedaan Mitosis dan Meiosis

1. Pembelahan yang memisahkan kromatid bersaudara. Hasil pembelahan sama dengan asalnya

1. Stadia pertamamerupakan reduksi, kromosom yang homolog terpisahpada anafase I, kromatid bersaudaraterpisah dalampembelahan padaanafase II

2. Setiap siklus terjadi satu kali pembelahan meliputi pembelahan sitoplasma (sitokinesis) pada setiap pembelahan kromosom

2. Setiap siklus terjadi dua kali pembelahan, yaitu pembagian sitoplasma menjadi dua, yang mengikuti pembelahan reduksi jumlah kromosom dan yang mengikuti pembelahan kromosom menghasilkan jumlah kromosom yang sama, yaitu setengah jumlah kromosom sel anak

3. Kromosom biasanya tidak mungkin bersinapsis, tidak terbentuk khiasma. Umumnya tidak terjadi perubahan genetik di antara kromosom yang homolog

4. Dihasilkan dua sel anak pada setiap siklus

3. Terjadi sinapsis dan terbentuk khiasma, terjadi perubahan genetik di antara kromosom yang homolog

4. Dihasilkan empat sel anak pada setiap siklus

5. Keadaan genetik hasil mitosis identik

6. Jumlah kromosom sel anak sama dengan sel induknya

7. Produk mitosis biasanya mampu meneruskan pembelahan mitosis selanjutnya

5. Keadaan genetikberbeda karenaadanya pemisahansecara bebas dancrossing over

6. Jumlah kromosom selanak setengah dariinduknya

7. Produk meiosis tidakdapat membelahsecara meiosis lagimeskipun hasilmeiosis ini kadang-kadang mengadakanpembelahan mitosis

8. Umumnya terjadipada sel-sel yang bermitosis(meristematis)

9. Dimulai pada stadia zigot dan diteruskansepanjang hiduporganisme

8. Terjadi dalam sel-sel tertentu/sel khusus/ sel kelamin

9. Terjadi hanya setelah organisme pada tingkat tinggi mulai matang/dewasa