Meiosis 1

BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Didalam kehidupan, diawali dengan munculnya organisme uniseluler
yang selanjutnya menghasilkan organisme multiseluler. Peristiwa
demikian dokenal pada teori evolusi. Mekanisme tertentu telah
ditempuh hingga menghasilkan organism multiseluler sampai dalam
wujud seperti sekarang ini. Salah satu mekanisme yang ditempuh
adalah melalui proses reproduksi sel. Sebagai unit fungsional, sel
memiliki kemampuan memperbanyak diri atau dikenal dengan istilah
reproduksi.
Reproduksi
sel
berlangsung
melalui
pembelahan.
Pembelahan sel yang terjadi pada organisme euksriot m,elipti
pembagian inti sel (kariokinesis) dan pembagian sitoplasma
(sitokinesis) melalui tahapan seperti pada mitosis maupun meiosis.
Tahapan pembelahan didasarkan pada perubahan letak (tingkah laku)
kromosom selama berlangsungnya proses pembelahan. Pembelahan
sel di diawali dengan adanya aktivitas pembelahan kromosom dalam
beberapa
tahap
pembelahan.
Pada
setiap
tahap
pembelahan
mempunyai ciri-ciri tertentu yang dapat diamati proses-prosesnya
melalui teknik atau perlakuan tertentu yang diberikan pada kromosom
tersebut.
Adapun pembelahan sel dibedakan menjadi dua macam, yaitu mitosis
dan meiosis. Pembelahan meiosis terjadi pada sel-sel germinal
1
(gamet) dengan hasil akhir empat buah sel anak yang bersifat haploid
dengan komposisi genotip yang mungkin berbeda dengan sel
induknya Mitosis adalah peristiwa pembelahan sel yang terjadi pada
sel-sel somatis (sangat aktif pada jaringan meristem) yang
menghasilkan dua sel anak yang memiliki genotip sama dan identik
dengan sel induknya.
1.2Tujuan
 Mengatahui peran penting meiosis pada makhluk hidup,
khususnya pada tumbuhan.
2
BAB II
PEMBAHASAN
Pembelahan meiosis akan menghasilkan 4 sel anak yang memiliki
jumlah kromosom hanya setengah dari kromosom tetuanya. Hal ini
bertujuan untuk menjaga agar jumlah kromosom individu tetap dari
generasi ke generasi (Sastrosumarjo, 2006).
Meiosis adalah salah satu cara sel untuk mengalami pembelahan. Ciri
pembelahan secara meiosis adalah:

Terjadi di sel kelamin

Jumlah sel anaknya 4

Jumlah kromosen 1/2 induknya

Pembelahan terjadi 2 kali
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 pembelahan sel,
yaitu pembelahan I (meiosis I) dan pembelahan II (meiosis II) Pada
proses Meiosis I. pada tahap Pofase I DNA dikemas dalam
kromosom.Pada akhir profare I terbentuk kromosom homolog yang
berpasangan membentuk tetrad. Tahap Profase I dibagi menjadi 5
subfase, yaitu: -Leptonema : Benang-benag kromay\tin memendek
dan menebal ,serta mudah menyerap zat warna dan membentuk
kromosom mengalami KONDENSASI. -Zigonema : Sentromer
membelah
menjadi
dua
dan
bergerak
kearah
kutub
yang
3
berlawanan,sementara itu kromosom homolog saling berpasangan (
SINOPSIS). -Pakinema : Terjadi duplikasi kromosom. -Diplonema :
Kromosom homolog saling menjauhi, erjadi perlekatan berbentuk X
yang disebut KIASMA dan merupakan tempat terjadinya Crossing
Over. -Diakenesis : Terbentuk benang-benang spindel, dua sentriol
sampai pada kutub yang berlawanan, membran inti dan nukleus
menghilang.
TAHAP Metafase I : Pasangan kromosom homolog berderet di daerah
ekuator. Sentromer menuju kutub dan mengeluarkan benang2 spindel.
TAHAP Anafase I : Kromosom homolog berpisah dan bergerak ke
kutub yang berlawanan. Benang spindel dan seluruh isi sel
memanjang ke arah kutub.
Pada manusia dan hewan, meiosis terjadi di dalam gonad dan
menghasilkan sel gamet seperti spermatosit atau sel telur. Pada
tumbuhan, meiosis terjadi pada anthers dan ovaries dan menghasiklan
meiospor yang perlahan terdiferensiasi menjadi sel gamet juga.
Meiosis (Pembelahan Reduksi) adalah reproduksi sel melalui tahaptahap pembelahan seperti pada mitosis, tetapi dalam prosesnya terjadi
pengurangan (reduksi) jumlah kromosom.
Meiosis terbagi menjadi due tahap besar yaitu Meiosis I dan Meiosis
II Baik meiosis I maupun meiosis II terbagi lagi menjadi tahap-tahap
seperti pada mitosis. Secara lengkap pembagian tahap pada
pembelahan reduksi adalah sebagai berikut :
4
Berbeda dengan pembelahan mitosis, pada pembelahan meiosis antara
telofase I dengan profase II tidak terdapat fase istirahat (interface).
Setelah selesai telofase II dan akan dilanjutkan ke profase I barulah
terdapat fase istirahat atau interface.
PERBEDAAN ANTARA MITOSIS DENGAN MEIOSIS
Aspek yang dibedakan Mitosis
Meiosis
Sifat mempertahan-
Tujuan
Untuk pertumbuhan
Hasil pembelahan
2 sel anak
4 sel anak
Sifat sel anak
diploid (2n)
haploid (n)
Tempat terjadinya
sel somatis
sel gonad
kan diploid
Pada hewan dikenal adanya peristiwa meiosis dalam pembentukan
gamet, yaitu Oogenesis dan Speatogenesis. Sedangkan pada tumbahan
5
dikenal
Makrosporogenesis
(Megasporogenesis)
dan
Mikrosporogenesis.
Pembelahan meiosis terdiri dari tahap, yaitu meiosis I dan meiosis II.
Meiosis I dapat dibedakan lagi menjadi interfase I, profase I, metafase
I, anafase I, dan telofase I. Meiosis II juga dibedakan atas interfase II,
profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II. Pembelahan meiosis
ini merupakan proses yang dinamis, tidak terputus – putus, dan tidak
terdapat batas yang kelas antar setiap fasenya.
Meiosis I
Sebelum memasuki meiosis I, terlebih dahulu terjadi interfase.
Interfase I pada meiosis I sama dengan interfase pada mitosis, yaitu
terjadi sintesis dan replikasi DNA serta terjadi pembentukkan protein
– protein yang bermanfaat untuk tahap – tahap setelahnya. Tahap –
tahap pada meiosis I adalah:
Profase I
Sebagian besar perbedaan antara mitosis dan meiosis terdapat pada
fase ini. Profase I pada meiosis menghabiskan waktu yang lebih lama
dibandingkan dengan profase pada mitosis. Profase I ini dapat
berlangsung selama beberapa minggu atau bulan. Profase I terdiri dari
beberapa tahap, yaitu:
a. Leptoten
6
Pada tahap ini, kromosom terlihat seperti benang – benang
halus yang panjang, sehingga masing – masing kromosom
belum dapat dikenali secara jelas. Benang – benang kromosom
yang halus tersebut disebut kromonema. Pada fase ini, struktur
kromosom yang dapat terlihat lebih jelas adalah kromomer.
Kromomer adalah penebalan yang terjadi pada beberapa bagian
kromososm yang tampak seperti manik – manik. Pada fase ini
pasangan – pasangan kromatid belum dapat dibedakan.
b. Zigoten
Pada fase ini, mulai terjadi perpasangan antara kromosom yang
homolog, sehingga alel – alel akan berhadapan letaknya dan
tidak berjauhan seperti pada leptoten. Proses saling berpasangan
antara kromosom homolog disebut sinapsis. Namun, sinapsis ini
akan lebih jelas terlihat pada fase selanjutnya (pakiten).
c. Pakiten
7
Fase ini merupakan fase yang paling lama pada profase I ini.
Benang – benang kromosom tampak semakin jelas dan
perpasangan serta sinapsis antara kromosom homolog semakin
dekat dan sempurna. Benang – benang kromosm terlihat
double. Hal ini karena setiap pasang kromosom yang homolog
terdiri dari dua buah kromatid. Sehingga pada fase ini, terlihat
sejumlah perpasangan bivalen yang jumlahnya sama dengan
jumlah kromosom haploid dari individu tersebut. Jumlah
kromatid pada fase meiosis ini sama banyaknya dengan jumlah
kromatid pada profase mitosis. Yang membedakan adalah
distribusi kromosom – kromosomnya. Pada profase mitosis,
kromosom – kromosom saling terpisah dan tidak berhubungan,
sedangkan pada profase I meiosis kromosom – kromosomnys
saling berpasangan secara bivalen
Adanya sinapsis yang
sempurna pada fse ini memungkinkan terjadinya pertukaran
genetik antar kromosom homolog atau antar kromosom yang
bukan homolognya (pindah silang / crossing over).
d. Diploten
8
Fase ini ditandai dengan mulai memisahnya kromatid –
kromatid yang tadinya berpasangan secara bivalen. Pemisahan
yang paling kuat, terjadi pada bagian sentromer. Akan tetapi,
pada bagian – bagian tertentu dari kromosom homolog masih
tetap saling berdekatan. Bagian – bagian yang saling berdekatan
dan tampak bersilang ini disebut kiasma (banyak : kiasmata).
Pada kiasma tersebut, kromatid – kromatid yang tidak homolog
(“nonsister chromatid”) akan putus. Kemudian, ujung – ujung
dari kromatid yang putus tadi akan bersambungan secara
resiprok (berbalasan). Hal ini menyebabkan gen – gen yang
terangkai pada segmen kromatid tersebut akan bertukar secara
resiprok juga. Proses tertukarnya segmen – segmen nonsister
kromatid dari pasangan kromosom homolognya yang disertai
tertukarnya gen – gen yang terangkai pada segmen – segmen
tersebut secara resiprok dinamakan pindah silang (crossing
over).
Proses pindah silang ini sangat penting karena akan
menghasilkan kombinasi – kombinasi yang baru (tipe
rekombinasi) yang bermanfaat bagi pemuliaan tanaman.
Kromatid – kromatid yang tidak mengalami pindah silang
masih memiliki gen – gen yang berasal dari tetuanya. Gamet –
gamet yang menerima kromatid yang tidak mengalami pindah
silang tersebut disebut gamet tipe parental.
e. Diakinesis
9
Fase ini merupakan fase terakhir pada profase I meiosis.
Kromosom – kromosom mengalami kondensasi maksimum dan
kiasma semakin jelas terlihat. Pada fase ini, nukleolus dan
membran nukleus menghilang, dan benang – benang gelendong
mulai terbentuk.
Metafase I
Pada fase ini, hampir sama dengan metafase mitosis. Kromosom –
kromosom menempatkan dirinya di tengah – tengah sel, yaitu di
bidang equator dari sel. Namun, terdapat perbedaan antar metafase I
meiosis dengan metafase mitosis. Pada metafase mitosis, yang
terdapat pada bidang equator adalah kromosom – kromosom tunggal.
Sedangkan pada metafase I meiosis, yang terdapat pada bidang
equator adalah pasangan – pasangan kromosom homolog sehingga
pada metafase I meiosis tidak terjadi pembelahan sentromer.
Anafase I
Sama halnya dengan yang terjadi pada anafase mitosis, anafase I
meiosis dimulai ketika kromosom bergerak ke kutub yang
berlawanan. Tiap kromosom dari pasangan kromosom homolog
bergerak ke arah kutub yang berlawanan. Masing – masing kutub
10
menerima setengah jumlah kromosom yang ada, sehingga pada fase
inilah dimulai terjadinya reduksi kromosom.
Cara pergerakkan kromosom homolog ke arah kutub yang berlawanan
oleh benang gelendong terjadi secara bebas dan kebetulan, tidak ada
yang memerintahkan untuk suatu kromosom bergerak ke atas atau ke
bawah. Hal ini sesuai dengan hukum mendel yang terkenal, yaitu “The
law of segregation of allelic genes” dan “The law of independent
assortment of genes”. Sebagai contoh, jika terdapat alel dominan (A)
dan alel resesif (a). Maka, mereka akan memisah secara bebas ke
kutub yang berlawanan menjadi (A) atau (a). Hal yang sama juga
terjadi pada alel dominan (B) dan alel resesif (b) yang akan memisah
secara bebas menjadi (B) atau (b). Maka, kombinasi antar keduanya
akan terbentuk AB, Ab, aB, atau ab.
Telofase I
Pada fase ini, dinding nukleus dan nukleolus terbentuk kembali seperti
pada telofase mitosis. Akan tetapi, pada telofase meiosis, jumlah
kromosom haploid lah yang terdapat pada nukleus yang baru ini. Pada
masing – masing nukleus yang baru ini terdapat dua kromosom yang
haploid yang terdiri dari empat kromatid. Sehingga menandakan
bahwa reduksi jumlah kromosom masih belum berlangsung sempurna.
Agar dapat tercapai reduksi yang sempurna, maka diperlukanlah
pembelahan meiosis II.
11
Meiosis II
Apabila dilihat dengan mengguinakan mikroskop cahaya, maka
terdapat dugaan bahwa berbagai fase yang berlangsung pada meiosis
II ini sama dengan berbagai fase yang terjadi selama mitosis. Bahkan
ada orang yang memiliki anggapan bahwa meiosis II adalah
pembelahan mitosis. Anggapan yang demikian tidak benar sama
sekali dikarenakan beberapa alasan, yaitu:
 Kromosom yang double pada profase mitosis merupakan hasil
duplikasi dari bahan genetik selama interfase. Sedangkan
kromosom yang terlihat dauble pada profase II meiosis bukan
merupakan hasil duplikasi bahan genetik.
 Kromosom – kromosom yang menyusun kromosom mitosis
adalah sister chromatic, sehingga merupakan kromatid yang
identik. Sedangkan kromosom yang menytusun kromosom
profase II meiosis bukan merupakan sister chromatic sempurna
oleh karena adanya crossing over yang terjadi pada meiosis I.
 Meiosis II bertujuan untuk memisahkan kromatid – kromatid
yang berbeda dari tiap kromosomnya
 Meiosis II menghasilkan reduksi yang sempurna
 Meiosis II menghasilkan kombinasi yang baru yang dari gen –
gen yang berasal tetua jantan dan betina pada generasi
sebelumnya
 Meiosis II sangat penting untuk proses seksual
12
Profase II
Fase ini dapat dimulai setelah selesainya interfase I yang berlangsung
sangat pendek. Pada beberapa organisme bahkan tidak mengalami
interfase, sehingga dari telofase I langsung dilanjutkan ke profase II,
dan kadang – kadang juga terjadi dari telofase I langsung ke metafase
II.
Metafase II
Pada fase ini, kromosom yang terdiri dari dua kromatid berada di
bidang equator. Benang – benang gelendong yang berasal dari masing
– masing kutub mengikat sentromer masing – masing kromatid.
Keadaan kromosom pada metafase II meiosis hampir mirip pada
keadaan kromosom pada metafase mitosis, akan tetapi dengan jumlah
kromosom yang hanya setengahnya saja.
Anafase II
Pada fase ini, sentromer terbelah menjadi dua. Masing – masing
kromatid tertarik oleh benang – benang gelendong ke kutub yang
berlawanan. Pada saat inilah terjadi reduksi kromosom yang
sebenarnya, sehingga reduksi kromosom saat ini sudah sempurna.
Bergeraknya kromatid ke arah kutub yang berlawanan ini seperti yang
terjadi pada anafase mitosis, namun dengan jumlah kromosom yang
hanya setengahnya saja.
Telofase II
Pada fase ini terjadi pembelahan sel, sehingga dihasilkan empat sel
anak yang haploid (n), yang disebut juga tetrad. Setiap inti dari sel –
13
sel tersebut memiliki hanya setengahnya saja dari jumlah kromosom
tetuanya. Pada fase ini pula, terbentuk kembali nukleolus dan
membran nukleus. Membran nukleus mengelilingi ke empat inti hasil
pembelahan. Kromosom pun mulai mengendur kembali. Setelah itu,
terjadi modifikasi lebih lanjut untuk menghasilkan sel gamet.
Gametogenesis
Gametogenesis adalah proses diploid dan haploid yang mengalami
pembelahan sel dan diferensiasi untuk membentuk gamet haploid
dewasa.
Tergantung
dari
siklus
hidup
biologis
organisme,
gametogenesis dapat terjadi pada pembelahan meiosis gametosit
diploid menjadi berbagai gamet atau pada pembelahan mitosis sel
gametogen haploid. Contohnya, tanaman menghasilkan gamet melalui
mitosis pada gametofit. Gametofit tumbuh dari spora haploid setelah
meiosis spora.
Gametogenesis
meliputi
spermatogenesis
dan
oogenesis.
spermatogenesis merupakan pembentukan sel kelamin jantan (inti sel
sperma), oogenesis merupakan pembentukan sel kelamin betina (inti
sel telur/ovum). Gametogenesis melibatkan proses pembelahan sel
mitosis dan meiosis.
Spermatogenesis adalah proses gametogenesis pada pria dengan cara
pembelahan meiosis dan mitosis. Spermatogenesis pada sperma biasa
terjadi di epididimis. Sedangkan tempat menyimpan sperma
sementara, terletak di vas deferens.
Spermatozoid
14
Tipe Sel
Kromosom Kromatid Proses pembelahan
Spermatogonium
46
2N
Mitosis
Spermatosit primer
46
4N
Meiosis
Spermatosit
23
2N
Meiosis
23
1N
Diferensiasi
sekunder
Spermatid
menjadi
Sperma
Sperma
23
1N
-
Penjelasan
Spermatogenesis berasal dari kata sperma dan genesis (pembelahan).
Pada spermatogenesis terjadi pembelahan secara mitosis dan meiosis.
Spermatogenesis merupakan tahap atau fase-fase pendewasaan sperma
di epididimis. Setiap satu spermatogonium akan menghasilkan empat
sperma matang.
15
Tahap
Spermatogonium
Spermatogonium merupakan tahap pertama pada spermatogenesis
yang dihasilkan oleh testis. Spermatogoium terbentuk dari 46
kromosom dan 2N kromatid.
Spermatosit primer
Spermatosit primer merupakan mitosis dari spermatogonium. Pada
tahap ini tidak terjadi pembelahan. Spermatosit primer terbentuk dari
46 kromosom dan 4N kromatid.
Spermatosit sekunder
Spermatosit sekunder merupakan meiosis dari spermatosit primer.
Pada tahap ini terjadi pembelahan secara meiosis. Spermatosit
sekunder terbentuk dari 23 kromosom dan 1N kromatid.
Spermatid
Spermatid merupakan meiosis dari spermatosit sekunder. Pada tahap
ini terjadi pembelahan secara meiosis yang kedua. Spermatid
terbentuk dari 23 kromosom dan 1N kromatid.
Sperma
Sperma merupakan diferensiasi atau pematangan dari spermatid. Pada
tahap ini terjadi diferensiasi. Sperma terbentuk dari 23 kromosom dan
1N kromatid dan merupakan tahap sperma yang telah matang dan siap
dikeluarkan.
16
Oogenesis adalah penciptaan ovum (sel telur) merupakan proses dari
bentuk betina gametogenesis yang setara dengan jantan yakni
spermatogenesis. Oogenesis berlangsung melibatkan pengembangan
berbagai tahap reproduksi telur sel betina yang belum matang.
Sporogenesis
Individu baru (keturunannya) yang terbentuk mempunyai ciri dan sifat
yang sama dengan induknya. Individu-individu sejenis yang terbentuk
secara reproduksi aseksual dikatakan termasuk dalam satu klon,
sehingga anggota dari satu klon mempunyai susunan genetik yang
sama.
Pembentukan spora
Dibentuk di dalam tubuh induknya dengan cara pembelahan sel. Bila
kondisi lingkungan baik, maka spora akan berkecambah dan tumbuh
menjadi individu baru, spora dihasilkan oleh jamur, lumut, paku,
sporozoa (salah satu kelas protozoa) dan kadang-kadang juga
dihasilkan oleh bakteri.
17
Perbedaan antara hewan dan tumbuhan
Mekanisme reproduksi
_ Tumbuhan tidak membedakan sel yang akan membentuk sel
somatik/tubuh dengan sel untuk reproduksi
_ Sel Tumbuhan mempertahankan kemampuannya untuk
bereproduksi
_ Tumbuhan dapat bereproduksi secara seksual dan aseksual
_ Pada tumbuhan terdapat pembagian yang jelas antara
generasi gametofit dan sporofit
siklus perkembangbiakan pada tumbuhan.
Tumbuhan_spora hasil meiosis akan berkecambah menjadi gametofit,
dengan jumlah sel berkisar dari 2 sel (pollen) sampai berjuta-juta sel
(pada lumut)
Gymnospermae
Memiliki biji tapi tidak memiliki
bunga/buah
18
• Terdiri atas + 700 spesies (Coniferales,
Cycadales, Gingkoales, Gnetales
• Siklus hidup :
– Gametofit _ _tersusun atas banyak sel, mengandung arkegonium
yang berisi sel telur -megasporofil -Strobilus .
– Gametofit=>polen yang tersusun atas beberapa sel_mikrosporofil strobilus .
_Tumbuhan monoecious
• Polinasi dengan bantuan angin
• Embrio berkembang di dalam biji
Gambar: Perkembangbiakan Gymnospermae
Agiospermae
19
Siklus hidup
_gambaran yang menunjukkan adanya peristiwa perkembangan dan
reproduksi pada setiap organisma.
Siklus hidup _perbedaan/perubahan pada tingkat ploidi pada bagian
tertentu organisma dan di bagian mana proses meiosis (reduksi jumlah
kromosom) terjadi.
Peristiwa penting selama siklus hidup tumbuhan
– Meiosis =>generasi/fase haploid (n) yang bersifat gametik hanya
terdiri atas beberapa sel saja. Proses meiosis akan menghasilkan spora
haploid gamet
– Fertilisasi=>generasi/fase diploid (2n) yang dimulai dengan
pembentukan zigot – embrio – tumbuhan dewasa.
Pada tumbuhan terjadi pergiliran generasi,
– Sporofit – tumbuhan diploid yang menghasilkan spora
– Gametofit – tumbuhan haploid penghasil gamet
20
Dominansi masing-masing fase bervariasi,
• Pada tumbuhan tidak berpembuluh, misal lumut hati dan lumut daun,
fase gametofit lebih dominan.
• Pada tumbuhan berpembuluh, Pteridophyta sampai
Angiospermae – sporofit
Terjadi 4 kejadian penting pada meiosis.
• Perpasangan kromosom yg homolog (synapsis)
• Pertukaran bagian kromosom (crossing over)
• Distribusi kembali kromosom
• Susunan materi genetik mungkin berbeda dg tetua akibat
crossing over
21
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Meiosis adalah salah satu cara sel untuk mengalami pembelahan. Ciri
pembelahan secara meiosis adalah:

Terjadi di sel kelamin

Jumlah sel anaknya 4

Jumlah kromosen 1/2 induknya

Pembelahan terjadi 2 kali
Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan
nuftah.
Terjadi 4 kejadian penting pada meiosis.
• Perpasangan kromosom yg homolog (synapsis)
• Pertukaran bagian kromosom (crossing over)
• Distribusi kembali kromosom
• Susunan materi genetik mungkin berbeda dg tetua akibat
crossing over
Siklus hidup tanaman berhubungan dengan meiosis. Seperti adanya
siklus gametogenesis dan sporagenesis yang didalamnya terjadi
pembelahaan meiosis.
22
DAFTAR PUSTAKA
Beck, C.B. 2006. An introduction to plant structure and development.
Cambridge Univ. Press, Cambridge
Cutler, D., T. Botha & d. Stevenson. 2007. Plant Anatomy. Blackwell
publisher.
Dickinson, W. C. 2000. Integrative Plant Anatomy. Harcourt
Academic Press, New York.
Evert, R.F. 2006. Esau’s Plant Anatomy. John Wiley & Sons. New
Jersey.
Fahn, A. 1990. Plant Anatomy. Pergamon Press, New York.
Halle, E. M. and Oldeman, R. A. A. 1975 An Essay on the
Architecture and Dynamics of Growth of Tropical Trees. Univ.
Malaya. Kuala Lumpur.
23