Pembelahan Meiosis dan Perbedaan Mitosis Pada Mahluk Hidup (Hewan Tumbuhan Manusia)

Pembelahan Meiosis - Makhluk hidup uniselular dapat bereproduksi hanya dengan membelah diri. Pada makhluk hidup multiselular, reproduksi diawali oleh pembentukan sel spora atau gamet (sel telur atau sel sperma), kemudian sel-sel gamet tersebut bersatu melalui proses fertilisasi.

Manusia memiliki jumlah kromosom sel somatis sebanyak 46 buah. Jika sel gamet manusia memiliki jumlah kromosom lengkap, melalui proses fertilisasi keturunan yang dihasilkan akan memiliki 92 kromosom. Keturunan selanjutnya akan memiliki jumlah kromosom 184, 368, 736, dan seterusnya. Akan tetapi, akumulasi kromosom makhluk hidup tidak terjadi seperti itu. Terdapat suatu proses yang menyebabkan jumlah kromosom keturunan sama dengan jumlah induknya, meskipun berasal dari peleburan dua sel. Proses tersebut adalah pembelahan meiosis.

Pembelahan meiosis disebut juga pembelahan reduksi karena jumlah kromosom sel hasil pembelahan ini berkurang setengahnya. Pada saat fertilisasi, jumlah kromosom sel zigot akan kembali utuh karena berasal dari sel gamet jantan dan sel gamet betina. Kromosom dari gamet jantan merupakan pasangan kromosom homolog dari gamet betina.

Sel yang mengandung dua set kromosom homolog disebut diploid. Sel somatis (sel tubuh) pada tumbuhan, hewan, dan manusia memiliki kromosom diploid. Adapun sel gametnya telah tereduksi dan hanya memiliki satu set kromosom disebut  haploid. Satu set kromosom disimbolkan dengan huruf n sehingga set diploid adalah 2n dan set haploid adalah n.

Selain reduksi kromosom, pembelahan meiosis memiliki fungsi penting lain. Meiosis menyebabkan terjadinya variasi antara induk dengan keturunannya serta antarketurunan itu sendiri. Hal tersebut terjadi melalui pengelompokan kromosom secara bebas dan pindah silang (crossing over).

Meiosis terjadi melalui dua tahap pembelahan sel. Meskipun tahap meiosis mirip dengan  tahap pada mitosis, terdapat perbedaan besar pada perilaku kromosom dalam kedua proses tersebut.

Dua tahap pembelahan meiosis menghasilkan empat sel haploid dari satu sel diploid. Pada pembelahan meiosis I terjadi pemisahan kromosom homolog ke dalam dua sel anak. Pembelahan meiosis II tidak diikuti oleh fase S pada interfase sehingga replikasi DNA dan duplikasi kromosom tidak tejadi pada kedua sel anak.

1. Meiosis I

Sama halnya dengan pembelahan mitosis, sebelum sel memasuki tahap pembelahan, terlebih dahulu terjadi tahap interfase. Pada fase S interfase terjadi replikasi DNA yang menghasilkan duplikasi kromosom. Tahap meiosis I terdiri atas profase I, metafae I, anafase I, dan telofase I.

a. Profase I

Pada awal profase I, terdapat dua kromatid untuk setiap kromosom. Mirip profase pada mitosis. Namun, pada meiosis, setiap pasangan kromosom homolog saling mendekat dan berpasangan membentuk struktur dengan empat kromatid yang disebut  tetrad. Proses kromosom homolog yang berpasangan ini disebut sinapsis. Setiap pasangan kromosom ini disebut bivalen.

Sama halnya dengan fase profase mitosis, pada profase I membran inti sel melebur. Pada sel hewan terjadi duplikasi senteriol. Penampakan kromosom semakin jelas ketika mendekati akhir profase I

Tahap interfase dan profase

Pada akhir profase I, ikatan kromosom homolog tidak terlalu kuat dan pasangan kromosom homolog mulai terpisah. Pasangan kromosom homolog masih saling berikatan pada beberapa titik. Titik kromatid homolog berikatan ini disebut kiasma (jamak, kiasmata). Pada kiasma inilah kemungkinan pindah silang dapat terjadi. Karena pengaruh gen- gen pada satu kromosom (atau kromatid) dapat berbeda dengan gen-gen pada pasangan homolognya dapat berbeda, pindah silang dapat mengubah urutan gen-gen pada kromosom. Pengaruh pindah silang dapat Anda pelajari pada pembahasan tentang pewarisan sifat.

b. Metafase I

Pada metafase I, benang-benang spindel menempatkan setiap tetrad sejajar bidang ekuator. Benang spindel melekat pada kinetokor sentromer. Benang spindel dari satu kutub hanya akan melekat pada salah satu kromosom homolog dari setiap tetrad. Benang spindel dari kutub lain akan melekat pada kromosom homolog lain dari tetrad tersebut. Dengan demikian, setiap kromosom dari pasangan kromosom homolog hanya dapat tertarik pada kutub yang berlawanan.

Tahap metafase I

c. Anafase I

Berdasarkan pengaturan pelekatan benang spindel pada metafase I, pada anafase I setiap kromosom dupleks dari pasangan kromosom homolog bergerak menuju kutub yang berlawanan sehingga ikatan tetrad saja yang terpisah. Hal ini berbeda dengan anafase pada mitosis yang terjadi pemisahan kromatid. Pada fase ini jumlah kromosom bagi calon sel anak sudah tereduksi.

Tahap anafase 1

d. Telofase I dan Sitokinesis

Pada telofase I, kromosom berkumpul pada masing-masing kutub sel. Saat ini setiap kutub sel memiliki jumlah kromosom haploid dan kromosomnya masih dalam bentuk dupleks, dengan dua kromatid. Biasanya sitokinesis terjadi bersamaan dengan telofase I dan menghasilkan dua sel anak haploid.

Jika meiosis ini terjadi pada sel gamet manusia, jumlah kromosom tubuh yang 46 buah akan tereduksi menjadi 23 buah pada akhir meioisis I.

Tahap telofase I

2. Meiosis II

Dua sel haploid hasil meiosis I sekarang memasuki meisosis II. Tedapat perbedaan dalam siklus sel meiosis II ini. Pada interfase II, tidak terjadi replikasi DNA sehingga kromosom dalam kedua sel tersebut berada dalam keadaan dupleks. Oleh karena, kemiripannya dengan mitosis, tahap meiosis II ini secara keseluruhan dapat dikatakan sebagai mitosis haploid.

a. Profase II

Pada tahap ini benang kromatin yang semula terurai setelah telofase I mengalami kondensasi kembali membentuk kromosom. Kromosom yang terbentuk masih dalam keadaan dupleks, dengan dua kromatid. Membran inti mulai melebur.

Tahap metafase II dan profase II

b. Metafase II

Kromosom mengumpul kembali pada bidang pembelahan dengan bantuan benang-benang spindel. Benang-benang spindel ini melekat pada kinetokor yang nantinya akan menarik pasangan kromatid menuju kutub yang berlawanan

Tahap metafase II

c. Anafase II

Anafase II mirip dengan anafase pada mitosis. Tahap ini diawali pemisahan sentromer dan setiap kromatid bergerak menuju kutub yang berlawanan

Tahap anafase II

d. Telofase dan Sitokinesis

Tahap telofase II berlanjut dengan terbentuknya membran inti yang menyelimuti kromosom pada masing-masing kutub. Kromosom terurai kembali menjadi benang-benang kromatin dan diikuti oleh sitokinesis.

Sitokinesis pada dua sel tersebut menghasilkan empat sel haploid. Pada hewan jantan, empat sel baru yang terbentuk dapat menjadi sperma. Pada bagian bunga jantan, dapat menjadi serbuk sari (polen). Pada hewan atau bagian bunga betina, pembentukan gametnya lebih kompleks.

Tahap telofase II

Berdasarkan penjelasan yang telah Anda pelajari tentang pembelahan mitosis dan meiosis, tentu Anda dapat membedakan kedua proses pembelahan tersebut. Apakah perbedaan keduanya? Perhatikan tabel berikut ini.

Perbedaan Mitosis dan Meiosis