pristianmega: Biologi Sel

BIOLOGI SEL

Oleh :

Mega Pristiani (1115041028)

Nadya Mustika Insani (1115041033)

Raynal Rahman (1115041039)

Ricky Fahlevi Ks (1115041041)

Rina Septiana (1115041042)

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung

Bandarlampung

2012

I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Biologi merupakan ilmu yang mempelajari seluruh aspek kehidupan. Dalam kehidupan sehari-hari biologi mengampil peran yang sangat penting. Untuk itulah kita mempelajari biologi khususnya tentang Sel. Ini dikarenakan sel merupakan dasar dari sebuah kehidupan. Sel-sel tersebut membentuk kesatuan untuk membetuk kehidupan. Kita bias lihat bahwa alam semesta ini begitu luas. Namun apabila kita selidiki lebih dalam lagi ternyata terdapat kehidupan yang lebih kecil dan lebih sederhana dari yang kita bayangkan.dari masa kemasa dilakukan penelitian dan penemuan tentang sel. Dimulai dari penemuan Robert Hook dengan sel gabusnya pada tahun 1665 sampai sekarang pun masih dilakukan penelitian bahkan sudah mencapai tahap materi genetic.

Sel memiliki ukuran yang sangat kecil dan tak kasat mata. Ada yang hanya 1-10 mikron, ada yang mencapai 30-40 mikron, bahkan ada yang beberapa sentimeter. Didalam ukuran yang sangat kecil bentuk yang bermacam-macam tersebut, sel memiliki bagian-bagian sel yang memiliki fungsi masing-masing. Antar bagian sel itu melakukan interaksi dan salingt ketergantungan. Oleh karena itu sel dipandang sebagai dasar kehidupan makhluk hidup.

Dalam pembagiannya sel terdiri dari Eukariot(eu=sejati, karyon=inti) yang memiliki membrane inti dan Prokariot(pro=sebelum, karyon=inti) yang tidak memiliki membrane inti dan pada umumnya makhluk hidup uniseluler.

Banyak ilmuwan yang ikut mengembangkan dan menemukan teori-teori mengenai sel dan sampai saat ini pengetahuan sel terus berkembang luas seiring meningkatnya perkembangan iptek.

Selanjutnya, dari pengetahuan tentang sel tersebut munculah disiplin ilmu seperti halnya biologi sel. Biologi sel adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang sel. Sel sendiri adalah kesatuan struktural dan fungsional makhluk hidup.

II PEMBAHASAN

2.1 Teori Sel

Beberapa ahli telah mencoba menyelidiki tentang struktur dan fungsi sel, dan kemudian muncullah beberapa teori tentang sel. Sejarah ditemukannya teori tentang sel diawali penemuan mikroskop yang menjadi sarana untuk mempermudah melihat struktur sel. Berbagai penelitian para ahli biologi, antara lain seperti berikut.

a. Robert Hooke (hidup pada tahun 1635 sampai 1703)

Ia mencoba melihat struktur sel pada sayatan gabus di bawah mikroskop. Dari hasil pengamatannya diketahui terlihat rongga-rongga yang dibatasi oleh dinding tebal. Jika dilihat secara keseluruhan, strukturnya mirip sarang lebah. Satuan terkecil dari rongga tersebut dinamakan sel.

b. Schleiden (hidup pada tahun 1804 sampai 1881) dan T. Schwann (hidup pada tahun 1810 sampai 1882)

Mereka mengamati sel-sel jaringan hewan dan tumbuhan. Schleiden mengadakan penelitian terhadap tumbuhan. Setelah mengamati tubuh tumbuhan, ia menemukan bahwa banyak sel yang tubuh tumbuhan. Akhirnya ia menyimpulkan bahwa satuan terkecil dari tumbuhan adalah sel. Schwann melakukan penelitian terhadap hewan. Ternyata dalam pengamatannya tersebut ia melihat bahwa tubuh hewan juga tersusun dari banyak sel. Selanjutnya ia menyimpulkan bahwa satuan terkecil dari tubuh hewan adalah sel. Dari dua penelitian tersebut keduanya menyimpulkan bahwa sel merupakan unit terkecil penyusun makhluk hidup.

c. Robert Brown

Pada tahun 1831, Brown mengamati struktur sel pada jaringan tanaman anggrek dan melihat benda kecil yang terapung-apung dalam sel yang kemudian diberi nama inti sel atau nukleus.

Berdasarkan analisanya diketahui bahwa inti sel selalu terdapat dalam sel hidup dan kehadiran inti sel itu sangat penting, yaitu untuk mengatur segala proses yang terjadi di dalam sel.

d. Felix Durjadin dan Johannes Purkinye

Pada tahun 1835, setelah mengamati struktur sel, Felix Durjadin dan Johannes Purkinye melihat ada cairan dalam sel, kemudian cairan itu diberinya nama protoplasma.

e. Max Schultze (hidup pada tahun 1825 sampai 1874)

Ia menegaskan bahwa protoplasma merupakan dasar-dasar fisik kehidupan. Protoplasma merupakan tempat terjadinya proses hidup. Dari pendapat beberapa ahli biologi tersebut akhirnya melahirkan beberapa teori sel antara lain:

a) sel merupakan unit struktural makhluk hidup;

b) sel merupakan unit fungsional makhluk hidup;

c) sel merupakan unit reproduksi makhluk hidup;

d) sel merupakan unit hereditas.

Beberapa teori sel itu menunjukkan betapa pentingnya peranan sel karena hampir semua proses kehidupan dan kegiatan makhluk hidup dipengaruhi oleh sel.

(sumber : http://www.sentra-edukasi.com/2010/04/pengertian-sel-dan-teori-mengenai-sel.html)

Teori lainnya yaitu :

Marcello Malpighi (hidup pada tahun 1628 sampai 1694), seorang ilmuwan dan dokter Italia mempelajari struktur-struktur tumbuh-tumbuhan dan hewan-hewan, dan menamakan sel-sel ‘globulus’ dan ‘sacculus’. Dialah yang dianggap sebagai ‘Bapak Anatomi Mikroskopi’ dan menemukan adanya kapiler-kapiler darah yang kira-kira 30 tahun sebelumnya sudah diperkirakan adanya William Harvey.

Anthoni van Leeuwenhoek (hidup pada tahun 1632 sampai 1723), seorang ahli mikroskop dari Negeri Belanda, mempelajari struktur seluler tumbuh-tumbuhan dan hewan-hewan , termasuk bacteria, Protozoa dan Spermatozoa.

Nehemiah Grew (hidup pada tahun 1641 sampai 1712), seorang dokter Inggris juga mempelajari struktur-struktur mikroskopis dan mengarang dari hal sel-sel dan jaringan pada tumbuhan pada tahun 1672. Bersama-sama dengan Malpighi ia melakukan penelitian mengenai struktur mikroskopis tumbuh-tumbuhan dengan baik sehingga hasil penelitian itu memberikan sumbangsih yang lebih dalam penambahan info mengenai sel.

Mathius Schleiden (hidup pada tahun 1804 sampai 1881) seorang ahli Botani Jerman, danTheodor Schwann (hidup pada tahun 1810 sampai 1882) mempelajari struktur-struktur mikroskopis pada berbagai tumbuh-tumbuhan dan hewan-hewan dan selanjutnya mengarang “Prinsip-Prinsip Sel” pada tahun 1839 dimana diterangkan bahwa organisame-organisme hidup tersusun dari sel-sel atau sel-sel dengan hasil-hasilnya. Meskipun mereka ini telah diakui secara umum, Rene Dutrochet (hidup pada tahun 1776 sampai 1847) seorang ahli Fisiologi Perancis ternyata mendahuluinya dengan pandangan yang serupa pada tahun 1824. Ia menyatakan bahwa pertumbuhan, disebabkan baik oleh pertambahan ‘volume sel-sel maupun adanya tambahan sel-sel kecil yang baru”.

Edmund B. Wilson (hidup pada tahun 1856 sampai 1939) seorang ahli Cytologi Amerika mengarang buku: “The Cell in Development and Heredity” pada tahun 1924. Ia memusatkan perhatian kepada penelitian sel serta berusaha menerangkan phenomena biologis.

Sedangkanteori terjadinya sel yaitu :

Sel adalah suatu satuan dasar dari kehidupan yakni merupakan suatu satuan terkecil dari sesuatu benda yang kita nyatakan “hidup’. Hal ini dinyatakan oleh Theodor Schwann dengan jelas pada tahun 1839 bahwa semua organism hidup, baik yang bersel tunggal maupun yang tersusun dari kelompok-kelompok sel, tersusun dari sel-sel.

Pernyataan Schwann tersebut dilandasi oleh suatu proses yang dikemukakan oleh Rudolf von Virchow pada tahun 1858, dalam pernyataannya kemudian yang berbunyi: “semua sel hanya timbul/berasal dari sel-sel yang telah ada terlebih dahulu”.

Pernyataan Virchow ini selanjutnya ternyata sesuai dengan hasil penelitian Louis Pasteur yang hidup pada tahun 1822 sampai 1861, yang membuktikan bahwa di dunia ini tidak ada sesuatu benda hidup pun yang tidak berasal dari benda hidup yang lain.

Penelitian-penelitian Pasteur ini telah mengakhiri keyakinan mengenai teori “generatio spontanae” berabad-abad sebelumnya diakui sejak Aristoteles, menyatakan bahwa lalat dan nyamuk timbul dari benda-benda yang membusuk yang telah mulai disangkal oleh Francesco Rediyang hidup pada tahun 1627 sampai 1697, dengan pembuktiannya yang menyatakan bahwa ulat-ulat tidak mungkin timbul dari daging yang membusuk apabila tidak ada peletakan telur sebelumnya oleh lalat-lalat pada daging tersebut.

Berdasarkan hasil penelitian tersebut, Pasteur mengemukakan keyakinannya terhadap prinsip ”Biogenesis” yang menyaatakan bahwa ‘semua kehidupan berasal dari kehidupan yang lain.’

Peralihan dari pernyataan-pernyataan Hooke dan Leeuwenhoek ke pernyataan Schwann merupakan peralihan dari suatu hasil penelitian yang sederhana terhadap fakta yang kita jumpai, ke suatu pernyataan yang timbul akibat induksi yang jauh lebih luas. Sedangkan peralihan dan pernyataan Schwann ke pernyataan Virchow merupakan peralihan dari suatu pernyataan yang sederhana menjadi sauatu teori yang menjelaskan pernyataan tersebut.

(sumber : http://biologid.blogspot.com/2011/09/teori-sel.html)

2.2 Sel

Sel adalah bagian struktural dan fungsional dari setiap organisme. Beberapa organisme, misalnya bakteri, merupakan uniseluler, yaitu terdiri dari hanya satu sel saja. Beragam organisme lainnya, misalnya manusia, adalah multiseluler (manusia diperkirakan memiliki 100.000 miliar sel dalam tubuhnya). Teori tentang sel yang pertama kali dikemukakan pada abad ke-19 menyatakan bahwa semua organisme tersusun atas satu atau lebih sel. Setiap sel berasal dari sebuah sel lainnya. Seluruh fungsi vital bagi organisme terjadi di dalam sel dan sel-sel tersebut mengandung informasi genetik yang dibutuhkan untuk mengatur fungsi sel dan memindahkan informasi kepada sel-sel generasi berikutnya.

Kata "sel" berasal dari kata dalam bahasa Latin "cella", yang artinya adalah "ruang kecil". Nama ini dipilih oleh Robert Hooke karena ia melihat adanya kesamaan antara sebuah sel dan sebuah ruangan kecil.

Setiap sel memenuhi kebutuhannya sendiri dan merawat dirinya sendiri pula. Mereka bisa mengambil zat-zat nutrisi, mengubahnya menjadi energi, menjalankan fungsi-fungsi khususnya, dan bereproduksi jika dibutuhkan. Setiap sel menyimpan seperangkat instruksinya sendiri untuk melakukan aktivitas-aktivitas tersebut.

Setiap sel memiliki kemampuan-kemampuan berikut :

1. Bereproduksi dengan cara membelah diri.

2. Metabolisme, termasuk mengambil bahan baku, memproduksi molekul-molekul berenergi dan melepaskan hasil produksinya. Kinerja sebuah sel tergantung pada kemampuannya untuk mengekstrak dan menggunakan energi kimia yang tersimpan dalam molekul-molekul organik. Energi ini didapatkan dari proses metabolisme.

3. Pembuatan protein-protein, mesin bagi sel-sel tersebut, misalnya enzim. Sebuah sel mamalia rata-rata terdiri dari 10.000 jenis protein yang berbeda.

4. Memberikan respon terhadap rangsangan eksternal dan internal seperti perubahan temperatur, pH atau kandungan nutrisi.

5. Mengatur lalu lintas vesikel.

Salah satu cara untuk mengklasifikasikan sel adalah dengan mengamati apakah mereka hidup menyendiri atau berkelompok. Organisme-organisme beragam dari yang hanya memiliki satu sel (disebut sebagai organisme uniseluler) yang berfungsi dan mempertahankan diri kurang lebih secara independen, atau membentuk koloni-koloni dan hidup bersama, sampai pada sel-sel multiseluler di mana sel-sel tersebut memiliki spesialisasi masing-masing dan biasanya tidak mampu bertahan hidup jika saling dipisahkan. 220 jenis sel dan jaringan membentuk tubuh manusia.

Sel juga dapat diklasifikasikan menurut struktur dalamnya :

1. Sel-sel prokariotik memiliki struktur sederhana. Mereka dapat ditemukan hanya pada organisme uniseluler dan sel-sel koloni. Dalam sistem tiga domain dari klasifikasi ilmiah, sel-sel prokariotik diletakkan pada domain Archaea dan Eubacteria.

2. Sel-sel eukariotik memiliki organel-organel sendiri pada membrannya. Organisme-organisme eukarotik bersel tunggal sangat bervariasi, namun banyak pula bentuk-bentuk koloni dan multiselular (kingdom multiseluler, misalnya Animalia, Plantae dan Fungi, semuanya adalah eukarotik).

(Sumber : http://hikmatulimanitb.multiply.com/journal/item/5?&show_interstitial=1&u=%2Fjournal%2Fitem)

2.3 Sel Prokariot

Prokariot merupakan bentuk sel organisme yang paling sederhana dengan diameter dari 1 hingga 10 µm. Struktur selnya diselimuti oleh membran plasma (membran sel) yang tersusun dari lemak lapis ganda. Di sela-sela lapisan lemak ini terdapat sejumlah protein integral yang memungkinkan terjadinya lalu lintas molekul-molekul tertentu dari dalam dan ke luar sel. Kebanyakan prokariot juga memiliki dinding sel yang kuat di luar membran plasma untuk melindungi sel dari lisis, terutama ketika sel berada di dalam lingkungan dengan osmolaritas rendah.

Bagian dalam sel secara keseluruhan dinamakan sitoplasma atau sitosol. Di dalamya terdapat sebuah kromosom haploid sirkuler yang dimampatkan dalam suatu nukleoid (nukleus semu), beberapa ribosom (tempat berlangsungnya sintesis protein), dan molekul RNA. Kadang-kadang dapat juga dijumpai adanya plasmid (molekul DNA sirkuler di luar kromosom). Beberapa di antara molekul protein yang terlibat dalam berbagai reaksi metabolisme sel nampak menempel pada membran plasma, tetapi tidak ada struktur organel subseluler yang dengan jelas memisahkan berlangsungnya masing-masing proses metabolisme tersebut.

Permukaan sel prokariot adakalanya membawa sejumlah struktur berupa rambut-rambut pendek yang dinamakan pili dan beberapa struktur rambut panjang yang dinamakan flagela. Pili memungkinkan sel untuk menempel pada sel atau permukaan lainnya, sedangkan flagela digunakan untuk berenang apabila sel berada di dalam media cair.

Sebagian besar prokariot bersifat uniseluler meskipun ada juga beberapa yang mempunyai bentuk multiseluler dengan sel-sel yang melakukan fungsi-fungsi khusus. Prokariot dapat dibagi menjadi dua subdivisi, yaitu Eubacteria dan Archaebacteria atau Archaea. Namun, di atas telah disinggung bahwa Archaea merupakan kelompok peralihan antara prokariot dan eukariot.

Dilihat dari struktur selnya, Archaea termasuk dalam kelompok prokariot, tetapi evolusi molekul rRNA-nya memperlihatkan bahwa Archaea lebih mendekati eukariot.

(Sumber : http://sutondoscript.blogspot.com/2011/06/definisi-pengertian-biologi-molekuler.html)

2.4 Sel Eukariot

Struktur sel eukariot berbeda dengan prokariot. Ukuran sel eukariot lebih besar dan memiliki struktur yang lebih kompleks daripada prokariot. Sel prokariot dan eukariot memiliki perbedaan utama yaitu keberadaan membran inti sel. Inti sel pada prokariot tidak diselubungi oleh membran inti, inti selnya terkumpul di tengah sel. Berikut ini adalah perbandingan antara sel prokariot dengan sel eukariot (Prescott et all, 2004:96-97)

Tabel 1 Perbandingan antara sel prokariot dan sel eukariot

Karakteristik	Prokariot	Eukariot
Ukuran sel	umumnya 0,5-5 m	10-100 m
Inti sel	Tidak terbungkus membran inti sehingga tidak disebut nukleus tetapi nukleiod	Inti sejati yang terbungkus membran inti dan memiliki nukleolus
Organel yang terbungkus membran	Tidak ada	Ada, seperti lisosom, kompleks golgi, mitokondria, retikulum endoplasma, dan kloroplas
Flagel	Tersusun atas 2 berkas protein	Lengkap, tersusun atas mikrotubulus rangkap
Glikokaliks	Ada, berupa kapsul atau lapisan lendir	Ada pada sel yang tidak memiliki dinding sel
Dinding sel	Biasanya ada, tersusun atas peptidoglikan	Jika ada, struktur kimia sederhana
Vesikel gas	Ada	Tidak
Membran sel	Tanpa karbohidrat dan biasanya tanpa sterol	Sterol dan karbohidrat ada sebagai reseptor
Sitoplasma	Tanpa sistoskeleton atau aliran sitoplasmik	Ada sistoskeleton dan terjadi aliran sitoplasmik
Ribosom	Ukuran kecil (70s)	Ukuran besar (80s)
Kromosom (DNA)	Kromosom tunggal melingkar tanpa protein histon	Kromosom linear melipat dengan terikat protein histon
Pembelahan sel	Pembelahan biner	Mitosis
Rekombinasi seksual	Tanpa meiosis, hanya transfer fragmen DNA	Meiosis
Sensitivitas terhadap antibiotik	Sensitif	Tidak sensitif

(Sumber : http://biobakteri.wordpress.com/2009/06/07/6-sel-prokariot-dan-eukariot/)

2.5 Mikroorganisme dan Karakteristiknya

Mikroorganisme adalah makhluk yang mempunyai ukuran sel yang sangat kecil di mana setiap selnya hanya dapat dilihat dengan pertolongan mikroskop. Yang termasuk mikroorganisme adalah bakteri, cendawan (jamur), ragi, ganggang (algae), protozoa, dan virus. Dalam bidang teknologi pangan, mikroorganisme yang menguntungkan digunakan untuk fermentasi makanan dan minuman, salah satunya adalah Saccaromyces cereviceae atau yang lebih sering dikenal dengan sebutan ragi. Selain itu, ada pula mikroorganisme yang merugikan, terdiri dari mikroorganisme patogen (menyebabkan penyakit bagi yang mengkonsumsi/food borne disease) dan mikroorganisme perusak (menyebabkan pembusukan pada makanan).

Karena memiliki karakteristik yang berbeda, cara pencegahannya pun berbeda. Mikroorganisme patogen dihambat pertumbuhannya dengan menggunakan sterilisasi konsep 12 D, sedangkan mikroorganisme perusak dihambat dengan pengawetan.

Berdasarkan suhu, mikroorganisme terdiri dari beberapa jenis, yakni golongan psikrofilik yang tahan pada suhu rendah, golongan mesofilik yang dapat tumbuh baik pada suhu sedang atau suhu kamar, dan golongan thermofilik yang tahan pada suhu tinggi. Mikroorganisme golongan thermofilik tidak akan mati karena sterilisasi seperti mikroorganisme jenis lainnya. Hal ini terjadi karena mikroorganisme golongan thermofilik mampu membentuk spora yang hidup namun tidak tumbuh dan berkembang biak atau berada dalam kondisi dorman.

Ketika lingkungan telah berubah menjadi baik (cocok untuk tumbuh dan berkembang biak), spora akan berubah kembali ke bentuk vegetatif (bentuk normalnya). Contoh mikroorganisme golongan ini adalah Clostridium botulinum dan Bacillus antraxis.

(Sumber : http://www.tumblr.com/tagged/mikroorganisme?before=1344468698)

2.6 Reproduksi Sel

1. Pembelahan Sel secara Langsung
Proses pembelahan secara langsung disebut juga pembelahan ami-tosis atau pembelahan biner. Pembelahan biner merupakan proses pembelahan dari 1 sel menjadi 2 sel tanpa melalui fase-fase atau tahap-tahap pembelahan sel. Pembelahan biner banyak dilakukan organisme uniseluler (bersel satu), seperti bakteri, protozoa, dan mikroalga (alga bersel satu yang bersifat mikroskopis).

Setiap terjadi pembelahan biner, satu sel akan membelah menjadi dua sel yang identik (sama satu sama lain). Dua sel ini akan membelah lagi menjadi empat, begitu seterus-nya. Pembelahan biner dimulai dengan pembelahan inti sel menjadi dua, kemudian diikuti pembelahan sitoplasma. Akhirnya, sel terbelah menjadi dua sel anakan. Pembelahan biner dapat terjadi pada organisme prokariotik atau eukariotik tertentu. Perbedaan antara organisme prokariotik dan eukariotik, terutama berdasarkan pada ada tidaknya membran inti selnya. Membran inti sel tersebut membatasi cairan pada inti sel ( nukleoplasma) dengan cairan di luar inti sel, tempat terdapatnya organel sel ( sitoplasma). Organisme prokariotik tidak mempunyai membran inti sel, sedangkan organisme eukariotik mempunyai membran inti sel. Oleh karena itu, eukariotik dikatakan mempunyai inti sel (nukleus) sejati.

Pembelahan biner pada organisme prokariotik terjadi pada bakteri. DNA bakteri terdapat pada daerah yang disebut nukleoid .
DNA pada bakteri relatif lebih kecil dibandingkan dengan DNA pada sel eukariotik. DNA pada bakteri berbentuk tunggal, panjang dan sirkuler sehingga tidak perlu dikemas menjadi kromosom sebelum pembelahan.

2. Pembelahan Sel secara Tidak Langsung (Mitosis dan Meiosis)
Pembelahan sel secara tidak langsung adalah pembelahan yang melalui tahapan-tahapan tertentu. Setiap tahapan pembelahan ditandai dengan penampakan kromosom yang berbeda-beda. Kalian telah mengetahui bahwa di dalam inti sel terdapat benang-benang kromatin . Ketika sel akan membelah, benang-benang kromatin ini menebal dan memendek, yang kemudian disebut kromosom. Kromosom dapat berikatan dengan warna tertentu, sehingga mudah diamati dengan mikroskop. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kromosom merupakan benang pembawa sifat. Di dalam kromosom terdapat gen sebagai faktor pembawa sifat keturunan.

Pada waktu sel sedang membelah, terjadi proses pembagian kromosom di dalamnya. Tingkah laku kromosom selama sel membelah dibedakan menjadi fase-fase atau tahap-tahap pembelahan sel. Pembelahan sel yang terjadi melalui fase-fase itulah yang disebut pembelahan secara tidak langsung. Mengenai fase-fase pembelahan mitosis akan dibahas pada subab tersendiri.

Pembelahan sel secara tidak langsung dibedakan menjadi dua, yaitu pembelahan mitosis dan meiosis . Sebelum kalian mempelajari lebih jauh tentang pembelahan sel secara tidak langsung, ada baiknya kalian lakukan rubrik Diskusi beri-kut ini.

Proses pertumbuhan dan perkembangan jaringan atau organ tu-buh organisme terjadi melalui proses pembelahan sel secara mitosis. Pembelahan mitosis adalah pembelahan sel yang menghasilkan sel anakan dengan jumlah kromosom sama dengan jumlah kromosom induknya. Proses pembelahan mitosis terjadi pada semua sel tubuh makhluk hidup, kecuali pada jaringan yang menghasilkan gamet (sel kelamin).

Pada pembelahan mitosis, satu sel induk membelah diri menjadi dua sel anakan. Sel anakan ini mewarisi sifat sel induknya dan memiliki jumlah kromosom yang sama dengan induknya. Jika sel induk memi-liki 2n kromosom, maka setiap sel anakan juga emiliki 2n kromo-som. Jumlah 2n ini disebut juga kromosom diploid .

Pembelahan mitosis terjadi selama pertumbuhan dan reproduksi secara aseksual. Pada manusia dan hewan, pembelahan mitosis terjadi pada sel meristem somatik (sel tubuh) muda yang mengalami pertum-buhan dan perkembangan. Sebagai contoh, sel telur yang telah dibuahi sperma akan membelah beberapa kali secara mitosis untuk membentuk embrio. Sel-sel pada embrio ini terus-menerus membelah secara mitosis dan akhirnya terbentuk bayi. Pertumbuhan manusia dari bayi hingga dewasa juga melalui mekanisme pembelahan sel secara mitosis.

Gambar 1. Pembelahan secara mitosis

Pembelahan meiosis yang disebut juga sebagai pembelahan reduksi

merupakan pembelahan sel induk dengan jumlah kromosom diploid (2n) menghasilkan empat sel anakan. Setiap sel anakan mengandung separuh kromosom sel induk atau disebut haploid ( n). Pembelahan meiosis terjadi pada proses pembentukan sel gamet (sel kelamin) pada organ reproduksi (testis atau ovarium). Pada manusia atau hewan, sperma yang haploid dihasilkan di dalam testis dan sel telur yang juga haploid dihasilkan di dalam ovarium. Pada tumbuhan berbunga, sel gamet dihasilkan di dalam putik dan benang sari.

Pembentukan gamet jantan dan gamet betina terjadi melalui tahapan gametogenensis (dibahas pada subbab tersendiri). Penyatuan kedua gamet akan menghasilkan zigot dengan variasi genetik. Ini disebabkan karena sel anakan merupakan hasil penyatuan dua sel yang berbeda materi genetiknya. Perpaduan ini menyebabkan adanya variasi genetik.

Gambar 2. Pembelahan secara meosis

a. Tahapan Pembelahan Mitosis
Pembelahan sel secara mitosis meliputi sejumlah tahapan tertentu. Sebenarnya, pembelahan mitosis hanyalah sebagian kecil dari siklus sel. Siklus sel terdiri dari fase pembelahan mitosis (M) dan periode pertumbuhan yang disebut interfase. Interfase merupakan bagian ter-besar dari siklus sel. Interfase terdiri dari tiga sub fase, yaitu fase G1 (pertumbuhan primer), fase S (sintesis) , dan fase G2 (pertumbuhan sekunder ).
Pembelahan mitosis merupakan pembelahan yang menghasil-kan sel-sel tubuh (sel somatik). Secara garis besar, pembelahan sel
secara mitosis terdiri dari fase istirahat (interfase ), fase pembelahaninti sel ( kariokinesis ), dan fase pembelahan sitoplasma (sitokinesis). Bagaimanakah ciri-ciri setiap fase pembelahan tersebut? Untuk menge-tahuinya, simaklah penjelasan berikut.

1) Interfase (Fase Istirahat)
Pada tahap ini, sel dianggap sedang istirahat dan tidak melaku-kan pembelahan. Namun, interfase merupakan tahap yang penting untuk mempersiapkan pembelahan atau melakukan metabolisme sel. Pada interfase, tingkah laku kromosom tidak tampak karena berbentuk benang-benang kromatin yang halus. Walaupun begitu, sel anak yang baru terbentuk sudah melakukan metabolisme. Sel perlu tumbuh dan melakukan berbagai sintesis sebelum memasuki proses pembelahan berikutnya.Apa saja kegiatan sel pada saat interfase? Pada saat interfase, sel mengalami subfase berikut.

a) Fase Pertumbuhan Primer ( Growth 1 disingkat G1 )

Sel yang baru terbentuk mengalami pertumbuhan tahap pertama. Pada subfase ini, sel-sel belum mengadakan replikasi DNA yang masih bersifat 2n (diploid). Sementara organel-organel yang ada di dalam sel, seperti mitokondria, retikulum endoplasma, kompleks golgi, dan or-ganel lainnya memperbanyak diri guna menunjang kehidupan sel.

b) Fase Sintesis (S)
Pada subfase ini, sel melakukan sintesis materi genetik. Materi ge-netik adalah bahan-bahan yang akan diwariskan kepada keturunannya, yaitu DNA. DNA dalam inti sel mengalami replikasi (penggandaan jumlah salinan). Jadi, subfase sintesis (penyusunan) menghasilkan 2 salinan DNA.

c) Fase Pertumbuhan Sekunder ( Growth 2 disingkat G2 )
Setelah DNA mengalami replikasi, subfase berikutnya adalah per-tumbuhan sekunder (G2).

Pada subfase ini, sel memperbanyak organel-organel yang dimilikinya. Ini bertujuan agar organel-organel tersebut dapat diwariskan kepada setiap sel turunannya. Pada subfase ini, rep-likasi DNA telah selesai dan sel bersiap-siap mengadakan pembelahan secara mitosis. Selain itu, inti sel (nukleus) telah terbentuk dengan jelas dan terbungkus membran inti.

Pada subfase ini, inti sel mempunyai satu atau lebih nukleolus (membran inti sel). Di luar inti terdapat dua sentrosom yang terbentuk oleh replikasi sentrosom pada tahap sebelumnya. Sentrosom mengala-mi perpanjangan menyebar secara radial yang isebut aster (bintang). Pada sentrosom terdapat sepasang sentriol yang berfungsi menentukan orientasi pembelahan sel. Walaupun kromosom telah diduplikasi pada fase S, namun pada fase G2, kromosom belum dapat dibedakan secara individual karena masih berupa benang-benang kromatin.

Setelah ketiga tahapan interfase dilalui, sel telah siap menjalani pembelahan secara mitosis. Seperti fase interfase, pembelahan mitosis juga terdiri dari beberapa fase.

2) Profase
Pada permulaan profase, di dalam nukleus mulai terbentuk kro-mosom , yaitu benang-benang rapat dan padat yang terbentuk akibat menggulungnya kromatin. Pada fase ini, kromosom dapat dilihat menggunakan mikroskop.

Selanjutnya, nukleolus menghilang dan terjadi duplikasi kromosom (kromosom membelah dan memanjang) menghasilkan 2 kromosom anakan yang disebut kromatid. Kedua kromatid tersebut bersifat identik sehingga disebut kromatid kembar (sister chromatid ), yang bersatu atau dihubungkan oleh sentromer pada lekukan kromosom. Sentromer merupakan bagian kromosom yang menyempit, tampak lebih terang dan membagi kromosom menjadi 2 lengan.

Pada akhir profase, di dalam sitoplasma mulai terbentuk gelendong pembelahan ( spindel ) yang berasal dari mikrotubulus. Mikrotubulus tersebut memanjang, seolah-olah mendorong dua sentrosom di sepanjang permukaan inti sel (nukleus). Akibatnya, sentrosom saling menjauh.

3) Metafase
Tahap awal metafase (prometafase) ditandai dengan semakin memadatnya kromosom (kromosom ini terdiri dari 2 kromatid) dan
terpecahnya membran inti (membran nukleus). Hal ini menyebab-kan mikrotubulus dapat menembus inti sel dan melekat pada struktur khusus di daerah sentromer setiap kromatid, disebut kinetokor . Oleh karena itu, kinetokor ini berfungsi sebagai tempat bergantung bagi kromosom. Sebagian mikrotubulus yang melekat pada kinetokor disebut mikro-tubulus kinetokor, sedangkan mikrotubulus yang tidak memperoleh kinetokor disebut mikrotubulus non kinetokor. Sementara itu, mikrotubulus non kinetokor berinteraksi dengan mikrotubulus lain dari kutub sel yang berlawanan. Pada metafase, kromosom tampak
jelas.

Pada tahap metafase sesungguhnya, sentrosom telah berada pada kutub sel. Dinding inti sel menghilang. Sementara itu, kromosom me-nempatkan diri pada bidang pembelahan yang disebut bidang metafase. Bidang ini merupakan bidang khayal yang terletak tepat di tengah sel, seperti garis katulistiwa bumi sehingga disebut juga bidang ekuator

Pada bidang ini, sentromer dari seluruh kromosom terletak pada satu baris yang tegak lurus dengan gelendong pembelahan. Kinetokor pada setiap kromatid menghadap pada kutub yang berlainan.

Dengan letak kromosom berada di bidang pembelahan, maka pembagian jumlah informasi DNA yang akan diberikan kepada sel anakan yang baru, benar-benar rata dan sama jumlahnya. Tahapan ini merupakan akhir dari metafase.

4) Anafase
Setelah berakhirnya tahap metafase, pembelahan sel berlanjut pada tahap anafase. Tahap anafase ditandai dengan berpisahnya kromatid saudara pada bagian sentromer kromosom. Gerak kromatid ini disebabkan tarikan benang mikrotubulus yang berasal dari sentriol pada kutub sel. Kalian telah mengetahui bahwa mikrotubulus melekat pada sentromer. Hal ini menyebabkan sentromer tertarik terlebih dahulu. Akibatnya, sentromer berada di depan dan bagian lengan kromatid berada di belakang. Struktur ini seperti huruf V. Gerakan ini menempuh jarak sekitar 1μm (10-6 meter) tiap menit. Pada saat bersamaan, mikrotubulus non kinetokor semakin memanjang sehingga jarak kedua kutub sel semakin jauh. Selanjutnya, masing-masing kromatid bergerak ke arah kutub yang berlawanan dan berfungsi sebagai kromosom lengkap, dengan sifat keturunan yang sama (identik). Untuk menjalankan tugasnya ini, mikrotubulus telah mengalami peruraian pada bagian kinetokornya.

Salah satu perbedaan sel tumbuhan dan sel hewan adalah ada ti-daknya sentriol. Pada sel tumbuhan, peran sentriol digantikan oleh kromosom sehingga arah pembelahan tetap menuju ke kutub sel. Pada sel hewan, sentriol pada kutub sel merupakan arah yang dituju oleh gerakan kromatid saat pembelahan.

5) Telofase
Pada tahap telofase ini, inti sel anakan terbentuk kembali dari fragmen-fragmen nukleus.

Bentuk selnya memanjang akibat peran mikrotubulus non kinetokor. Benang-benang kromatin mulai longgar. Dengan demikian, fase kariokinesis yang menghasilkan dua inti sel anak yang identik secara genetik telah berakhir, namun dua inti sel masih berada dalam satu sel.

Agar kedua inti terpisah menjadi sel baru, perlu adanya pembelahan sitoplasma yang disebut sitokinesis. Sitokinesis terjadi, segera setelah telofase selesai. Pada fase sitokinesis terjadi pembelahan sitoplasma diikuti pembentukan sekat sel baru, sehingga terbentuk dua sel anakan.

Pada sel hewan, sitokinesis ditandai dengan pembentukan alur pembelahan melalui pelekukan permukaan sel di sekitar bekas bidang ekuator. Di sepanjang alur melingkar, terdapat mikrofi lamen yang terdiri dari protein aktin dan miosin. Protein tersebut berperan dalam kontraksi otot atau pergerakan sel yang lain. Kontraksi ini semakin ke dalam sehingga menjepit sel dan membagi isi sel menjadi 2 bagian yang sama.

Berbeda dengan sel hewan, sel tumbuhan mempunyai dinding sel yang keras. Oleh karena itu, pada sitokinensis tidak terbentuk
alur pembelahan. Sitokinesis terjadi dengan pembentukan pelat sel (cell plate ) yang terbentuk oleh vesikula di sekitar bidang ekuator. Vesikula-vesikula yang dibentuk oleh badan golgi tersebut saling bergabung. Penggabungan juga terjadi dengan membran plasma diikuti terbentuknya dinding sel yang baru oleh materi dinding sel yang dibawa oleh vesikula.

b. Pembelahan Meiosis

Mekanisme ini dimulai pada sel-sel kelamin (sel reproduksi) calon bapak dan calon ibu. Me-kanisme tersebut adalah pembelahan sel secara meiosis . Makhluk hidup yang sejenis mempunyai jumlah kromosom yang sama pada setiap sel.

Misalnya, manusia mempunyai 46 kromosom, ke-cuali pada sel reproduksi atau sel kelaminnya. Sel kelamin pada manusia hanya mempunyai setengah jumlah kromosom sel tubuh lainnya, yaitu 23 kromosom. Jumlah setengah kromosom (haploid) ini diperlukan untuk menjaga agar jumlah kromosom anak tetap 46. Kalian telah mengetahui bahwa anak terbentuk dari perpaduan antara sel kelamin betina (sel telur) dan sel kelamin jantan (sperma). Perpadu an kedua sel kelamin yang ma-sing-masing memiliki 23 kromosom ini akan menghasilkan sel anak (calon janin) yang mempunyai 46 kromosom. Oleh sebab itu, pembelahan meio-sis sangat berpengaruh dalam perkembang an makhluk hidup.

Pembelahan meiosis disebut juga pembelahan reduksi , yaitu pe-ngurangan jumlah kromosom pada sel-sel kelamin (sel gamet jantan dan sel gamet betina). Sel gamet jantan pada hewan (mamalia) diben-tuk di dalam testis dan gamet betinanya dibentuk di dalam ovarium. Gamet jantan pada tumbuhan dibentuk di dalam organ reproduktif berupa benang sari, sedangkan gamet betinanya dibentuk di dalam pu-tik. Sel kelamin betina pada hewan berupa sel telur, sedangkan pada tumbuhan berupa putik. Pada dasarnya, tahap pembelahan meiosis serupa dengan pembelahan mitosis. Hanya saja, pada meiosis terjadi dua kali pembelahan, yaitu meiosis I dan meiosis II. Masing-masing pembelahan meiosis terdiri dari tahap-tahap yang sama, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase.

1) Tahap Meiosis I
Seperti halnya pembelahan mitosis, sebelum mengalami pembe-lahan meiosis, sel kelamin perlu mempersiapkan diri. Fase persiapan ini disebut tahap interfase . Pada tahap ini, sel melakukan persiapan berupa penggandaan DNA dari satu salinan menjadi dua salinan (seperti interfase pada mitosis). Tingkah laku kromosom masih belum jelas terlihat karena masih berbentuk benang-benang halus (kro-matin) sebagaimana interfase pada mitosis. Selain itu, sentrosom juga bereplikasi menjadi dua (masing-masing dengan 2 sentriol). Sentriol berperan dalam menentu-kan arah pembelahan sel.

Setelah terbentuk salinan DNA, barulah sel mengalami tahap pembelahan meiosis I yang diikuti tahap meiosis II. Tahap meiosis I ter-diri atas profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I, serta sitokinesis I. Bagaimanakah ciri-ciri setiap fase pembelahan tersebut? Berikut akan dibahas fase-fase meiosis I pada sel hewan dengan 4 kromosom diploid (2n = 2).

a) Profase I
Pada tahap meiosis I, profase I merupakan fase terpanjang atau terlama dibandingkan fase lainnya bahkan lebih lama daripada tahap profase pada pembelahan mitosis. Profase I dapat berlangsung dalam beberapa hari. Biasanya, profase I membutuhkan waktu sekitar 90% dari keseluruhan waktu yang dibutuhkan dalam pembelahan meiosis. Tahapan ini terdiri dari lima subfase, yaitu leptoten, zigoten, pakiten, iploten, dan diakinesis.

· Leptoten
Subfase leptoten ditandai adanya benang-benang kromatin yang memendek dan menebal. Pada subfase ini mulai terbentuk sebagai kromosom homolog. Kalian perlu membedakan kromosom homolog dengan kromatid saudara.

· Zigoten
Kromosom homolog saling berdekatan atau berpasangan menurut panjangnya. Peristiwa ini disebut sinapsis. Kromosom
homolog yang berpasangan ini disebut bivalen (terdiri dari 2 kro-mosom homolog).

· Pakiten
Kromatid antara kromosom homolog satu dengan kromosom homolog yang lain disebut sebagai kromatid bukan saudara ( nonsister chromatids ). Dengan demikian, pada setiap kelompok sinap-sis terdapat 4 kromatid (1 pasang kromatid saudara dan 1 pasang kromatid bukan saudara). Empat kromatid yang membentuk pa-sangan sinapsis ini disebut tetrad.

· Diploten
Setiap bivalen me ngandung empat kromatid yang tetap berkaitan atau berpasangan di suatu titik yang disebut kiasma (tunggal). Apabila titik-titik perlekatan tersebut lebih dari satu disebut kiasmata. Proses perlekatan atau persilangan kromatid-kromatid disebut pindah silang ( crossing over ). Pada proses pin-dah silang, dimungkinkan terjadinya pertukaran materi genetik
(DNA) dari homolog satu ke homolog lainnya. Pindah silang ini-lah yang memengaruhi variasi genetik sel anakan.

· Diakinesis
Pada subfase ini terbentuk benang-benang spindel pembela-han (gelendong mikrotubulus). Sementara itu, membran inti sel atau karioteka dan nukleolus mulai lenyap.Profase I diakhiri dengan terbentuknya tetrad yang mem-bentuk dua pasang kromosom homolog. Perhatikan lagi Setelah profase I berakhir, kromosom mulai bergerak ke bi-dang metafase.

b) Metafase I
Pada metafase I, kromatid hasil duplikasi kromosom homolog berjajar berhadap-hadapan di sepanjang daerah ekuatorial inti (bidang metafase I). Membran inti mulai menghilang. Mikrotubulus kinetokor dari salah satu kutub melekat pada satu kromosom di setiap pasangan. Sementara mikrotubulus dari kutub berlawanan melekat pada pasang-an homolognya. Dalam hal ini, kromosom masih bersifat diploid.

c) Anafase I
Setelah tahap metafase I selesai, gelendong mikrotubulus mulai menarik kromosom homolog sehingga pasangan kromosom homolog terpisah dan masing-masing menuju ke kutub yang berlawanan. Peristiwa ini mengawali tahap anafase I. Namun, kromatid saudara masih terikat pada sentromernya dan bergerak sebagai satu unit tunggal. Inilah perbedaan antara anafase pada mitosis dan meiosis. Pada mitosis, mikrotubulus memisahkan kromatid yang bergerak ke arah berlawanan. Coba pelajari lagi tahap anafase pada mitosis.

d) Telofase I
Pada telofase, setiap kromosom homolog telah mencapai kutub-kutub yang berlawanan. Ini berarti setiap kutub mempunyai satu set kromosom haploid. Akan tetapi, setiap kromosom tetap mempunyai dua kromatid kembar. Pada fase ini, membran inti muncul kembali. Peristiwa ini kemudian diikuti tahap selanjutnya, yaitu sitokinesis.

e) Sitokinesis
Kalian masih ingat pengertian sitokinesis pada sel hewan mau-pun tumbuhan bukan? Ya, sitokinesis merupakan proses pembelahan sitoplasma. Tahap sitokinesis terjadi secara simultan dengan telofase. Artinya, terjadi secara bersama-sama. Tahap ini merupakan tahap di antara dua pembelahan meiosis. Alur pembelahan atau pelat sel mulai terbentuk. Pada tahap ini tidak terjadi perbanyakan (replikasi) DNA. Hasil pembelahan meiosis I menghasilkan dua sel haploid yang mengandung setengah jumlah kromosom homolog. Meskipun demiki-an, kromosom tersebut masih berupa kromatid saudara (kandungan DNA-nya masih rangkap). Untuk menghasilkan sel anakan yang mem-punyai kromosom haploid diperlukan proses pembelahan selanjutnya, yaitu meiosis II. Jarak waktu antara meiosis I dengan meiosis II disebut dengan interkinesis .

Jadi, tujuan meiosis II adalah membagi kedua salinan DNA pada sel anakan yang baru hasil dari meiosis I. Meiosis II terjadi pada ta-hap-tahap yang serupa seperti meiosis I. Nah, untuk mengetahui lebih lanjut tentang tahap meiosis II, perhatikan uraian selanjutnya.

2) Tahap Meiosis II
Tahap meiosis II juga terdiri dari profase, metafase, anafase, dan telo-fase. Tahap ini merupakan kelanjutan dari tahap meiosis I. Masing-masing sel anakan hasil pembelahan meiosis I akan membelah lagi menjadi dua. Sehingga, ketika pembelahan meiosis telah sempurna, dihasilkan empat sel anakan. Hal yang perlu diingat adalah bahwa jumlah kromo-som keempat sel anakan ini tidak lagi diploid (2n) tetapi sudah haploid(n). Proses pengurangan jumlah kromosom ini terjadi pada tahap meio-sis II. Bagaimanakah proses pengurangan jumlah kromosom ini terjadi? Kalian akan mengetahuinya setelah mempelajari uraian di bawah ini.

a) Profase II
Fase pertama pada tahap pembelahan meiosis II adalah profase II. Pada fase ini, kromatid saudara pada setiap sel anakan masih melekat pada sentromer kromosom. Sementara itu, benang mi-krotubulus mulai terbentuk dan kromosom mulai bergerak ke arah bidang metafase. Tahap ini terjadi dalam waktu yang singkat karena diikuti tahap berikutnya.

b) Metafase II
Pada metafase II, setiap kromosom yang berisi dua kromatid, me-rentang atau berjajar pada bidang metafase II.

Pada tahap ini, benang-benang spindel (benang mikrotubulus) melekat pada kinetokor masing-masing kromatid.

c) Anafase II
Fase ini mudah dikenali karena benang spindel mulai menarik kromatid menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan. Akibatnya, kromosom memisahkan kedua kromatidnya untuk bergerak menuju kutub yang berbeda. Kromatid yang terpisah ini se-lanjutnya berfungsi sebagai kromosom individual.

d) Telofase II
Pada telofase II, kromatid yang telah menjadi kromosom menca-pai kutub pembelahan. Hasil akhir telofase II adalah terbentuknya 4 sel haploid, lengkap dengan satu salinan DNA pada inti selnya (nuklei).

e) Sitokinesis II
Selama telofase II, terjadi pula sitokinesis II, ditandai adanya sekat sel yang memisahkan tiap inti sel. Akhirnya terbentuk 4 sel kembar yang haploid. Berdasarkan uraian di depan, sel-sel anakan sebagai hasil pembelahan meiosis mempunyai sifat genetis yang bervariasi satu sama lain. Variasi genetis yang dibawa sel kelamin orang tua menyebabkan munculnya keturunan yang bervariasi juga.

3. Gametogenesis dan Pewarisan Sifat
Sebelum menjadi individu baru, baik pada tumbuhan maupun hewan, tentunya diperlukan bahan baku atau cikal bakal pembentuk in-dividu baru tersebut. Pada proses perkembangbiakan generatif (seksu-al) hewan maupun tumbuhan, bahan baku tersebut berupa sel kelamin yang disebut gamet. Gamet jantan dan betina diperlukan untuk mem-bentuk zigot, embrio, kemudian individu baru. Nah, pada materi beri-kut ini akan dibahas tentang proses pembentukan gamet, baik jantan maupun betina yang disebut gametogenesis ( genesis = pembentukan).Gametogenesis melibatkan pembelahan meiosis dan terjadi pada organ reproduktif.

Pada hewan dan manusia, gametogenesis terjadi pada testis dan ovarium, sedangkan pada tumbuhan terjadi pada pu-tik dan benang sari. Hasil gametogenesis adalah sel-sel kelamin, yaitu gamet jantan (sperma) dan gamet betina (ovum atau sel telur). Seka-rang, marilah kita mempelajari proses terjadinya gametoge nesis pada hewan dan tumbuhan.

a. Gametogenesis pada Hewan

Gametogenesis memegang peranan yang sangat penting dalam perkembangbiakan hewan. Gametogenesis pada hewan yang akan kita pelajari dibagi menjadi dua, yaitu spermatogenesis dan oogenesis. Spermatogenesis merupakan proses pembentukan gamet jantan (sperma).Sementara oogenesis adalah proses pembentuk an gamet betina (ovum
atau sel telur).

1) Spermatogenesis
Sperma berbentuk kecil, lonjong, berflagela, dan secara keselu-ruhan bentuknya menyerupai kecebong (berudu). Flagela pada sperma digunakan sebagai alat gerak di dalam medium cair. Sperma dihasilkan pada testis. Pada mamalia, testis terdapat pada hewan jantan sebagai buah pelir atau buah zakar. Buah pelir pada manusia berjumlah sepasang.

Di dalam testis terdapat saluran-saluran kecil yang disebut tubulus seminiferus . Pada dinding sebelah dalam saluran inilah, terjadi proses spermatogenesis. Di bagian tersebut terdapat sel-sel induk sperma yang bersifat diploid (2n) yang disebut spermatogonium .Pembentukan sperma terjadi ketika spermatogonium mengalami pembelahan mitosis menjadi spermatosit primer (sel sperma primer). Selanjutnya, sel spermatosit primer mengalami meiosis I menjadi dua spermatosit sekunder yang sama besar dan bersifat haploid. Setiap sel spermatosit sekunder mengalami meiosis II, sehingga terbentuk 4 sel spermatid yang sama besar dan bersifat haploid.

Mula-mula, spermatid berbentuk bulat, lalu sitoplasmanya semakin banyak berkurang dan tumbuh menjadi sel spermatozoa yang berfl agela dan dapat bergerak aktif. Berarti, satu spermatosit primer menghasilkan dua spermatosit sekunder dan akhirnya terbentuk 4 sel spermatozoa (jamak = spermatozoon ) yang masing-masing bersifat haploid dan fungsional (dapat hidup).

2) Oogenesis
Oogenesis merupakan proses pembentukan sel kelamin betina atau gamet betina yang disebut sel telur atau ovum. Oogenesis terjadi di dalam ovarium. Di dalam ovarium, sel induk telur yang disebut oogonium tumbuh besar sebagai oosit primer sebelum membelah secara meiosis. Berbeda dengan meiosis I pada spermatogenesis yang menghasilkan 2 spermatosit sekunder yang sama besar. Meiosis I pada oosit primer menghasilkan 2 sel dengan komponen sitoplasmik yang berbeda, yaitu 1 sel besar dan 1 sel kecil. Sel yang besar disebut oosit sekunder , sedangkan sel yang kecil disebut badan kutub primer ( polar body ).

Oosit sekunder dan badan kutub primer mengalami pembelahan meiosis tahap II. Oosit sekunder menghasilkan dua sel yang berbeda. Satu sel yang besar disebut ootid yang akan berkembang menjadi ovum. Sedangkan sel yang kecil disebut badan kutub.Sementara itu, badan kutub hasil meiosis I juga membelah menjadi dua badan kutub sekunder. Jadi, hasil akhir oogenesis adalah satu ovum (sel telur) yang fungsional dan tiga badan kutub yang me ngalami degenerasi (mati).

Selain pada hewan, gametogenesis juga terjadi pada tumbuhan. Berikut ini akan diuraikan tentang gametogenesis pada tumbuhan
tingkat tinggi.

b. Gametogenesis pada Tumbuhan Tingkat Tinggi

Sebelum menjadi gamet, hasil akhir meiosis pada gametogenesis mengalami perkembangan terlebih dahulu melalui proses yang dise-but maturasi. Berikut ini kalian akan membahas proses gametogenesis pada tumbuhan berbunga (Angiospermae) saja. Pada tumbuhan berbunga, gametogenesis diperlukan dalam pem-bentukan gamet jantan dan pembentukan gamet betina. Pembentukan gamet jantan disebut mikrosporogenesis, sedangkan pembentukan gamet betina disebut megasporogenesis.

1) Mikrosporogenesis
Mikrosporogenesis berlangsung di dalam benang sari, yaitu pada bagian kepala sari atau anthera . Kepala sari ini meng-hasilkan serbuk sari, yang mengandung sel sperma. Pembentukan sel sperma dimulai dari sebuah sel in-duk mikrospora diploid yang disebut mikros porosit di dalam anthera. Mikrosporosit ini mengalami meiosis I menghasilkan sepasang sel haploid. Selanjutnya, sel ini mengalami meiosis II dan menghasilkan 4 mikrospora yang haploid. Keempat mikrospora ini berkelompok
menjadi satu sehingga disebut sebagai tetrad .

Setiap mikrospora mengalami pembelahan mi-tosis. Pembelahan ini menghasilkan dua sel, yaitu sel generatif dan sel vegetatif. Sel vege tatif ini mempu-nyai ukuran yang lebih besar daripada sel generatif. Struktur bersel dua ini terbungkus dalam dinding sel yang tebal. Kedua sel dan dinding sel ini ber-sama-sama membentuk sebuah butiran serbuk sari yang belum dewasa.
Setelah terbentuk serbuk sari, inti generatif membelah secara mitosis tanpa disertai sitokinesis, sehingga terbentuklah dua inti sel sperma. Sementara itu, inti vegetatifnya tidak membelah. Pembentukan sel sperma ini dapat terjadi sebelum serbuk sari keluardari anthera atau pada saat serbuk sari sampai di kepala putik (stigma). Pada saat inilah, tangkai serbuk sari mulai tumbuh.

Pada umumnya, pembe-lahan mitosis sel generatif terjadi setelah buluh serbuk sari menembus stigma atau mencapai kantung embrio di dalam bakal biji (ovulum).

2) Megasporogenesis
Megasporogenesis merupakan proses pembentukan gamet betina. Proses ini terjadi di dalam bagian betina bunga,
yaitu bakal biji (ovulum) yang dibungkus oleh bakal buah ( ovarium) pada pangkal putik. Di dalam bakal biji terdapat sporangium yang mengandung megasporofi t yang bersifat diploid. Selanjutnya, megasporofi t mengalami meiosis menghasilkan 4 megaspora haploid yang letaknya berderet. Tiga buah megaspora mengalami degenerasi dan mati, tinggal sebuah megaspora yang masih hidup.Megaspora yang hidup ini mengalami pembelahan kromosom secara mitosis 3 kali berturut-turut, tanpa diikuti pembelahan sitoplasma. Hasilnya berupa sebuah sel besar yang disebut kandung lembaga muda yang mengan dung delapan inti haploid. Kandung lembaga ini dikelilingi kulit ( integumen). Di ujungnya terdapat sebuah lubang (mikropil) sebagai tempat masuknya saluran serbuk sari ke dalam kandung lembaga.

Selanjutnya, tiga dari delapan inti tadi menempatkan diri di dekat mikropil. Dua di antara tiga inti yang merupakan sel sinergid meng-alami degenerasi. Sementara itu, inti yang ketiga berkembang menjadi sel telur. Tiga buah inti lainnya bergerak ke arah kutub kalaza , tetapi kemudian mengalami degenerasi pula. Ketiga inti ini dinamakan inti antipoda . Sisanya, dua inti yang disebut inti kutub, bersatu di tengah kandung lembaga dan terjadilah sebuah inti diploid (2n). Inti ini disebut inti kandung lembaga sekunder . Ini berarti kandung lembaga telah masak, yang disebut megagametofi t dan siap untuk dibuahi.

c. Pewarisan Sifat dan Variasi Genetis

Secara garis besar, ada tiga mekanisme yang menyebabkan ter-jadinya variasi genetik pada suatu populasi. Ketiga mekanisme ini
dapat dijelaskan sebagai berikut.

1) Pindah silang
Telah dijelaskan di depan bahwa sel kelamin membelah secara meiosis. Pada profase I, kromosom homolog muncul pertama kali se bagai pasangan. Kromosom-kromosom homolog ini saling bersilangan pada kiasmata. Pada kiasmata inilah terjadi pindah silang ( crossing over ) materi genetik dari kromosom satu ke kromosom lainnya. Pindah silang ini terjadi ketika dua kromatid dari kromosom yang berbeda bertukar tempat. Kromatid yang sudah tidak identik lagi dengan kromatid saudaranya karena terjadi pindah silang disebut dyad. Pada manusia, dua atau tiga kasus kejadian pindah silang dapat terjadi untuk setiap pasangan kromosom.

2) Pemilahan kromosom secara bebas
Kalian telah mengetahui bahwa pembelahan sel selalu diikuti pembagian kromosom pada sel anakan yang dihasilkan. Begitu pula dengan pembelahan meiosis. Pada metafase I, pasangan kromosom homolog terletak pada bidang metafase. Orientasi pasangan homolog yang menghadap kutub-kutub sel bersifat acak. Setiap pasangan mempunyai dua kemungkinan dalam penyusunan ini. Kita ambil contoh organis-me yang mempunyai empat kromosom diploid (2n = 4). Organisme ini mempunyai 2 kromosom dalam sel gametnya. Dua kromosom ini dapat menghasilkan empat kemungkinan sel anakan dengan kombinasi kromosom berbeda satu sama lain Bagaimanakah dengan manusia? Manusia mempunyai 46 kromosom diploid. Ini berarti pada sperma atau sel telur terdapat 23 kromosom haploid.

Dari 23 kromosom ini mempunyai sekitar 8 juta kemungkinan penyusunan homolog pada metafase. Kandungan kromosom pada sel sperma atau sel telur ini akan diwariskan pada anak keturunannya. Jadi, setiap manusia sebenarnya merupakan 1 dari 8 juta kemungkinan pemilahan kromosom yang diwariskan oleh bapak atau ibu kandungnya.

3) Fertilisasi random
Di dalam sebuah keluarga, seorang anak mempunyai sifat yang berbeda dengan saudara-saudaranya. Seorang anak tidak ada yang memiliki sifat yang sama persis dengan ibu atau bapaknya. Akan tetapi, sifatnya kemungkinan besar merupakan perpaduan sifat kedua orang tuanya. Ini jelas sangat masuk akal, sebab seorang anak dihasilkan dari pembuahan 1 sel telur ibu oleh 1 sel sperma bapak. Sel telur yang dibuahi sperma akan menjadi zigot sebagai cikal bakal manusia. Jadi, genetik seorang anak sangat dipengaruhi kromosom yang terkandung dalam sel telur atau sperma tersebut. Kalian mengetahui bahwa setiap sel kelamin (sperma dan sel telur) yang menentukan kromosom anak merupakan 1 dari 8 juta kemungkinan. Hal ini berarti, seorang manusia merupakan salah satu dari 64 trilyun (8 juta × 8 juta) kombinasi kromosom diploid.

(Sumber : http://zaifbio.wordpress.com/2012/03/29/pembelahan-sel/)

2.7 Observasi sel

Setiap sel, baik prokariotik maupun eukariotik, masing-masing memiliki membran yang membungkusnya, sebagai pemisah antara bagian interior dengan lingkungan sel tersebut, secara tegas mengatur keluar-masuknya zat dan mempertahankan potensial listrik dari sel tersebut. Di dalam membran tersebut adalah cytoplasma (zat yang memenuhi sebagian besar volume sel).

Setiap sel memiliki DNA, materi pembawa informasi genetik dan RNA, yang membawa informasi-informasi yang dibutuhkan untuk membentuk berbagai protein, misalnya enzim, yang merupakan mesin penggerak utama dari sebuah sel. Di dalam sebuah sel terdapat berbagai zat biomolekul lainnya. Tulisan ini akan secara singkat membahas komponen-komponen primer dari sebuah sel dan kemudian menjelaskan fungsi-fungsinya secara sederhana.

1. Membran sel. Lapisan luar dari sebuah sel eukarotik disebut membran plasma. Bentuk lain dari membran plasma juga ditemukan pada sel-sel prokariotik, namun pada organisme-organisme ini biasa disebut sebagai membran sel. Membran ini bertugas untuk memisahkan dan melindungi sebuah sel dari lingkungannya, dan sebagian besar terbentuk dari lipida berlapis dua (molekul semacam lemak) dan protein-protein. Pada membran ini terdapat berbagai molekul lain yang berfungsi sebagai saluran dan pompa yang memindahkan berbagai molekul keluar dan ke dalam sel.

2. Cytoskeleton. Cystoskeleton adalah sebuah komponen sel yang sangat penting, kompleks dan dinamis. Komponen ini berfungsi untuk mengatur dan mempertahankan bentuk sel, menahan organel-organel pada tempatnya masing-masing, dan menggerakkan bagian-bagian sel dalam proses pertumbuhan dan pergerakan. Banyak sekali ragam protein yang berkaitan dengan cytoskeleton, masing-masing mengontrol struktur sel dengan mengarahkan, menumpuk dan membariskan filamen-filamen.

3. Cytoplasma. Di dalam sebuah sel terdapat sebuah ruang yang dipenuhi oleh cairan yang disebut cytoplasma. Istilah "cytoplasma" merujuk pada campuran ion dan cairan pada zat di dalam sel dan organel-organel yang terkandung di dalamnya yang terpisahkan dari "sup" dalam sel ini dengan membrannya sendiri. Cytosol merujuk hanya pada cairannya, dan bukan pada organel-organel tersebut.

4. Material genetik. Dua jenis material genetik terdapat dalam setiap sel, yaitu deoxyribonucleic acid (DNA) dan ribonucleic acid (RNA). Kebanyakan organisme menggunakan DNA sebagai tempat penyimpanan informasi jangka panjang, namun beberapa virus menggunakan RNA sebagai material genetik mereka.

5. Organel. Tubuh manusia memiliki berbagai organ, misalnya jantung, paru-paru dan ginjal, dan masing-masing organ memiliki fungsinya yang spesifik. Sebuah sel juga memiliki seperangkat organ kecil yang disebut organel yang secara khusus menjalankan satu atau lebih fungsi tertentu.

(Sumber : http://hikmatulimanitb.multiply.com/journal/item/5?&show_interstitial=1&u=%2Fjournal%2Fitem)

DAFTAR PUSTAKA

BIOLOGI SEL

Oleh :

Mega Pristiani (1115041028)

Nadya Mustika Insani (1115041033)

Raynal Rahman (1115041039)

Ricky Fahlevi Ks (1115041041)

Rina Septiana (1115041042)

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung

Bandarlampung

2012

I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Banyak ilmuwan yang ikut mengembangkan dan menemukan teori-teori mengenai sel dan sampai saat ini pengetahuan sel terus berkembang luas seiring meningkatnya perkembangan iptek.

II PEMBAHASAN

2.1 Teori Sel

a. Robert Hooke (hidup pada tahun 1635 sampai 1703)

b. Schleiden (hidup pada tahun 1804 sampai 1881) dan T. Schwann (hidup pada tahun 1810 sampai 1882)

c. Robert Brown

Pada tahun 1831, Brown mengamati struktur sel pada jaringan tanaman anggrek dan melihat benda kecil yang terapung-apung dalam sel yang kemudian diberi nama inti sel atau nukleus.

Berdasarkan analisanya diketahui bahwa inti sel selalu terdapat dalam sel hidup dan kehadiran inti sel itu sangat penting, yaitu untuk mengatur segala proses yang terjadi di dalam sel.

d. Felix Durjadin dan Johannes Purkinye

Pada tahun 1835, setelah mengamati struktur sel, Felix Durjadin dan Johannes Purkinye melihat ada cairan dalam sel, kemudian cairan itu diberinya nama protoplasma.

e. Max Schultze (hidup pada tahun 1825 sampai 1874)

a) sel merupakan unit struktural makhluk hidup;

b) sel merupakan unit fungsional makhluk hidup;

c) sel merupakan unit reproduksi makhluk hidup;

d) sel merupakan unit hereditas.

Beberapa teori sel itu menunjukkan betapa pentingnya peranan sel karena hampir semua proses kehidupan dan kegiatan makhluk hidup dipengaruhi oleh sel.

(sumber : http://www.sentra-edukasi.com/2010/04/pengertian-sel-dan-teori-mengenai-sel.html)

Teori lainnya yaitu :

Sedangkanteori terjadinya sel yaitu :

Berdasarkan hasil penelitian tersebut, Pasteur mengemukakan keyakinannya terhadap prinsip ”Biogenesis” yang menyaatakan bahwa ‘semua kehidupan berasal dari kehidupan yang lain.’

(sumber : http://biologid.blogspot.com/2011/09/teori-sel.html)

2.2 Sel

Setiap sel memiliki kemampuan-kemampuan berikut :

1. Bereproduksi dengan cara membelah diri.

3. Pembuatan protein-protein, mesin bagi sel-sel tersebut, misalnya enzim. Sebuah sel mamalia rata-rata terdiri dari 10.000 jenis protein yang berbeda.

4. Memberikan respon terhadap rangsangan eksternal dan internal seperti perubahan temperatur, pH atau kandungan nutrisi.

5. Mengatur lalu lintas vesikel.

Sel juga dapat diklasifikasikan menurut struktur dalamnya :

(Sumber : http://hikmatulimanitb.multiply.com/journal/item/5?&show_interstitial=1&u=%2Fjournal%2Fitem)

2.3 Sel Prokariot

Dilihat dari struktur selnya, Archaea termasuk dalam kelompok prokariot, tetapi evolusi molekul rRNA-nya memperlihatkan bahwa Archaea lebih mendekati eukariot.

(Sumber : http://sutondoscript.blogspot.com/2011/06/definisi-pengertian-biologi-molekuler.html)

2.4 Sel Eukariot

Tabel 1 Perbandingan antara sel prokariot dan sel eukariot

Karakteristik	Prokariot	Eukariot
Ukuran sel	umumnya 0,5-5 m	10-100 m
Inti sel	Tidak terbungkus membran inti sehingga tidak disebut nukleus tetapi nukleiod	Inti sejati yang terbungkus membran inti dan memiliki nukleolus
Organel yang terbungkus membran	Tidak ada	Ada, seperti lisosom, kompleks golgi, mitokondria, retikulum endoplasma, dan kloroplas
Flagel	Tersusun atas 2 berkas protein	Lengkap, tersusun atas mikrotubulus rangkap
Glikokaliks	Ada, berupa kapsul atau lapisan lendir	Ada pada sel yang tidak memiliki dinding sel
Dinding sel	Biasanya ada, tersusun atas peptidoglikan	Jika ada, struktur kimia sederhana
Vesikel gas	Ada	Tidak
Membran sel	Tanpa karbohidrat dan biasanya tanpa sterol	Sterol dan karbohidrat ada sebagai reseptor
Sitoplasma	Tanpa sistoskeleton atau aliran sitoplasmik	Ada sistoskeleton dan terjadi aliran sitoplasmik
Ribosom	Ukuran kecil (70s)	Ukuran besar (80s)
Kromosom (DNA)	Kromosom tunggal melingkar tanpa protein histon	Kromosom linear melipat dengan terikat protein histon
Pembelahan sel	Pembelahan biner	Mitosis
Rekombinasi seksual	Tanpa meiosis, hanya transfer fragmen DNA	Meiosis
Sensitivitas terhadap antibiotik	Sensitif	Tidak sensitif

(Sumber : http://biobakteri.wordpress.com/2009/06/07/6-sel-prokariot-dan-eukariot/)

2.5 Mikroorganisme dan Karakteristiknya

(Sumber : http://www.tumblr.com/tagged/mikroorganisme?before=1344468698)

2.6 Reproduksi Sel

Gambar 1. Pembelahan secara mitosis

Pembelahan meiosis yang disebut juga sebagai pembelahan reduksi

Gambar 2. Pembelahan secara meosis

a) Fase Pertumbuhan Primer ( Growth 1 disingkat G1 )

c) Fase Pertumbuhan Sekunder ( Growth 2 disingkat G2 )
Setelah DNA mengalami replikasi, subfase berikutnya adalah per-tumbuhan sekunder (G2).

Setelah ketiga tahapan interfase dilalui, sel telah siap menjalani pembelahan secara mitosis. Seperti fase interfase, pembelahan mitosis juga terdiri dari beberapa fase.

Pada bidang ini, sentromer dari seluruh kromosom terletak pada satu baris yang tegak lurus dengan gelendong pembelahan. Kinetokor pada setiap kromatid menghadap pada kutub yang berlainan.

5) Telofase
Pada tahap telofase ini, inti sel anakan terbentuk kembali dari fragmen-fragmen nukleus.

b. Pembelahan Meiosis

b) Metafase II
Pada metafase II, setiap kromosom yang berisi dua kromatid, me-rentang atau berjajar pada bidang metafase II.

Pada tahap ini, benang-benang spindel (benang mikrotubulus) melekat pada kinetokor masing-masing kromatid.

a. Gametogenesis pada Hewan

Selain pada hewan, gametogenesis juga terjadi pada tumbuhan. Berikut ini akan diuraikan tentang gametogenesis pada tumbuhan
tingkat tinggi.

b. Gametogenesis pada Tumbuhan Tingkat Tinggi

Pada umumnya, pembe-lahan mitosis sel generatif terjadi setelah buluh serbuk sari menembus stigma atau mencapai kantung embrio di dalam bakal biji (ovulum).

c. Pewarisan Sifat dan Variasi Genetis

Secara garis besar, ada tiga mekanisme yang menyebabkan ter-jadinya variasi genetik pada suatu populasi. Ketiga mekanisme ini
dapat dijelaskan sebagai berikut.