Siklus sel
Siklus sel adalah fungsi sel yang paling mendasar berupa duplikasi
akurat sejumlah besar DNA di dalamkromosom, dan kemudian memisahkan hasil
duplikasi tersebut hingga terjadi dua sel baru yang identik.[1]
Siklus sel yang berlangsung kontinu
dan berulang (siklik), disebut proliferasi. Keberhasilan sebuah proliferasi
membutuhkan transisi unidireksional dan teratur dari satu fase siklus sel menuju fase berikutnya.
Jenjangreaksi
kimia organik yang terjadi seyogyanya diselesaikan
sebelum jenjang berikutnya dimulai. Sebagai contoh, dimulainya fase mitosis sebelum selesainya tahap replikasi DNA akan menyebabkan sel tereliminasi.
Jenjang reaksi yang terjadi pada
siklus sel, sangat mirip dengan relasi substrat-produk dari sebuah lintasan
metabolik. Produk dari sebuah jenjang reaksi akan berfungsi sebagai substrat pada jenjang berikutnya, demikian pula
dengan laju reaksi jenjang yang pertama akan menjadi batas maksimal laju reaksi
pada jenjang berikutnya.
Transisi antara jenjang reaksi
ditentukan oleh lintasan pengendali ekstrinsik dan intrinsik yang terdiri dari
beberapa cekpoin, sebagai konfirmasi selesainya reaksi pada suatu jenjang
sebelum jenjang berikutnya dimulai. Kedua lintasan kendali dapat memiliki
cekpoin yang sama.
Lintasan kendali instrinsik akan
menentukan setiap tahap berjalan sebagaimana mestinya. Fasa S, G2 dan M pada sel mamalia dikendalikan oleh lintasan ini,
sehingga waktu yang diperlukan untuk fase tersebut, tidak jauh bervariasi
antara satu sel dengan sel lain.
Lintasan kendali ekstrinsik akan
berfungsi sebagai respon terhadap kondisi di luar sel atau telisik defisiensi
sel.
Amitosis
Amitosis adalah reproduksi sel di
mana sel membelah diri secara langsung tanpa melalui tahap-tahap pembelahan
sel. Pembelahan cara ini banyak dijumpai pada sel-sel yang bersifat
prokariotik, misalnya pada bakteri, ganggang biru.
Pembelahan
Mitosis
Pembelahan mitosis merupakan tipe pembelahan sel yang
mampu menghasilkan 2 sel anakan yang serupa secara genetis. Artinya, kedua sel
anakan yang terbentuk mempunyai susunan genetika yang sama dengan induknya.
Hampir semua makhluk hidup mengalami proses mitosis yang sama, kecuali pada
prokaryot (makhluk hidup yang tidak memiliki inti sejati) seperti bakteri,
virus dan ganggang biru. Siklus miotik dari sebuah sel dapat dibedakan atas dua
stadia, yaitu interfase (stadium istirahat) dan mitosis (stadium pembelahan).
Interfase Interfase adalah periode antara pembelahan yang satu dengan yang
berikutnya dalam siklus pembelahan sel. Periode ini terjadi bila suatu sel
molekul DNA yang berada dalam inti akan mengadakan replikasi atau membuat
turunan seperti dirinya sendiri. Membran inti berhubungan dengan rangka dalam
dari sitoplasma, di mana terdapat granula berwarna kelam dan disebut ribosom.
Ribosom ini kaya akan asam ribonukleotida (ARN) dan mempunyai peranan penting
dalam sintesa protein. Di dalam nukleus interfase, dapat dibedakan 2 komponen
utama, yaitu karyolimf (cairan inti yang tampak jernih tak berwarna dan
kolloidal) dan nukleolus (inti dari nukleus). Sisanya terdiri dari kromatin,
berupa benang-benang halus yang tersusun atas asam deoksiribonukleat (ADN) dan
protein sehingga membentuk nukleoprotein. Di dalam sitoplasma, tampak adanya
mitokondria, yaitu organel di mana berlangsung pernafasan dari sel. Stadium
interfase dibedakan atas beberapa fase: 1. G1 : secara spesifik, pada
tahap G¬1 ukuran sel bertambah besar akibat pertumbuhan sel. 2. S : Pada
tahap S, terjadi duplikasi kromosom dan sintesis DNA (replikasi DNA). Kromosom
yang semula tunggal akhirnya berubah menjadi ganda. 3. G2 : Pada tahap
G2, sel tumbuh sempurna sebagai persiapan untuk pembelahan sel. Pada fase ini,
ADN cepat sekali bertambah kompleks dengan protein kromosom dan pembentukan ARN
(asam ribonukleat) serta protein berlangsung. Mitosis dibedakan atas beberapa
fase, yaitu profase, metafase, anafase dan telofase.
- Profase
Begitu fase G2 berakhir, maka dimulailah profase. Pada
tahap profase, terjadi perubahan pada nukleus dan sitoplasma. Di dalam nukleus,
benang-benang kromatin menebal dan memendek membentuk kromosom. Kromosom
tersebut dapat diamatidi bawah mikroskop cahaya. Tiap lengan kromosom,
berduplikasi membentuk dua kromatid (kromatid kembar) yang terikat pada
sentromer. Selama profase, nukleolus dan membran nukleus menghilang. Mendekati
akhir profase, terbentuklah spindel (gelendong pembelahan yang terdiri atas
mikrotubula dan protein). Dengan berakhirnya profase, kromosom-kromosom yang
dobel dan memanjang itu menempatkan diri di bidang ekuator dari sel.
- Metafase
Fase ini adalah fase paling mudah untuk menghitung
banyaknya kromosom dan mempelajari morfologinya, karena kromosom-kromosom
tersebar di bidang tengah dari sel. Hal ini terjadi karena pada fase ini
sentromer dari kromosom-kromosom dobel longitudinal terletak di bidang ekuator
dari sel.Pada metafase ,kromosom menyusun diri secara acak pada satu bidang
ekuator atautengah-tengah sel. Pada awal fase ini, membran nukleus dan
nukleolus lenyap. Sentromer,suatu daerah vital bagi pergerakan kromosom,
melekat pada serabut gelendong yangbertanggung jawab terhadap arah pembelahan
kromosom selama pembelahan.Metafase dicirikan oleh barisan kromosom yang amat
rapi sepanjang bidang equatorial. Pada tahapan ini sedikit terlihat adanya
gambaran benang-benang spindelnya. Pada tahap ini kromosom atau kromatid mudah
diamati atau dipelajari.Mudahnya, setiap kromosom yang terdiri dari sepasang
kromatida menuju ketengah seldan berkumpul pada bidang pembelahan (bidang
ekuator), dan menggantung pada serat gelendong melalui sentromer atau
kinetokor.
- Anafase
Pada fase ini, sentromer membelah dan kedua buah
kromatid memisahkan diri dan bergerak menuju ke kutub sel dari spindel yang
berlawanan. Tiap kromatid hasil Pada akhir anafase sekat sel mulai terbentuk
dekat bidang equator Sentromer dari setiap kromosom membelah menjadi dua dengan
masing-masing satukromatida.Kemudian setiap kromatida berpisah dengan
pasangannya dan menuju kekutubyang berlawanan. Pada akhir nanfase, semua
kroatida sampai pada kutub masing-masing. Pembelahan itu memiliki sifat
keturunan yang sama. Pada saat itu kromosom-kromosom tersebut berlaku sebagai
kromosom baru.
- Telofase
Datangnya kromosom anakan yang tunggal di kutub
spindel merupakan tanda dimulainya telofase. Terbentuklah membran nukleus baru,
spindel menghilang dan nukleolus dibentuk oleh nucleolar organizer dari sebuah
kromosom. Dengan terbentuknya dua buah nuklei baru, maka di tengah sel terjadi
dinding baru. Berlangsunglah sitokenesis (pembelahan sel).
MAKROSPOROGENESIS
Megasporogenesis
adalah proses pembentukan gamet betina (ovum) yang berlangsung dalam bakal buah
(ovarium) dan menghasilkan kandung lembaga. Proses megasporogenesis berlangsung
sebagai berikut. Sebuah sel induk megaspora diploid (megasporosit) dalam ovarium
mengalami meiosis I dan menghasilkan 2 sel diploid. Selanjutnya mengalami
meiosis II menghasilkan 4 megaspora haploid yang letaknya berderet dan 3
megaspora mengalami degenerasi dan mati. Satu megaspora yang tersisa mengalami
pembelahan mitosis tiga kali berturut-turut tanpa diikuti sitokinesis
(pembelahan plasma) dan menjadi 8 inti megaspora (kandung lembaga muda) yang
haploid, kemudian 4 inti kelompok di kalaza (bagian antara bakal biji dan
tangkai biji) dan 4 inti berada di dekat mikrofil. Satu inti dari masing-masing
kelompok bergerak ke tengah dan menyatu membentuk inti kandung lembaga sekunder
(2n) sedangkan 3 inti yang berada pada kalaza dinamakan inti antipoda dan 3
inti yang berada di mikrofil berkembang menjadi 1 inti sel telur atau ovum (n)
yang di tengah dan 2 inti sinergid (n) yang di sampingnya maka pada kandung
lembaga yang masak terdapat:
1) 3
inti antipoda2)
2) 2
inti sinergid (n)
3) 3)
1 inti ovum (n)
4) 4)
1 inti kandung lembaga sekunder (2n).
Pada ontogeni ovulum , nuselus terbentuk lebih dahulu merupakan
massa sel yang di selubungi oleh epidermis, berasal dari poliferasi sel-sel
plasenta. Suatu sel hipodermal pada nuselus mempunyai ukuran yang besar ,
sitoplasma padat dan inti besar berfungsi sebagai sel arkesporium. Sel ini
membelah secara periklinal , sel arkesporium tersebut kearah dalam menghasilkan
sel sporogen primer dan ke arah luar menghasilkan sel parietal primer.
sel sporogen berfungsi langsung sebagai sel induk megaspora.
Sel induk megaspora membelah secara meiosis membentuk empat megaspora
yang haploid dan umumnya bertipe linear, tetapi ada yang berbentuk huruf T ,
antara lain pada Orchis maculatadan Drymis winteri . Sementara
pada beberapa suku Crassulaceae , Hydrochaetaceae, dan Musaceae dilaporkan
mempunyai tipe berturut-turut isobilateral , tetrahidris, dan bentuk T.
Dari empat sel megaspora hasil meiosis yang tersusun linear
tersebut hanya satu sel megaspora yang berfungsi , yaitu yang letaknya paling
bawah dari tetrad, sedang tiga lainya mengalami degenerasi.
Makrosporogenesis
/ Megasporogenesis
Tempat
: bakal buah
Alat
: putik
MIKROSPOROGENESIS
Mikrosporogenesis
adalah proses pembentukan gamet jantan
(sperma)
yang berlangsung pada bunga yaitu di dalam serbuk sari bagian dari
kepala
sari (antenna) yang di dalamnya terdapat kantong serbuk sari atau
mikrosporangium.
Proses mikrosporogenesis berlangsung sebagai
berikut:
·
Sebuah sel induk mikrospora
diploid (mikrosporosit) dalam antenna membelah secara meiosis I dan
menghasilkan sepasang sel haploid.
·
Pada meiosis II menghasilkan 4
mikrospora haploid (n) yang berkelompok membentuk tetrad.
·
Setiap mikrospora akan
mengalami kariokinesis (pembelahan inti), sehingga menghasilkan 2 inti yang
haploid yaitu satu inti dinamakan inti saluran serbuk sari dan satu inti
generatif.
·
Inti generatif membelah secara mitosis tanpa
disertai sitokinesis dan terbentuklah 2 inti sperma (n) dan inti serbuk sari
tidak membelah.
·
Dengan demikian maka sebutir
serbuk sari yang telah masak mengandung 3 inti yang haploid, yaitu serbuk inti
saluran serbuk sari dan 2 buah inti sperma.
Gb.
Mikrosporogenesis
Gametogenesis
Spermatogenesis
Tingginya kadar FSH
dan LH akan menghambat sekresi hormon GnRH oleh hipothalamus. Sedangkan
peningkatan kadar estrogen dan progesteron dapat menstimulasi (positif
feedback, pada fase folikuler) maupun menghambat (inhibitory/negatif feedback,
pada saat fase luteal) sekresi FSH dan LH di hipofisis atau GnRH di
hipothalamus. .
Spermatogenesis adalah proses pembentukan sel spermatozoa (tunggal :
spermatozoon) yang terjadi di organ kelamin (gonad) jantan yaitu testis
tepatnya di tubulus seminiferus. Sel spermatozoa, disingkat sperma yang
bersifat haploid (n) dibentuk di dalam testis melewati sebuah proses kompleks.
Spermatogenesis mencakup pematangan sel epitel germinal dengan melalui proses
pembelahan dan diferensiasi sel. Pematangan sel terjadi di tubulus seminiferus
yang kemudian disimpan dalam epididimis. Tubulus seminiferus terdiri dari
sejumlah besar sel germinal yang disebut spermatogonia (jamak). Spermatogonia
terletak di dua sampai tiga lapis luar sel-sel epitel tubulus seminiferus.
Spermatogonia berdiferensiasi melalui tahap-tahap perkembangan tertentu untuk
membentuk sperma. I
Pada proses spermatogenesis terjadi proses-proses
dalam istilah sebagai berikut :
Spermatositogenesis (spermatocytogenesis)
adalah tahap awal dari spermatogenesis yaitu peristiwa pembelahan
spermatogonium menjadi spermatosit primer (mitosis), selanjutnya spermatosit
melanjutkan pembelahan secara meiosis menjadi spermatosit sekunder dan
spermatid. Istilah ini biasa disingkat proses pembelahan sel dari
spermatogonium menjadi spermatid.
Spermiogenesis (spermiogensis)
adalah peristiwa perubahan spermatid menjadi sperma yang dewasa. Spermiogenesis
terjadi di dalam epididimis dan membutuhkan waktu selama 2 hari. Terbagi
menjadi tahap 1) Pembentukan golgi, axonema dan kondensasi DNA, 2) Pembentukan
cap akrosom, 3) pembentukan bagian ekor, 4) Maturasi, reduksi sitoplasma
difagosit oleh sel Sertoli.
Spermiasi (Spermiation) adalah peristiwa pelepasan
sperma matur dari sel sertoli ke lumen tubulus seminiferus selanjutnya ke
epididimidis. Sperma belum memiliki kemampuan bergerak sendiri (non-motil).
Sperma non motil ini ditranspor dalam cairan testicular hasil sekresi sel
Sertoli dan bergerak menuju epididimis karena kontraksi otot peritubuler.
Sperma baru mampu bergerak dalam saluran epidimis namun pergerakan sperma dalam
saluran reproduksi pria bukan karena motilitas sperma sendiri melainkan karena
kontraksi peristaltik otot saluran.
Hormon - Hormon Yang
Berperan Dalam proses Spermatogenesis
Proses pembentukan
spermatozoa dipengaruhi oleh kerja beberapa hormon, diantaranya:
a. Kelenjer
hipofisis menghasilkan hormon peransang folikel (Folicle Stimulating
Hormon / FSH) dan hormon lutein (Luteinizing Hormon / LH).
b. LH
merangsang sel leydig untuk menghasilkan hormon testosteron. Pada masa
pubertas, androgen/testosteron memacu tumbuhnya sifat kelamin sekunder.
c. FSH
merangsang sel Sertoli untuk menghasilkan ABP (Androgen Binding
Protein) yang akan memacu spermatogonium untuk memulai spermatogenesis.
d. Hormon
pertumbuhan, secara khusus meningkatkan pembelahan awal pada spermatogenesis.
Oogenesis
Oogenesis adalah proses pembentukan sel telur (ovum) di dalam
ovarium. Oogenesis dimulai dengan pembentukan bakal sel-sel telur yang disebut
oogonia (tunggal: oogonium). Pembentukan sel telur pada manusia dimulai sejak
di dalam kandungan, yaitu di dalam ovari fetus perempuan. Pada akhir bulan
ketiga usia fetus, semua oogonia yang bersifat diploid telah selesai dibentuk
dan siap memasuki tahap pembelahan. Semula oogonia membelah secara
mitosis menghasilkan oosit primer. Pada perkembangan fetus selanjutnya, semua
oosit primer membelah secara miosis, tetapi hanya sampai fase profase.
Pembelahan miosis tersebut berhenti hingga bayi perempuan dilahirkan,
ovariumnya mampu menghasilkan sekitar 2 juta oosit primer mengalami kematian
setiap hari sampai masa pubertas. Memasuki masa pubertas, oosit melanjutkan
pembelahan miosis I. hasil pembelahan tersebut berupa dua sel haploid, satu sel
yang besar disebut oosit sekunder dan satu sel berukuran lebih kecil disebut
badan kutub primer.
Pada tahap
selanjutnya, oosit sekunder dan badan kutub primer akan mengalami pembelahan
miosis II. Pada saat itu, oosit sekunder akan membelah menjadi dua sel,
yaitu satu sel berukuran normal disebut ootid dan satu lagi berukuran lebih
kecil disebut badan polar sekunder. Badan kutub tersebut bergabung dengan dua
badan kutub sekunder lainnya yang berasal dari pembelahan badan kutub primer
sehingga diperoleh tiga badan kutub sekunder. Ootid mengalami perkembangan
lebih lanjut menjadi ovum matang, sedangkan ketiga badan kutub mengalami
degenerasi (hancur). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa pada
oogenesis hanya menghasilkan satu ovum.
Hormon - Hormon Yang
Berperan Dalam proses Oogenesis
Proses pembentukan
oogenesis dipengaruhi oleh kerja beberapa hormon, diantaranya:
Pada wanita usia
reproduksi terjadi siklus menstruasi oleh aktifnya aksis hipothalamus
-hipofisis - ovarium. Hipothalamus menghasilkan hormon GnRH (gonadotropin
releasing hormone) yang menstimulasi hipofisis mensekresi hormon FSH (follicle
stimulating hormone) dan LH (lutinuezing hormone). FSH dan LH menyebabkan
serangkaian proses di ovarium sehingga terjadi sekresi hormon estrogen dan
progesteron. LH merangsang korpus luteum untuk menghasilkan hormon
progesteron dan meransang ovulasi. Pada masa pubertas, progesteron memacu
tumbuhnya sifat kelamin sekunder. FSH merangsang ovulasi dan meransang folikel
untuk membentuk estrogen, memacu perkembangan folikel. Hormon prolaktin
merangsang produksi susu.
Mekanisme umpan balik
positif dan negatif aksis hipothalamus hipofisis ovarium.
Gambar :
