Mitosis

Mitosis in real time

Mitosis adalah proses pembagian genom yang telah digandakan oleh sel ke dua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel. Mitosis umumnya diikuti sitokinesis yang membagi sitoplasma dan membran sel. Proses ini menghasilkan dua sel anak yang identik, yang memiliki distribusi organel dan komponen sel yang nyaris sama. Mitosis dan sitokenesis merupakan fase mitosis (fase M) pada siklus sel, di mana sel awal terbagi menjadi dua sel anakan yang memiliki genetik yang sama dengan sel awal.

Mitosis terjadi hanya pada sel eukariot. Pada organisme multisel, sel somatik mengalami mitosis, sedangkan sel kelamin (yang akan menjadi sperma pada jantan atau sel telur pada betina) membelah diri melalui proses yang berbeda yang disebut meiosis. Sel prokariot yang tidak memiliki nukleus menjalani pembelahan yang disebut pembelahan biner.

Karena sitokinesis umumnya terjadi setelah mitosis, istilah "mitosis" sering digunakan untuk menyatakan "fase mitosis". Perlu diketahui bahwa banyak sel yang melakukan mitosis dan sitokinesis secara terpisah, membentuk sel tunggal dengan beberapa inti. Hal ini dilakukan misalnya oleh fungi dan slime moulds. Pada hewan, sitokinesis dan mitosis juga dapat terjadi terpisah, misalnya pada tahap tertentu pada perkembangan embrio lalat fruit

Garis besar

Hasil utama dari mitosis adalah pembagian genom sel awal kepada dua sel anakan. Genom terdiri dari sejumlah kromosom, yaitu kompleks DNA yang berpilin rapat yang mengandung informasi genetik vital untuk menjalankan fungsi sel secara benar. Karena tiap sel anakan harus identik secara genetik dengan sel awal, sel awal harus menggandakan tiap kromosom sebelum melakukan mitosis. Proses penggandaan DNA terjadi pada pertengahan interfase, yaitu fase sebelum fase mitosis pada siklus sel.

Setelah penggandaan, tiap kromosom memiliki salinan yang identik yang disebut sister kromatid, yang berlekatan pada daerah kromosom yang disebut sentromer. Sister kromatid itu sendiri tidak dianggap sebagai kromosom.

Lihat pula Meiosis dan Mitosis

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 prokariot (makhluk hidup yang tidak memiliki inti sejati) seperti bakteri, virus dan ganggang biru. Siklus mitosis dari sebuah sel dapat dibedakan atas dua stadium, yaitu interfase (stadium istirahat) dan mitosis (stadium pembelahan). 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 sintesis 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.

1. Kromosom sudah mengganda, kemudian memadat
2. Membran inti mulai rusak menjadi bagian bagian kecil (fragmen)

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 atau tengah-tengah sel. Pada awal fase ini, membran nukleus dan nukleolus lenyap. Sentromer,suatu daerah vital bagi pergerakan kromosom, melekat pada serabut gelendong yang bertanggung 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.

1. Kromosom berjajar pada bidang pembelahan

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 satu kromatida. Kemudian setiap kromatida berpisah dengan pasangannya dan menuju ke kutub yang berlawanan. Pada akhir nanfase, semua kromatida sampai pada kutub masing-masing. Pembelahan itu memiliki sifat keturunan yang sama. Pada saat itu kromosom-kromosom tersebut berlaku sebagai kromosom baru.

1. Kromosom bergerak menuju kutub yang berlawanan
2. Pada akhir anafase kedua kutub sel memiliki kromosom yang jumlahnya sama

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).

1. Membran inti mulai kembali bergabung
2. Terbentuk dua sel anakan yang bersifat diploid

Pembelahan Meiosis

Pembelahan meiosis merupakan tipe pembelahan sel yang menghasilkan 4 sel anakan haploid (n) yang berasal dari sel induk diploid (2n). Pada kejadian ini, setiap sel anakan mempunyai separuh kromosom sel induk. Reproduksi seksual mencakup pembentukan gamet-gamet (gametogenesis) dan pembuahannya (fertilisasi). Gametogenesis berlangsung di dalam alat reproduksi (gametangium). Gamet bersifat haploid (n) tetapi berasal dari sebuah sel induk diploid (2n). Berhubungan dengan hal tersebut, pembentukan gamet harus didahului dengan pembelahan reduksi dari jumlah kromosom dan pembelahan ini disebut dengan meiosis. Berbeda dengan mitosis, meiosis ini berlangsung dalam 2 tingkat

Meiosis I

Pada meiosis tingkat ini, dibedakan menjadi 4 tahap, yaitu profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I.

Profase I

Tahap profase pada meiosis berbeda dengan mitosis, yaitu bahwa kromosom-kromosom homolog membentuk pasangan, yang dinamakan bivalen. Proses berpasangannya kromosom homolog dinamakan sinapsis. Kemudian setiap anggota bivalen membelah memanjang, sehingga terbentuklah 4 kromatid. Ke empat kromatid padad satu bivalen dinamakan tetrad. Selama sinapsis, dapat terjadi pindah silang (crossing over), yaitu peristiwa penukaran segmen dari kromatid-kromatid dalam sebuah tetrad.

Metafase I

Pada tahap ini, bivalen-bivalen menempatkan diri di bidang tengah dari sel secara acakan (random). Pasangan kromosom (bivalen) menjadi diatur pada pelat metafase dan melekat pada meiosismembentuk poros sepenuhnya sekarang. Para sentriol berada di kutub yang berlawanan dari sel. Pasangankromosom homolog (yang bivalen), sekarang sebagai melingkar erat dan kentalkarena mereka akan berada dalam meiosis, menjadi diatur pada pesawat berjarak sama darikutub disebut pelat metafase. Spindle serat dari satu kutub sel melekat pada satu kromosom masing-masing pasangan(dilihat sebagai kromatid kakak), dan spindle serat dari kutub berlawanan melekat padakromosom homolog (lagi, dilihat sebagai kromatid kakak

Anafase I

Kromosom homolog yang mengadakan sinapsis mulai bergerak untuk berpisah. Kromatid-kromatid serupa yang menyusun tiap kromosom tetap berhubungan pada daerah sentromer. Daerah kromosom tersebut dalam tiap bivalen menjauhkan diri dan bergerak ke kutub spindel yang berlawanan letaknya. Artinya, setiap krmosom masih tersusun atas dua kromatid yang masih berhubungan pada daerah sentromer.

Telofase I

Tibanya kromosom di kutub spindel menandakan berakhirnya anafase I dan dimulainya telofase I. Dinding nukleus dan nukleolus terbentuk lagi, jumlah kromosom haploid terdapat dalam nukleus yang baru dibentuk. Tiap kromosom terdiri dari dua kromatid. Apabila kita menghitung banyaknya kromatid, maka dapat diambil kesimpulan bahwa reduksi jumlah kromosom belum berlangsung secara sempurna. Akibatnya terdapatlah dua genom, yaitu dua set gen atau informasi genetik yang lengkap. Untuk tercapainya reduksi dalam pengandungan genom maupun kromosom, maka diperlukan berlangsung pembelahan meiosis II.

Pranala luar

• Mitosis Animation.
• Mitosis (Flash Animation)
• Video of a live amphibian lung cell undergoing mitosis.
• A Flash animation comparing Mitosis and Meiosis
• Animation from the Life Sciences Dept of University of North Texas
• Khan Academy, lecture
• Studying Mitosis in Cultured Mammalian Cells
• General K-12 classroom resources for Mitosis
• Mitosis Study Guide for Students
• CCO The Cell-Cycle Ontology
• WormWeb.org: Interactive Visualization of the C. elegans Cell Lineage - Visualize the entire cell lineage tree and all of the cell divisions of the nematode C. elegans