1.
Mekanisme mitosis dan meosis.
A. Mitosis
Mitosis
adalah proses pembagian genom yang telah digandakan oleh sel ke dua sel identik
yang dihasilkan oleh pembelahan
sel. Mitosis terjadi di sel somatis. Pembelahan
mitosis berlangsung secara bertahap melalui beberapa tahap :
1) Profase
: pembentukan 2 sentriol dari sentrosom, pembentukan kromosom, kromosom
duplikat meninggalkan daerah kutubdan berjajar diekuator.
2) Metafase
: proses dimana kromosom menempel pada dinding ekuator.
3) Anafase
: pergerakan kromatid kearah kutub-kutub berlawanan, kinektetor yang masih
melekat dibenang spindel akan menunjukan arah bagi kromosom mendekati akan
menunjukan arah kromosom mendekati kromatid.
4) Telofase
: kromatid menyusut, selaput inti dan nukleolus terbentuk kembali, dan terjadi
proses sitokinesis.
5) Interfase:
proses persiapan energi untuk melakukan pembelahan selanjutnya.
B. Meiosis
Meiosis
adalah Proses di mana jumlah kromosom menjadi setengahnya selama pembentukan
gamet. Dalam meiosis, sel yang berisi jumlah diploid
kromosom diubah menjadi empat sel, masing-masing memiliki jumlah kromosom
haploid. Meiosis terjadi
di sel gonad. Dalam sel manusia, sel reproduksi yang mengandung 46
kromosom menghasilkan empat sel, masing-masing dengan 23 kromosom. Proses meiosis di jabarkan pada tahapan-tahapan di
bawah ini:
2. Meiosis
I
a. Profase
I :
-
Leptonema: Benang kromatin menjadi kromosom.
-
Zigonema : Kromosom homolog berdekatan / bergandengan.
-
Palunema : Kiap bagian homolog mengganda dalam
satu ikatan sentromer.
-
Diplonema :
Kromatid
dari tiap-tiap belahan kromosom memendek dan membesar.
-
Diakinetis :
Sentrosom
membentuk dua sentriol yang masing-masing membentuk benang gelendong
pembelahan.
b. Metafase
I : Tetrad berkumpul di bidang ekuator.
c. Anafase
I : Benang
gelendong pembelah dari tiap kutub menarik kromosom homolog sehingga setiap
pasangan berpisah.
d. Telofase
I : Kromatid
memadat selubung inti terbentuk dan nukleolus muncul lagi, kemudian sitokinesis
berlangsung.
3. Meiosis
II
a. Profase
II : sentrosom membentuk 2 sentriol yang terletak pada kutub yang berlawanan
dan dihubungkan oleh benang gelendong.
b. Metafase
II : kromosom melekati diekuator, kromatid berkelompok dua-dua.
c. Anafase
II : kromosom melekat dikinektetor benang gelendong, lalu ditarik oleh benang
gelendong ke kutub yang berlawanan sehingga sentromer terbelah.
d. Telofase
II : kromatid berkumpul pada kutub pembelahan lalu berubah menjadi kromatin
kembali. (Guyton, 2014)
Gambar
1.2 Meiosis
C. Perbedaan
mitosis dan meiosis.
Mitosis
|
Meiosis
|
·
Kromosom homolog tidak pernah berpasangan.
·
Sel induk diploid menghasilkan 2 buah sel anak diploid.
·
Fasenya berlangsung satu kali.
·
Sel anak identik dengan sel induk.
|
·
Kromosom homolog berpasangan.
·
Sel induk diploid menghasilkan 4 buah sel anak haploid.
·
Fasenya berlangsung dua kali.
·
Sel anak tidak identik dengan sel induk.
|
(Sadler, 2000:4-10)
2. Proses spermatogenesis dan oogenesis.
a. Spermatogenesis
Di dalam testis terkemas sekitar 250 m
tubulus semiferus penghasil sperma. Di tubulus ini terdapat dua jenis sel yang
secara fungsional penting:sel germinativum, yang sebagian besar berada dalam
berbagai tahap pembentukan sperma, dan sel sertoli, yang memberi dukungan
krusial bagi spermatogenesis. Spermatogenesis adalah suatu proses kompleks
ketika sel germinativum primordial yang relatif belum dideferensiasi (primitif
atau awal), spermatogonia (masing-masing mengandung komplemen diploid 46
kromosom), berproliferasi dan diubah menjadi spermatozoa yang sangat khusus dan
motil (sperma), masing-masing mengandung sel haploid 23 kromosom yang diterima
secara acak. Spermatogenesis memerlukan waktu 64 hari untuk pembentukan dari
spermatogonium menjadi sperma matang. Setiap saat terdapat berbagai tahapan
spermatogenesis pada tubulus semiferus yang berbeda. Setiap hari dapat
dihasilkan beberapa ratus juta sperma matang. Spermatogenesis mencakup tiga
tahap utama: proliferasi, mitotik, meiosis, dan pengemasan.
Gambar 2.1 Spermatogenesis
(sumber: Buku Fisiologi Manusia Sherwood)
(sumber: Buku Fisiologi Manusia Sherwood)
1. Proliferasi
mitotik
Spermatogonia
yang terletak di lapisan terluar tubulus terus menerus bermitosis, dengan semua
sel baru mengandung komplemen lengkap 46 kromosom identik dengan sel induk.
Proliferasi ini menghasilkan pasokan sel germinativum baru yang terus menerus.
Setelah pembelahan mitotik sebuah spermatogonium, salah satu sel anak tetap di
tepi luar tubulus sebagai spermatogonium tak berdiferensiasi, sehingga turunan
sel germinativum tetap terpelihara. Sel anak yang lain mulai bergerak ke arah
lumen sambil menjalani berbagai tahap yang dibutuhkan untuk membentuk sperma,
yang kemudian akan dibebaskan ke dalam lumen. Pada manusia, sel anak penghasil
sperma membelah secara mitotik dua kali lagi untuk menghasilkan empat
spermatosit primer identik. Setelah pembelahan mitotik terakhir, spermatosit
primer masuk ke fase istirahat ketika kromosom-kromosom terduplikasi dan
untai-untai rangkap tersebut tetap menyatu sebagai persiapan untuk pembelahan
meiosis pertama.
2. Meiosis
Selama
meiosis, setiap spermatosit primer (dengan jumlah diploid 46 kromosom rangkap)
membentuk dua spermatosit sekunder (masing-masing dengan jumlah haploid 23
kromosom rangkap) selama pembelahan meiosis pertama, akhirnya menghasilkan
empat spermatid (masing-masing dengan 23 kromosom tunggal) akibat pembelahan
meiosis kedua.
Setelah
tahap spermatogenesis ini tidak terjadi pembelahan lebih lanjyt. Setiap
spermatid mengaami remodeling menjadi spermatozoa. Karena setiap spermatogonium
secara mitosis menghasilkan empat spermatosit primer dan setiap spermatosit
primer secara meiosis menghasilkan empat spermatid, rangkaian spermatogenik
pada manusia secara teoritis menghasilkan 16 spermatozoa setiap kali
spermatogonium memulai proses ini. Namun, biasanya sebagian sel lenyap di
berbagai tahap sehingga efisiensi produksi jarang setinggi ini.
3. Pengemasan
Bahkan
setelah meiosis, spermatid secara struktural masih mirip spermatogonia yang
belum berdiferensiasi, kecuali bahwa komplemen yang snagat khusus dan bergerak
dari spermatid memerlukan proses remodeling, atau pengemasan, ekstensif
elemen-elemen sel, suatu proses yang dikenal sebagai spermatogenesis.
(Sherwood, 2014:792-794)
b. Oogenesis
Gambar 2.2 Oogenesis
(sumber: Buku Fisiologi Manusia Sherwood)
(sumber: Buku Fisiologi Manusia Sherwood)
1.
Pembentukan oosit primer dan folikel
primer
Oosit
primer mengandung 46 kromosom replikasi, yang dikumpulkan ke dalam
pasangan-pasangan homolog tetapi tidak memisah. Oosit primer tetap berada dalam
keadaan meiotic arrest ini selama
bertahun-tahun sampai sel ini dipersiapkan untuk ovulasi. Sebelum lahir, setiap
oosit primer dikelilingi oleh satu lapisan sel granulosa. Bersama-sama, satu
oosit dan sel-sel granulosa di sekitarnya membentuk folikel primer. Saat lahir
hanya sekitar 2 juta folikel primer yang tersisa, masing-masing mengandung satu
oosit primer yang mampu menghasilkan satu ovum. Paandangan tradisional
menyatakan bahwa tidak ada oosit atau folikel yang muncul setelah lahir folikel
yang sudah ada di ovarium saat lahir berfungsi sebagai reservoar yang menjadi
asal bagi semua ovum sepanjang masa subur wanita yang bersangkutan. Namun, para
peneliti baru menemukan, paling tidak pada mencit, bahwa oosit dan folikel baru
dapat diproduksi setelah lahir dari sel punca ovarium, yang sebelumnya tidak
diketahui mampu menghasilkan sel germinativum primordial atau oogonia. Sampai
masa pubertas, semua folikel yang mulai berkembang mengalami atresia pada
tahap-tahap awal tanpa pernah berovulasi.
2. Pembentukan
oosit sekunder dan folikel sekunder
Oosit
primer di dalam folikel primer masih merupakan suatu sel diploid yang
mengandung 46 kromosom ganda. Oosit membesar sekitar seribu kali lipat.
Pembesaran oosit ini disebabkan oleh penimbunan badan sitoplasma yang akan dibutuhkan
oleh mudigah. Sebelum ovulasi, oosit primer menyelesaikan pembelahan meiotik
pertamanya. Pembelahan ini menghasilkan dua sel anak, masing-masing menerima
set haploid 23 kromosom ganda, analog dengan pembentukan spermatosit sekunder.
Namun hampir semua sitoplasma tetap berada di salah satu sel anak, yang
sekarang dinamai oosit sekunder dan di takdirkan untuk menjadi ovum. Kromosom
sel anak yang lain bersama dengan sedikit sitoplasmanya membentuk badan polar
pertama. Dengan cara ini, calon ovum kehilangan separuh kromosomnya untuk
membentuk gamet haploid tetapi mempertahankan sitoplasma yang kaya nutrien.
Badan polar yang kekurangan sitoplasma tersebut segera mengalami degenerasi.
3. Pembentukan
ovum matang
Masuknya sperma
ke dalam oosit sekunder dibutuhkan untuk memicu pembelahan meiotik kedua.
Selama pembelahan, separuh set kromosom bersama dengan sedikit sitoplasma
dikeluarkan sebagai badan polar kedua. Separuh set lainnya tetap tertinggal di
dalam ovum matang. 23 kromosom ibu menyatu dengan 23 kromosom ayah dari sperma
yang masuk untuk menuntaskan pembuahan. Jika badan polar pertama belum
berdegenerasi maka sel ini juga mengalami pembelahan meiotik kedua pada saat
yang sama ketika oosit sekunder yang di buahinya membagi kromosomnya.
(Sherwood, 2014:834-835)
3. Bentuk dan
struktur spermatozoa dan ovum:
a. Spermatozoa
Kepala mengandung inti dengan serat kromatin padat
melingkar, dikelilingi anterior oleh akrosom, yang mengandung enzim yang
digunakan untuk menembus sel telur wanita. Midpiece
memiliki inti filamen pusat dengan banyak mitokondria berputar di sekitar itu.
Pada hewan, sebagian besar energi (ATP) untuk motilitas sperma berasal dari
metabolisme fruktosa dilakukan dalam cairan mani. Ini terjadi di mitokondria
terletak di midpiece sperma. Energi ini digunakan untuk perjalanan melalui
tabung leher rahim, rahim, dan rahim perempuan. Sel sperma motil biasanya
bergerak melalui flagela dan memerlukan media air untuk berenang menuju sel
telur untuk sel fertilization. Tidak bisa berenang mundur karena sifat propulsi
mereka. Sel-sel sperma uniflagellated (dengan satu flagela) hewan yang disebut
sebagai spermatozoa. Fungsi
dari membran plasma adalah untuk melindungi spermatozoa saat perjalanan menuju
ovum. Fungsi dari akrosom adalah untuk mengeluarkan enzim akrosin dan zat-zat
serupa tripsin saat menembus zona pelusida. Fungsi dari nucleus adalah untuk
menyimpan informasi genetik.
Ada beberapa bentuk dari
spermatozoa yang tidak normal, yaitu spermatozoa berkepala lebih besar dari
normal, kepala spermatozoa lebih kecil dari normal, berkepala dua, leher besar
/ ganda, ekor bercabang.
Gambar 3.2 Kelainan morfologi
spermatozoa
(Sumber: www.seksualitas.net)
(Sumber: www.seksualitas.net)
b. Ovum
Nukleus adalah inti sel yang
menyimpan informasi genetik. Membran vitellin (sitoplasma) yaitu lapisan transparan di bagian dalam ovum.
Membran plasma dari sel telur disebut membran vitelline, dan memiliki fungsi mengontrol
apa yang masuk dan keluar dari mereka.
Zona pelusida
yaitu lapisan pelidung ovum yang tebal dan terletak di bagian tengah. Terdiri
dari protein dan mengandung reseptor untuk spermatozoa. Zona pelusida, lebih
dikenal sebagai ‘jelly mantel’. Hal ini juga terlibat dalam pengikatan sperma
selama pembuahan dan mencegah lebih dari satu sperma memasuki sel telur.
Korona radiata yaitu
merupakan sel-sel granulosa yang melekat disisi luar oosit dan merupakan mantel
terluar ovum yang paling tebal. Lapisan terluar ini terdiri dari beberapa baris
sel granulosa yang mrmbiarkan telur menempel setelah dikeluarkan dari folikel.
Korona radiata menyediakan sel telur dengan protein esensial dan bertindak
seperti pembungkus gelembung, melindunginya saat berjalan menuruni tuba falopi.
Ada beberapa kelainan ovum
yaitu ovum berinti dua atau ovum berinti tiga. (Sherwood, 2014:818-820)