1

I. KEDUDUKAN DAN FUNGSI SEJARAH PERKEMBANGAN

BIOLOGI SEL

Kata sel pertama kali di cetuskan pada tahun 1665 oleh seorang

arsitek berkebangsaan inggris yang bernama Robert Hocke. Ia bukan

seorang ahli biologi atau dokter melainkan seorang ahli matematika dan

fisika.

Robert Hocke secara kebetulan mengamati sayatan sel gabus dari

tutup botol menggunakan mikroskop ciptaannya. Dari hasil pengamatannya,

Robert Hocke menemukan pemandangan berupa ruang-ruang kosong yang

kemudian disebut dengan sel.

Sel berasal dari bahasa Latin, yaitu cellulae yang artinya ruang kecil.

Sel merupakan struktur fungsional terkecil dari makhluk hidup yang

memiliki kemampuan untuk melakukan aktivitas hidupnya, seperti bergerak,

tumbuh dan berkembang, serta melakukan reproduksi baik secara mitosis

maupun meiosis.

Pada tahun 1838, dua orang ilmuwan berkebangsaan Jerman yang

bernama Theodor Schwan (ahli zoologi) dan Matthias Schleiden tertarik

untuk mempelajari persamaan struktur tumbuhan dan hewan yang mereka

amati. Dari hasil pengamatannya, Schleidden dan Schwan mengajukan

suatu gagasan baru tentang makhluk hidup. Mereka berpendapat bahwa

seluruh makhluk hidup terdiri dari atas sel.

Penemuan tentang sel akhirnya memberikan daya tarik tersendiri bagi

para ilmuwan. Selain mengamati sel dari berbagai organisme, para ilmuwan

juga tertarik untuk mempelajari penyebab sel dapat melakukan aktivitas

hidupnya. Bagaimana sel dapat melakukan aktivitas hidupnya?

Beberapa ilmuwan merasa tertarik dengan sel dan mereka berlomba-

lomba memecahkan misteri sel. Bersamaan dengan keingintahuan

masyarakat tentang sel, lahirlah cabang ilmu biologi baru yang khusus

mempelajari tentang sel, yaitu sitologi.

Perkembangan ilmu sitologi ternyata merupakan cakrawala baru bagi

dunia ilmu pengetahuan. Para ahli sitologi tidak hanya membatasi

2

pengamatannya tentang berbagai bentuk sel, mereka juga meneliti

bagaimana sel dapat melakukan aktivitas hidupnya.

Seorang ahli zoologi berkebangsaan Perancis bernama Felix

Duyardin (1801-1860) berhasil mengamati material yang terdapat di dalam

sel yang menyerupai gelatin. Substansi ini oleh seorang ahli fisiologi dan

biokimia, bernama Johanes Purkinye, disebut dengan istilah protoplasma.

Seorang ahli sitologi berkebangsaan Jerman yang bernama Max

Schultze (1825-1867) mengemukakan suatu teori protoplasma (1861),

yaitu: Protoplasma yang menyerupai gelatin merupakan substansi hidup dan

memiliki batas-batas tertentu serta memiliki membran sel dan nukleus, atau

dengan kata lain sel adalah suatu massa protoplasma bernukleus yang

merupakan kesatuan fisiologis dan morfologis.

Seorang ahli fisiologi berkebangsaan Jerman yang bernama Max

Verworn (1862-1921) menyatakan bahwa sel hidup sesungguhnya adalah

partikel-partikel kimiawi dengan aksi-aksi kimia tertentu. Dari uraian diatas,

dapat kita simpulkan bahwa sel merupakan satuan unit fungsional terkecil

dari makhluk hidup yang di dalamnya terkandung isi sel yang sifatnya hidup

dan disebut protoplasma.

Sel makhluk hidup pada umumnya tersusun dari bahan hidup yang

disebut protoplasma komponen dan bahan mati (inklusio) yang dikenal

dengan bahan ergastik. Bahan ergastik terdiri atas dinding sel dan isi

vakuola. Matriks adalah cairan dalam sitoplasma yang merupakan larutan

koloid. Matriks bersifat translucent dan amorf. Vakuola termasuk

protoplasma komponen tetapi isinya merupakan bahan ergastik. Sel yang

tidak memiliki vakuola antara lain bakteri, eritrosit, sel telur, dan sel-sel

embrio. Sel makhluk hidup dapat dibedakan berdasarkan keadaan inti dan

fungsinya menjadi beberapa macam.

II. KONSEP-KONSEP UMUM DALAM BIOLOGI

a. Tingkat organisasi dalam biologi

Perkembangan ilmu pengetahuan yang sangat pesat terutama

tentang metode-metode dalam ilmu fisika modern misalnya tentang

3

polarisasi optik, difraksi sinar X, mikroskop elektron dan lain-lain

mentebabkan terjadinya perubahan-perubahan yang mendasar dalam

pengertian tentang struktur sel.

Dari hasil penelitian-penelitian pengetahuan mederen tentang

makhluk hidup menunjukkan adanya kombinasi tingkat organisasi yang

terhimpun dan menghasilkan menifestasi kehidupan makhluk hidup

tersebut. Jenis makhluk hidup yang mampu mendapatkan energi dari

matahari melalui fotosintesis dinamakan autotrof, yaitu merupakan

H2O dan CO2 yang ada di alam dengan pertolongan sinar matahari

menjadi glukosa yang kemudian akan di ubah menjadi berbagai jenis

makanan/sumber energi yang diperlukan.

Jenis makhluk hidup yang lain dinamakan heterotrol yang

mendapatkan sumber energi dari bermacam-macam makanan yang telah

disintesis oleh jenis autotrof.

Selain itu energi sebagai hasil pembakaran juga digunakan oleh sel

untuk berbagai kegiatan sel seperti :

a. Sintesis molekul barn dalam sel.

b. Perubahan/gerakan dalam sel, baik dalam pembelahan sel, siklosis,

kontraksi otot, dan lain-lain.

c. Menyelenggarakan transportasi aktif dalam membran sel.

d. Dalam sekresi sel.

b. Skala ukuran dalam biologi sel

Tingkat-tingkat organisasi seperti disebutkan di atas batas-batasnya

dapat dinyatakan oleh daya urai dari mikroskop atau peralatan lain yang

digunakan sehingga menimbulkan perbedaan ruang lingkup antara

bidang-bidang ilmu seperti : anatomi, histologi, biologi sel, dan biologi

molekuler.

Pada dasarnya daya urai penglihatan manusia sangat terbatas karena

hanya mampu membedakan dua titik yang berjarak 0,1 mm atau 100

mikron sehingga sel yang mempunyai diameter dibawah 0,1 mm tidak

akan terlihat oleh mata manusia. Oleh karena itu, diperlukan alat bantu

4

berupa mikroskop yang mempunyai daya urai lebih baik. Daya urai

mikroskop cahaya dapat mancapai 0,2 mikron sedangkan mikroskop

elektron dapat mencapai 4 Angstrom unit.

Untuk lebih memahami ukuran-ukuran yang ada dalam biologi sel di

bawah ini terdapat ukuran panjang mulai dari 1 m sampsai 1 Angstrom

unit :

1 m : 1000 mm

1 mm : 1000 mikron

1 mikron : 1000 milimikron/nano meter

1 nanometer : 10 Angstrom unit ncvvb

c. Sel prokoriotik dan eukariotik

Sel-sel yang khas dengan inti, sitoplasma dengan semua organel

yang dikenal pada waktu ini bukan merupakan massa hidup yang paling

kecil atau unit kehidupan yang paling sederhana.Maeckel (1868)

mengemukakan suatu teori bahwa makhlik hidup yang paling sederhana

dinamakan “Monera” yaitu suatu massa protein yang homogen tanpa

struktur dan tanpa bentuk yang terbentuk langsung dari bahan-bahan

organik.

Dengan munculnya omnis cellula et cellula maka teori Haeckel ini

kemudian ditinggalkan orang. Berdasarkan kejelasan onti sel maka sel-

sel dibagi dalam dua kelompok basar yaitu sel Prokariotik dan sel

eukariotik

d. Sel prokariotik

Sel prokariotik adalah sel tanpa membran inti. Sel prokariotik berukuran

1-10 µm. Sel ini memiliki materi genetik berupa DNA yang tidak

dibungkus membran inti. DNA pada sel prokariotik berbentuk sirkuler

atau disebut nukleoid. Di luar nukleoid terdapat juga DNA sirkuler lain

dengan ukuran yang lebih kecil yang disebut plasmid. Sebagian besar sel

prokariotik mempunyai dinding sel. Aktivitas sel terjadi pada membran

plasma dan di dalam sitoplasma.

5

Contoh sel prokariotik adalah Cyanobacteria dan sel bakteri.

e. Sel eukariotik

Sel eukariotik adalah sel yang memiliki membran inti, sehingga terjadi

pemisahan antara inti sel dengan sitoplasma. Kesatuan inti sel dan

sitoplasma pada sel eukariotik disebut protoplasma. Sel eukariotik

berukuran 10-100 µm. Materi genetik (DNA) berada di dalam inti sel

yang dibungkus oleh membran inti. Sel eukariotik mempunyai sejumlah

organel yang masing-masing memiliki fungsi spesifik. Contoh sel

eukariotik yaitu sel Fungi, sel Protozoa (misalnya Amoeba, Flagellata,

dan Ciliata), sel hewan, dan sel tumbuhan.

6

III. DINDING SEL DAN MEMBRAN PLASMA

Dinding sel merupakan bagian terluar dari sel. Dinding sel tumbuhan

berfungsi sebagai pelindung dan penunjang. Dinding yang terbentuk pada

waktu sel membelah disebut dinding primer dan setelah mengalami

penebalan, berubah menjadi dinding sekunder.

Dinding primer sel merupakan selaput tipis yang tersusun atas serat-

serat selulosa. Serat-serat selulosa tersebut amat kuat daya regangnya.

Secara kimia, polisakarida terdiri atas hemiselulosa dan pektin. Di antara

dinding dua sel yang berdekatan terdapat lamela tengah, tersusun atas

magnesium dan kalsium pektat yang berupa gel. Di antara dua sel yang

bertetangga terdapat pori. Melalui pori ini plasma dua sel bertetangga

dihubungkan oleh benang-benang plasma yang dikenal dengan

plasmodesmata.

a. Membran plasma (membran sel)

Susunan membran plasma yang lengkap dijelaskan menurut suatu

model mosaik cair. Membran plasma memiliki struktur seperti lembaran

tipis. Membran plasma tersusun dari molekul-molekul lipid (lemak),

protein, dan sedikit karbohidrat yang membentuk suatu lapisan dengan

sifat dinamis dan asimetri. Bersifat dinamis karena mempunyai struktur

seperti fluida (zat cair), sehingga molekul lipid dan protein dapat

bergerak. Bersifat asimetrik karena komposisi protein dan lipid sisi luar

tidak sama dengan sisi dalam membran sel.

7

Molekul-molekul terssebut menyusun matriks lapisan fosfolipid rangkap

(fosfolipid bilayer) yang disisipi oleh protein membran. Terdapat dua

macam protein membran, yaitu protein yang terbenam (integral) dan

yang menempel (periferal) di lapisan fosfolipid. Satu unit fosfolipid

terdiri dari bagian kepala (fosfat) dan ekor (asam lemak).

Sisi kepala merupakan sisi hidrofilik (suka air) yang menghadap

ke luar membran sel. Sisi ekor merupakan sisi hidrofobik (tidak suka

air) yang bersembunyi di bagian dalam membran sel. Pada bagian

membran plasma yang menghadap ke luar sel, terdapat karbohidrat yang

melekat pada protein membran attau fosfolipid. Fungsi biologis

membran plasma bergantung pada molekul-molekul penyusunnya, yaitu

lipid, protein, dan karbohidrat.

Lipid berfungsi untuk menstabilkan kesatuan fisik membran

plasma sehingga dapat menjadi penghalang yang efektif bagi lalu lintas

materi hidrofilik, misalnya air dan ion-ion. Hampir seluruh lipid pada

membran plasma merupakan fosfolipid. Dua lapis fosfolipid yang

menyusun membran plasma merupakan tempat melekatnya protein dan

akan membantu proses fusi vesikel maupun endositosis.

b. Diferensiasi membran plasma

Membran plasma selain mempunyai sifat-sifat khas dan cara-cara

tertentu dalam absorbsi, sekresi, transportasi, dan fungsi fisiologi lain

8

juga mempunyai keistimewaan dalam hal mengadakan diferensiasi

sesuai dengan fungsi sel masing-masing. Dalam hal ini membran plasma

mengalami perubahan bentuk yang pada umumnya membentuk

tonjolan-tonjolan tertentu.

Pada sel epitel saluran cerna membran sel pada permukaan

bebasnya akan membentuk tonjolan-tonjolan halus yang dinamakan

mikrovili yang terutaama mempunyai tujuan untuk memperluas

permukaan sel guna mempertinggi penyerapan sari makanan.

Pada sel epitel saluran perna[pasan akan terbentuk silia atau

rambut getar yang berfungsi penting dalam pembersihan udarah

pernapasan sedangkan pada sel spermatozoa membentuk ekor yang

panjang/flagella yang penting untuk pergerakan.

IV. SITOPLASMA

Bagian yang ada diluar inti sel dan terkurung dalam membran plasma

disebut sitoplasma. Adapun cairan atau plasma yang berada di dalam inti

sel ddisebut nukleoplasma. Sitoplasma tersusun atas bagian cairan kental

transparan yang bersifat koloid, organel, dan struktur sel yang tidak hidup.

Cairan sitoplasma disebut juga matriks sitoplasma. Sitoplasma tersusun

atas bagian cairan kental transparan yang bersifat koloid, organel, dan

struktur sel yang tidak hidup. Cairan sitoplasma disebut juga matriks

sitoplasma, sedangkan struktur sel yang tidak hidup selain matriks

sitoplasma disebut juga inklusio sitoplasma.

Matriks sitoplasma merupakan sistem koloid yang dinamis sehingga

terus bergerak. Gerakannya ada yang tidak beraturan atau zigzag (gerak

Brown) dan adapula yang berputar seperti arus (gerak siklosis). Matriks

sitoplasma juga dapat memantulkan cahaya (efek Tyndall) dan dapat

menjadi penyangga (buffer). Matriks sitoplasma terdiri atas 90% air dan

selebihnya berupa senyawa organik dan anorganik yang berfungsi untuk

kehidupan sel. Adapun inklusio sitoplasma terdiri atas butiran lemak,

glikogen, pigmen, dan hormon. Beberapa metabolisme, seperti sintesis

protein dan respirasi, berlangsung di dalam sitoplasma. Untuk

9

melaksanakan metabolisme tersebut, di dalam sitoplasma terdapat organel-

organel yang mempunyai struktur dan fungsi khusus.

V. ORGANEL DAN INKLUSIO

� Organel

Organel sebagai substansi hidup dalam sitoplasma mempunyai fungsi

sendiri-sendiri dan berdasarkan fungsinya yang berkaitan dengan

metabolisme sel, organel dibedakan menjadi dua jenis yaitu:

a. Ribosom

Ribosom merupakan organel kecil dengan ukuran sekitar 20 nm dengan

bentuk dasar bulat beserta variasinya. Ribosom ada yang bebas dan ada

pula yang menempel pada permukaan retikulum endoplasma.

Organel yang terdapat di dalam sel prokariotik maupun sel eukariotik ini

merupakan tempat perakitan asam amino menjadi protein. Ribosom

tersusun atas dua subunit, yaitu subunit besar dan subunit kecil yang

keduanya tersusun atas protein dan RNA.

b. Badan Golgi

Badan Golgi atau golgi kompleks merupakan organel yang ditemukan

oleh Camillo Golgi pada tahun 1898. Organel dengan bentuk kantung

berkelok-kelok ini tidak terdapat pada sel prokariot, sperma kelompok

lumut, dan sperma kelompok paku.

Badan Golgi tersusun atas selaput yang banyak mengandung enzim

pencernaan yang belum aktif, baik berupa zimogen maupun koenzim.

Golgi juga berfungsi untuk membentuk plasma membran, membentuk

komponen dinding sel, seperti selulosa, hemiselulosa, dan pektin,

10

membentuk kuning telur, akrosom pada sperma, dan lisosom, serta

membentuk kantung pada zat yang akan dikeluarkan sel.

c. Lisosom

Lisosom merupakan organel dengan bentuk bulat sampai lonjong

berukuran relatif lebih kecil dan banyak mengandung enzim pencernaan

proteolitik, seperti protease, lipase, dan fosfatase. Organel ini ditemukan

pada sel-sel yang berfungsi dalam sekresi, seperti sel hati, ginjal dan

pankreas. Secara lengkap, fungsi lisosom adalah mencernakan dan

menguraikan materi, termasuk makanan, baik yang diambil secara

fagositosis maupun pinositosis, menghancurkan materi diluar sel dengan

mengeluarkan enzim secara eksositosis, seperti pada saat pergantian

tulang dan penetresi sel telur oleh sperma, serta berfungsi menetralkan

zat karsinogen.

d. Mitokondria

Mitokondria merupakan organel tempat berlangsungnya respirasi

sehingga di tempat ini pula dibentuk energi. Akibatnya, organel ini

hanya terdapat pada sel-sel aerob. Semakin tinggi kebutuhan suatu sel

terhadap energi, semakin banyak kandungan mitokondrianya.

e. Retikulum Endoplasma

Retikulum Endoplasma merupakan organel yang membentuk sistem

membran yang tidak teratur mirip seperti jala. RE terdiri atas dua tipe

yaitu Retikulum Endoplasma kasar atau glanurel dan Retikulum

Endoplasma halus atau agranuler. Retikulum Endoplasma granuler

merupakan Retikulum Endoplasma yang permukaannya di penuhi oleh

ribosom, suatu organel tempat berlangsungnya sintesis protein. Adapun

Retikulum Endoplasma agranuler merupakan Retikulum Endoplasma

yaang permukaannya tidak dipenuhi ribosom sehingga tidak aktif dalam

sintesis protein namun aktif dalam sintesis lemak. Kedua Retikulum

Endoplasma tersebut berperang dalam transportasi protein dan bahan

kimia lain.

f. Ribosom

11

Ribosom merupakan organel kecil dengan ukuran sekitar 20 mm bentuk

dasar bulat beserta faridasinya. Ribosom ada yang bebas dan ada pula

yang menempel pada permukaan retikulum endoplasma. Organel yang

terdapat pada didalam sel prokarioti maupun sel eukariotik ini

merupakan tempat perakitan asam amino menjadi protein. Ribosom

tersusun atas subunit, yaitu subunit besaar dan subunit kecil yang

keduanya tersusun atass protein dan RNA.

� Inklusio

Inklusio juga dinamakan paraplasma yang merupakan benda-benda mati

yang terdapat dalam sitoplasma yang mungkin merupakan hasil aktivitas

sel atau aktivitas 53ucleolus53 sel tetapi tidak ikut dalam proses

53ucleolus53.

Pada dasarnya inklusio yang terdapat dalam sitoplasma dapat dibedakan

menjadi:

1. Timbunan makanan.

2. Butir-butir sekresi.

3. Pigmen.

VI. INTI SEL

Nukleus merupakan organel sel yang paling penting bagi kehidupan

sel. Hal ini disebabkan nukleus merupakkan pengendali seluruh aktivitas

sel. Berdasarkan hasil percobaan, sel yang tidak mengandung nukleus tidak

mengalami perkembangan dan lama kelamaan akan mati. Sebagai contoh,

potongan tubuh Paramecium yang tidak bernukleus akan mengalami

kematian, sedangkan potongan yang mengandung nukleus akan terus

tumbuh dan membelah diri.

Bentuk nukleus umumnya bulat sampai lonjong. Namun, organel

terbesar dalam sel ini juga ada yang berbentuk lain, bahkan ada yang tidak

beraturan dan glandular, sepertii pada sel darah putih (leukosit). Pada

umumnya, di dalam sebuah sel hanya terdapat satu nukleus. Sel seperti ini

disebut sel mononukleat, misalnya pada sel tumbuhan dan hewan. Sel yang

mempunyai dua inti tersebut sel binukleat, seperti pada Paramecium.

12

Adapun sel yang mempunyai banyak inti disebut sel polinukleat, seperti

pada sel osteoblas dan sel otot lurik.

Seperti apakah struktur inti sel itu? Jika diurutkan dari luar ke dalam, pada

inti sel terdapat tiga bagian utama, yaitu selaput inti, cairan inti, dan anak

inti.

Pada stadium interfase dimana sel belum oakan membelah inti sel dapat

dilihat dengan jelas dan mempunyaibagian-bagian sebagai berikut :

1) Selaput Inti/membran inti

Selaput inti merupakan bagian terluar nukleus sehingga berfungsi

untuk melindungi nukleus dan mengadakan pertukaran zat dengan

sitoplasma. Bagian ini disebut juga membran inti atau karioteka.

Karioteka terdiri atas lapisan luar dan lapisan dalam. Lapisan

luarnya berhubungan dengan organel retikulum endoplasma (RE),

mitokondria, badan Golgi. Ruanng antara lapisan luar dan lapisan

dalam tersebut dinamakan sisterna atau perinuklear. Pada

karioteka terdapat lubang atau pori yang berfungsi unuk pertukaran

zat antara cairan inti dan sitoplasma.

2) Anak Inti

Anak inti atau nukleolus bisa terdapat lebih dari satu. Saat

menjelang pembelahan, kromatin berubah menjadi pendek, tebal,

dan mudah mengisap warna sehingga disebut kromosom. Nukleolus

terutama tersusun atas DNA dan fosfoprotein. Nukleolus berfungsi

untuk menyusun RNA. Melalui RNA ini, protein disintesis. Pada

fase awal pembelahan sel, nukleolus menghilang dan muncul

kembali setelah kromosom berubah menjadi kromatin, yaitu pada

masa telofase. Nukleolus tidak diselaputi oleh membran.

3) Kromatin

Dalam inti sel banyak dijumpai butir-butir berwarna gelap/basofil

yang ternyata adalaah kromatin yang penyebarannya dalam sel tidak

merata dan sering membentuk kelompok-kelompok tertentu yang

berdasarkan letaknya ada beberapa jenis yaitu :

13

• Peripheral chromatin yaitu kelompok kromatin yang menempel

pada membran inti.

• Chromatin island kelompok-kelompok kromatin yang

membentuk pulau-pulau di bagian tengah inti yang juga

dinamakan chromatin granules/cromatin particles.

• Nucleolus associated chromatin yaitu kelompok kromatin yang

terdapat mengelilingi anak inti.

Di dalam kromosom selain terdapat RNA dan DNA dijumpai pula protein

dalamm jumlah cukup besar sehingga secara garis besarnya komposisi

kimia dari kromosom adalah sebagai berikut :

o RNA 12 %

o DNA 16 %

o Protein 72 %

4) Karioplasma

Karioplasma atau disebut juga karyolymphe atau cairan inti

merupakan larutan koloid yang mempunyai sifat-sifat seperti

protoplasma pada umumnya.

Dibanding dengan sitoplasma maka karioplasma mempunyai

derajat kekentalan lebih tinggi dan mempunyai hubungan dengan

sitoplasma melalui porus nuclearis sehingga bahan-bahan yang

dibutuhkan oleh inti sel dapat diambil daari sitoplasma sedangkan

bahan-bahan yang diperlukan dalam sitoplasma dapat keluar dari inti

sel masuk kedalam sitoplasma.

Berdasarkan usus beberapa orang ahli, cairan inti kemudian juga

dinamakan substansi interkromatin.

VII. PERTUMBUHAN SEL

Pertumbuhan dan perkembangan setiap makhluk hidup tergantung dari

pertumbuhan sel dan perbanyakan sel. Hal ini berlaku baik untuk makhluk

hidup imiseluler maupun multiseluler.

Pembelahan pada mahkluk hidup uniseluler berarti pula reproduksi

karena akan terjadi dua mahkluk hidup yang berasal dari satu sel induk.

14

Sedangkan pada mahkluk hidup multiseluler pembelahan sel sangat penting

untuk pertumbuhan makhluk hidup dari muda sampai dewasa. Hal ini

disebabkan karena pertumbuhan makhluk hidup multiseluler termaksud

manusia tergantung dari jumlah sel yang menyusun jaringan-jaringan dalam

tubuhnya karena semakin besar ukuran jaringan tubuh semakin banyak

jimlah sel yang menyusunnya.

VIII. PEMBELAHAN SEL :

1. MITOSIS

Proses pembelahan mitosis terjadi pada semua sel tumbuhan

makhluk hidup, kecuali pada jaringan yang menghasilkan sel gamet. Proses

pembelahan satu sel zigot menjadi sel tubuh yang banyak jumlahnya terjadi

secara mitosis. Dengan mitosis terjadi proses pertumbuhan dan

perkembangan jaringan dan organ tubuh makhluk hidup.

Pada pembelahan mitosis, satu sel induk membelah diri menjadi

dua sel anak yang mewarisi semua sifat sel induk. Kedua sel anak bersifat

identik. Jika sel induk 2n kromosom, maka setiap sel anak akan memiliki 2n

kromosom pula. Tujuan pembelahan mitosis adalah mewariskan semua sifat

induk kepada kedua sel anaknya. Pewarisan sifat induk kepada kedua sel

anaknya terjadi secara bertahap, fase demi fase. Fase-fase tersebut adalah

profase, metafase, anafase, telofase, dan interfase.

a. Profase

Profase atau fase awal, adalah tahapan ketika sel akan membelah diri.

Tanda-tanda fase ini adalah sebagai berikut :

i. Benang-benang kromatin di mukleus yang semula berbentuk seperti

jala berubah semakin menebal memendek, menjadi kromosom. Pada

fase ini kita dapat menghitung jumlah pasangan kromosom di dalam

sel. Benang-benang kromosom tersebut berpasangan. Tiap-tiap

benang kromosom menggandakan diri sehingga membentuk struktur

simetris yang disebut sebagai kromatid. Jadi, jumlah benang

kromosom menjadi dua kali lipat. Kromatid tersebut saling

15

berhubungan melalui suatu bentukan yang bulat yang disebut

sentromer.

ii. Membran nukleus melebur sehingga sel tidak memiliki membran

inti. Nukleolus (anak inti) tidak tampak lg yang berarti kegiatan

transkripsi (DNA mengkopi diri membentuk RNA) tidak

berlangsung lagi.

iii. Pada sel hewan terdapat sentriol yang membelah diri kemudian

memisah, masing-masing menuju ke kutub. Dari kutub, sentriol

membentuk benang-benang spindel yang menghubungkan kedua

kutub sel. Melalui benang spindel inilah nantinya tiap-tiap kromoson

berjalan menuju kutub masing-masing.

b. Metafase

Ciri penting dari metafase adalah terjadinya pembagian kromatid di

daerah ekuator. Adapun ciri-ciri metafase selengkapnya adalah sebagai

berikut:

1. Kromatid terletak di bidang ekuator, menggantung pada benang

spindel melalui sentromer. Pada metafase, tampak adanya dua

kromatid hasil penggandaan pada profase (satu kromatid

mengandung satu set kromosom) yang sedang mengalami

pembagian menjadi dua. Tiap-tiap sel anak akan mendapatkan satu

kromatid.

2. Benang-benang spindel tampak semakin jelas.

c. Anafase

Proses pembagian kromatid di daerah ekuator dilanjutkan dengan

membawa semua kromosom itu ke kutub sel masing-masing. Dengan

demikian, ciri penting dari anafase adalah adanya satu kromatid (berisi

satu set kromosom) yang sedang bergerak menuju ke kutub masing-

masing. Sebagaimana diuraikan sebelumnya, yang menyebabkan

kromosom itu bergerak ke kutub adalah benang-benang spindel. Jumlah

benang kromosom yang menuju ke kutub yang satu sama dengan yang

menuju ke kutub yang lain. Jadi, jika sel induk memiliki 2n kromosom,

setiap sel anak akan memperoleh 2n kromosom.

16

d. Telofase

Fase ini merupakan fase akhir pembelahan, dengan ciri-ciri sebagai

berikut:

1. Benang-benang kromosom sudah berada di daerah kutub masing-

masing, yang semakin lama semakin menipis kemudian berubah

menjadi benang-benang kromatis yang tipis.

2. Membran nukleas mulai terbentuk.

3. Nukleolus mulai muncul kembali.

4. Pada bidang ekuator terbentuk penebalan plasma, yang selanjutnya

akan membagi sel menjadi dua. Maka terbentuklah dua sel anak

yang identik satu sama lain dan identik dengan sel induknya.

2.. MEIOSIS

Meosis biasanya hanya berlangsung pada organ reproduksi, yakni

ketika organ reproduksi akan menghasilkan sel gamet. Pada pembelahan

meosis, satu sel induk membelah 2 kali sehingga di hasilkan 4 sel anak.

Setiap sel anak yang di hasilkan hanya mendapatkan setengah dari

kromosom sel induk. Jadi, jika sel induk memiliki 2n kromosom (diploid),

maka tiap-tiap sel anak memperoleh n kromosom. Tujuan pembelahan

meosis adalah untuk menghasilkan sel anak yang memiliki setengah sel

kromosom sel induknya. Jika terjadi peleburan antara sel gamet jantan dan

betina, akan terbentuk satu sel zigot yang memiliki 2n kromosom (disebut

sel diploid), yakni membawa setengah dari sifat induk jantang dan

setengah dari sifat induk betina.

Pada meosis, 1 sel induk menghasilkan 4 sel anak haploid. Jumlah

kromosom sel anak yang separuh jumlah kromosom sel induk ini sangat

penting untuk mempertahankan jumlah kromosom satu jenis makhluk

hidup. Pembelahan meosis terjadi melalui meosis I dan meosis II. Meosis I

dan meosis II terjadi tahap profase, metafase, anafase, dan telofase.

a. Meosis 1

1. Profase 1

Tahap profase merupakan periode panjang dan penting. Benang-

benang kromatin semakin tebal dan pendek, membentuk kromosom.

17

Kromosom menggandakan diri, jumlahnya dua kali lipat. Kromosom

yang homolog berpasangan membentuk sinapsis. Pasangan kromosom

yang homolog itu tersusun atas 4 kromatid sehingga di sebut tetrad.

Karna kromatid saling menempel, maka ada kemungkinan terjadi tukar

menukar gen antara kromatid-kromatid tersebut. Peristiwa tukar

menukar gen ini disebut pindah silang.

2. Metafase 1

Pasangan kromisom homolog ini mengatur diri di daerah ekuator

sehingga setengah dari pasangan kromosom homolog mengarah

kekutub yang satu dan setengah pasangan kromosom homolog

mengarah kekutub yang lain. Sentrosom menuju kekutub dan

mengeluarkan benang-benang spindel.

3. Anafase 1

Kromosom bergerak menuju kekutub masing-masing. Tidak seperti

pada mitosis yang mengalami penbelahan sentromer, pada meosis

tidak terjadi pembelahan sentomer. Akibatnya, setiap kromosom yang

bergerak menuju kekutub sel itu masih mengandung dua kromatid atau

masih berpasangan.

4. Telofase 1

Setelah kromosom berpasangan itu tiba dikutub masing-masing,

terbentuklah membran nukleus, yang di ikuti pula oleh proses

sitokonesis (pembelahan sitoplasma sel). Kini terbentuk 2 sel anak,

setiap sel anak mengandung n kromosom sehingga pada akhir telofase

1 terbentuk 2 sel anak yang haploid.

b. Meosis II

1. Profase II

Pada fase awal, benang kromatin menebal dan memendek membentuk

kromosom. Pada fase ini tidak terjadi proses penggandaan kromosom

sehingga jumlah set kromosom tetap.

2. Metafase II

Kromosom mengumpul di daerah ekuator. Setengah kromosom

mengarah keekutub masing-masing. Sentromer terbagi dua, masing-

18

masing mengarah ke kutub, sebagai tempat melekatnya kromosom

pada benang-benang spindel, seperti pada mitosis.

3. Anafase II

Kromosom bergerak menuju ke kutub masing-masing.

4. Telofase II

Setelah kromosom sampai di kutub masing-masing, terbentuklah

membran inti. Tiap-tiap inti mengandung n kromosom. Akhirnya di

ikuti oleh proses sitokinesis sehingga seluruhnya terbentuk 4 sel anak

haploid.

Perbandingan mitosis dan meiosis

No. Mitosis meiosis

1 Satu kali pembelahan Dua kali pembelahan

2 Menghasilkan dua sel anak Menghasilkan 4 sel anak

3 Sel anak sama secara genetik Sel anak tidak sama secara

genetik

4 Jumlah kromosom sel anak

sama dengan kromosom sel

induk (2n)

Jumlah kromosom sel anak

setengah kromosom sel induk

(2n)

5 Terjadi di sel tubuh Terjadi di organ reproduksi

(ketempat pembentukan sel

kelamin)

6 berfungsi untuk perbanyakan

sel, pertumbuhan, perbaikan,

dan reproduksi aseksual

Berfungsi untuk membentuk sel

kelamin

19

DAFTAR PUSTAKA

Hamdan, Manohara, Wahida. 2002. Biologi Tingkatan 5. Malaysia: Penerbitan

Plangi Sdn. Bhd.

James, J., Colin, B., & Helen, S. 2008. Prinsip-prinsip Sains untuk Keperawatan.

Terjemahan dari: Principles of Science for Nurses. Oleh Indah, R. W.

Penerbit Erlangga, Jakarta.

Madigan M. T., Martinko J.M., dan Parker J. 2000. Brock Biology of

Microorganisme. Edisi ke-9. London: Prentice Hall.

Oram, R. F. S & P.J. Hummer, Jr. 1994. Biology Living System. Glencoe Division

Macmillan/Mc. Grawl-Hill School Publishing Company, Wasterville.

Pelezar M.J.Jr., Chan E.C.S. 1986. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Volume ke-1.

Hadioetomo RS, Imas T, Tjitrosomo SS, Angka SL, penerjemah. Jakarta: UI

Pr. Terjemahan dari: Elements of Microbiology.

Rachman, Nurwiati. 2004. Intisari Biologi untuk SMU kelas 1,2, dan 3. Bandung:

Pustaka Setia.

Tim Kashiko. 2002. Kamus Lengkap Biologi. Surabaya: Kashiko Press.

Volk, W. A. & M.F. Wheeler. 1984. Basic Microbioloby, 5th ed. Harper & Row,

Publisher, Inc.

Yatim, Wildan. 1999. Kamus Biologi. Jakarta: Yayasan Obor Indonesia.