Makalah Biologi, SIKLUS DAN PEMBELAHAN SEL, Amitosis, Mitosis, dan Meiosis

MAKALAH BIOLOGI

Siklus PEMBELAHAN SEL

Di susun oleh : Kelompok IV

Nama :

1.    Angesti Cahyani

2.    Donny Prastyo

3.    Fiditya Juitasari

4.    Irma Susilawati

5.    Moch. Adhi Widjoyono

6.    Nurul Rachma Sari

7.    Rizka Rahfiyana

8.    Sucia Nuraeny

9.    Wulan Maulina

Kelas : I A

Dosen pembimbing : Retno Martini Widhyasih, S.Si.

PRODI KEPERAWATAN KIMIA 17

JURUSAN KEPERAWATAN POLTEKKES KEMENKES JAKARTA III

2012/2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan YME, yang senantiasa melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah Biologi ini dengan judul ‘‘SIKLUS PEMBELAHAN SEL”

Dalam menyelesaikan makalah ini kami telah berusaha untuk mencapai hasil yang maksimum, tetapi dengan keterbatasan wawasan, pengetahuan, pengalaman dan kemampuan yang kami miliki, kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna.

Terselesaikannya makalah ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini kami ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1.    Ibu Dra. Estu Lestari, M.M. selaku penanggung jawab mata kuliah Biologi.

2.    Ibu Retno Martini Widhyasih, S.Si. selaku dosen pembimbing mata kuliah biologi.

3.    Orang Tua yang turut membantu dan mendukung terselesaikannya makalah ini.

4.    Kelompok yang telah bekerja sama dalam pembuatan makalah ini.

5.    Literatur yang ada di Internet yang menambah wawasan.

Selanjutnya penyusun mengucapkan terima kasih kepada pihak – pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan makalah ini. Apabila banyak kesalahan dan kekurangan dalam penulisan dan keterbatasan materi penulis mohon maaf sebesar- besarnya. Semoga makalah ini bermanfaat dan berguna bagi pembaca yang budiman.

Jakarta, 25 Oktober 2012

Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

A . LATAR BELAKANG

Pembelahan sel adalah suatu proses dimana material seluler dibagi kedalam dua sel anak. Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan secara langsung ’amitosis’ dan pembelahan secara tidak langsung ’mitosis dan meiosis’.   Sel-sel mengalami pembelahan melalui serangkaian proses yang terjadi berulang kali darin pertumbuhan ke pembelahan, yang dikenal sebagai siklus sel, siklus sel terdiri atas lima fase utama : G1, S, G2, mitosis, dan sitokinesis.

Sel-sel tersebut juga memiliki kemampuan yang berbeda-beda melakukan pembelahannya, ada sel-sel yang mampu melakukan pembelahan secara cepat, ada yang lambat dan ada juga yang tidak mengalami pembelahan sama sekali setelah melewati masa pertumbuhan tertentu, misalnya sel-sel germinatikum kulit mampu melakukan pembelahan  yang sangat cepat untuk menggantikan sel-sel yang rusak atau mati. Akan tetapi sel-sel yang ada pada organ hati melakukan pembelahan dalam waktu tahunan, atau sel-sel saraf pada jaringan saraf yang sama sekali tidak mampu melakukan pembelahan setelah usia tertentu. Sementara itu beberapa jenis bakteri mampu melakukan pembelahan  hanya dalam hitungan jam, sehingga hanya dalam waktu beberpa jam saja dapat dihasilkan ribuan, bahan jutaan sel bakteri. Sama dengan bakteri, protozoa bersel tunggal mampu melakukan pembelahan hanya dalam waktu singkat, misalkan amoeba, paramecium, didinum, dan euglena.

Amitosis adalah pembelahan inti secara langsung diikuti dengan pembelahan sitoplasma. Proses pembelahan sel pada sel prokariotik berbeda dengan pembelahan sel pada eukariotik. Pada prokariotik pembelahan sel berlangsung secara sederhana yang meliputi proses pertumbuhan sel, duplikasi materi genetic, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma yang didahului dengan pembentukan dinding sel baru. Proses pembelahan yang demikian dinamakan amitosis, amitosis adalah pembelahan sel secara langsung tanpa melibatkan kromosom, contohnya pada sel bakteri.

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. Meiosis adalah salah satu cara sel untuk mengalami pembelahan. Ciri pembelahan secara meiosis adalah:

ü  Terjadi di sel kelamin

ü  Jumlah sel anaknya 4

ü  Jumlah kromosen 1/2 induknya

ü  Pembelahan terjadi 2 kali

Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah. Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan meiosis I dan pembelahan meiosis II.

B . RUMUSAN MASALAH

1.      Bagaimana pembelahan sel prokariotik dan sel eukariotik?

2.      Bagaimana pembelahan sel secara amitosis, mitosis, dan meiosis?

3.      Bagaimana siklus pada sel?

C . TUJUAN

1.    Untuk mengetahui pembelahan sel prokariotik dan sel eukariotik.

2.    Untuk mengetahui pembelahan sel secara amitosis, mitosis, dan meiosis.

3.    Untuk mengetahui siklus sel.

BAB II

PEMBAHASAN

A. PEMBELAHAN SEL

            Pembelahan sel adalah suatu proses dimana material seluler dibagi kedalam dua sel anak. Pada organisme tersebut, yang umumnya dimulai dari satu sel tunggal. Pembelahan sel juga merupakan suatu proses dimana jaringan-jaringan yang telah rusak diganti dan diperbaiki. Sel mempunyai kemampuan untuk memperbanyak diri dengan melakukan pembelahan. Pada hewan uniseluler cara ini digunakan sebagai alat reproduksi, sedangkan pada hewan multi seluler cara ini digunakan dalam memperbanyak sel somatis untuk pertumbuhan dan pada sel gamet untuk proses pewarisan keturunan hingga akhirnya membantu membentuk individu baru.Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan secara langsung ’amitosis’ dan pembelahan secara tidak langsung ’mitosis dan meiosis’.

1.    Pembelahan Sel pada Prokariotik

 Pada sel prokariotik, materi genetik tersebar didalam suatu badan serupa inti yang tidak dikelilingi oleh membran. Mikroorganisme yang prokariotik, misalnya bakteri dan alga hijau-biru. Proses pembelahan sel pada sel prokariotik berbeda dengan pembelahan sel pada eukariotik. Pada prokariotik pembelahan sel berlangsung secara sederhana yang meliputi proses pertumbuhan sel, duplikasi materi genetik, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma yang didahului dengan pembentukkan dinding sel baru. Proses pembelahan yang demikian dinamakan amitosis. Amitosis adalah pembelahan sel secara langsung tanpa melibatkan kromosom, contohnya pada sel bakteri.

            Ciri-ciri sel prokariotik adalah bahan genetik (DNA) tidak terstruktur dalam bentuk nukleus, DNA terdapat pada nukleolit yang tidak terselubungi oleh membran. Secara umum sel prokariotik memiliki ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan sel eukariotik. Setiap prokariotik merupakan sel tunggal, tetapi akan sering terlihat dalam tipe rantai, agregat, atau kelompok sel yang jumlahnya ratusan.

2.    Pembelahan Sel pada Eukariotik

            Pada sel-sel eukariotik, hal pembagian material genetik secara persis sama adalah lebih kompleks. Sebuah sel eukariotik mengandung kira-kira 1000 kali lebih banyak DNA dibanding sebuah sel prokariotik. Disamping itu, DNA ini berbentuk linea, membentuk sejumlah kromosom yang jelas berbeda. Sebagai contoh, sel-sel somatik (tubuh) manusia mempunyai 46 kromosom, masing-masing berbeda satu sama lainnya. Pada saat sel-sel ini membelah, setiap sel anak harus menerima satu duplikat dan hanya satu  dari setiap 46 kromosom. Disamping itu, sel-sel eukariotik mengandung berbagai macam organela dan ini juga harus dibagi secara merata diantara sel-sel anak. Pada sel eukariotik memiliki inti sel yang sangat kompleks dengan selubung inti yang terdiri dari dua membran. Sel-sel pada tubuh hewan dan tumbuhan termasuk dalam golongan sel eukariotik. Mikroorganisme yang eukariotik, misalnya protozoa, protista, dan semua jamur.

3.    Macam-macam Pembelahan Sel

Ada dua jenis pembelahan sel, pembelahan langsung(amitosis) dan tak langsung. Pembelahan langsung terjadi pada organisme bersel satu, misal Amoeba sp. Sedangkan pembelahanan langsung terjadi pada organisme bersel banyak, misal manusia. Pembelahan tak langsung dibagi dua, mitosis dan meiosis.

1)    Pembelahan amitosis ( langsung)

2)    Pembelahan tak langsung:

a)    Pembelahan mitosis

b)    Pembelahan meiosis (pembelahan reduksi)

B. PEMBELAHAN AMITOSIS

Definisi amitosis adalah penggabungan dari kata a = tidak, mitos = benang jadi amitosis adalah proses pembelahan sel secara langsung dan dan sederhana, yang didahului dengan pembelahan inti tanpa pembentukan benang-benang kumparan sperma (kromosom). Pembelahan amitosis merupakan pembelahan sel yang tidak melalui urutan tahap-tahap tertentu. Pada amitosis, inti terpecah menjadi dua bagian dan biasanya tidak diikuti oleh pembagian sitosom. Amitosis jarang terjadi, dan hanya ditentukan pada sel-sel khusus yang berspesialisasi atau sel yang sedang berdegenerasi. Sel yang berspesialisasi itu contohnya pada sel yang sedang mengalami proses subdivision nuclear, menghasilkan anak inti pada permukaan inti yang asli. Proses itu berlangsung pada proses pembagian inti dan menghasilkan sel yang berinti banyak, sehingga prose situ jarang tersangkut dengan reproduksi sel. Pada pembelahan ini nukleus langsung membelah menjadi dua lalu didistribusikan pada sel anak tanpa didahului oleh pembentukan benang spindel, peleburan membran inti, penampakan kromosom, atau ciri lain.Amitosis juga terjadi pada makhluk-makhluk bersel satu seperti misalnya amoeba, paramecium, atau alga biru.

Perhatikan pembelahan pada Amoeba tersebut. Itu adalah contoh pembelahan amitosis

C. PEMBELAHAN MITOSIS

Definisi mitosis, mitosis juga disebut kariokinesis, adalah proses pembelahan sel secara tidak langsung, karena pembelahan inti didahului dengan pembentukan benang-benang kumparan sperma. Cara ini biasa berlangsung pada sel somatic dan sel nutfah (germ cell). Mitosis didahului dengan menghilangnya inti sebagian benda definitive (real) kemudian disusul dengan pembagian yang sebenarnya dari bagian-bagian sel utamanya.
Mitoses terdiri dari 4 tahap (fase) tetapi seluruhnya harus dipikirkan sebagai satu proses yang berkesinambungan yaitu didahului dengan sel istirahat dan diakhiri dengan terjadinya 2 sel anak yang berdiri sendiri-sendiri. Proses mitosis itu sama baik pada sel hewan maupun pada sel tumbuhan, walaupun ada sedikit perbedaan pada jenis-jenisnya. Empat fase itu adalah profase, metaphase, anaphase, dan telofase. Antara satu mitosis ke mitosis berikutnya terdapat suatu tahap yang disebut tahap istirahat (interfase). Pada saat itu nucleus “beristirahat” untuk siap mengadakan pembelahan berikutnya.

Pembelahan mitosis merupakan pembelahan sel yang melalui tahap-tahap pembelahan tertentu, yaitu: profase, metafase, anafase, dan telofase (PMAT). Pembelahan ini memiliki ciri sebagai berikut:

1)    terjadi pada pembelahan sel tubuh (somatis).

2)    bertujuan untuk pertumbuhan dan regenerasi.

3)    menghasilkan dua sel anak yang identik dengan sel induk semula (diploid menjadi diploid/haploid menjadi haploid).

4)    berlangsung dalam satu kali PMAT.

Tahap-tahap yang berlangsung pada pembelahan mitosis adalah sebagai berikut:

1. Profase : Tahap ini merupakan fase pembelahan mitosis yang paling lama dan paling banyak memerlukan energi. Peristiwa yang berlangsung selama profase adalah sebagai berikut: Ø  benang kromatin menjadi kromosom, lalu kromosom mengganda menjadi dua kromatid tetapi masih melekat dalam satu sentromer. Ø  membran inti dan nukleolus lenyap. Ø  sentrosom memisah menjadi dua sentriole, dan diantaranya terbentang benang spindel.

2. Metafase : Pada tahap ini kromosom terletak berjajar pada bidang ekuator. Bagian sentromer kromosom berikatan dengan kinetokor yang berhubungan dengan benang spindel. Pada fase ini kromosom tampak paling jelas terlihat sehingga jumlahnya mudah diidentifikasi. Metafase adalah tahap yang memerlukan energi terkecil dan waktu yang paling singkat.
3. Anafase : Saat anafase sentromer membelah, lalu benang spindel menarik kromosom menuju kutub sel yang berlawanan. Pergerakan kromosom tersebut dipengaruhi oleh enzim dynein.
4. Telofase : Pada tahap ini terjadi peristiwa sebagai berikut: Kromosom berubah menjadi benang kromatin Membran inti dan nukleolus terbentuk kembali Terjadi sitokinesis (pembagian sitoplasma) sehingga dihasilkan dua sel yang identik dengan sel semula

D.PEMBELAHAN MEIOSIS

Meiosis adalah proses pembelahan sel di mana jumlah kromosom per sel ,dibelah dua. Sebelum dimulai, DNA dalam sel asli diduplikasi selama beberapa fase dari siklus sel. Meiosis memisahkan kromosom kemudian direplikasi menjadi empat gamet haploid atau spora. Jika menghasilkan gamet, sel-sel ini harus aman selama pembuahan untuk membuat sebuah sel diploid baru atau zigot. Pada tumbuhan, meiosis menghasilkan spora yang menghasilkan pembentukan sel-sel haploid. Tahapan yang terlibat dalam meiosis adalah meiosis I, profase I, metafase I, anafase aku, telofase I dan meiosis II. Meiosis diperlukan untuk reproduksi seksual dan oleh karena itu terjadi di semua eukariota yang bereproduksi secara seksual. Meiosis tidak terjadi dalam archaea atau bakteri karena mereka bereproduksi secara aseksual melalui proses pembelahan biner. Jenis pembelahan sel melibatkan sel telur dan sperma, yang 'gamet', dengan masing-masing sel berisi dua salinan dari setiap kromosom, satu dari ibu dan yang lainnya dari ayah, yang pada gilirannya menghasilkan empat sel gamet, yang memiliki salinan masing-masing kromosom. Kromosom ini memiliki campuran DNA ayah dan ibu, memastikan bahwa keturunan, berbeda dalam kerangka genetik orang tua yang baik.

Seperti halnya mitosis, meiosis merupakan pembelahan sel secara tidak langsung melalui dua tahapan meiosis I dan meiosis II, tanpa melalui interfase.

Secara ringkas ciri-ciri setiap tahapan dalam meiosis I dan meiosis II seperti dijelaskan dalam bentuk table berikut.

Tabel Ciri-ciri tahapan dalam meiosis 1 dan meiosis 2

No	Tahapan	Sub tahap	Ciri-ciri utama	Ket
1	Meiosis 1	Profase I	·  Benang-benang kromatin menebal menjadi kromosom (= leptonema ) ·  Setiap kromosom homolog ( bivalen ) bergandengan (=zigonema ) ·  Tiap bagian kromosom homolog mengganda membentuk tetrad (=pakinema) ·  Kromatid dari setiap belahan kromosom memendek dan membesar (=diplonema ) ·  Sentriol membelah dua, muncul benang gelendong, membrane inti dan nucleolus menghilang (=diakinesis )
		Metaphase I	·  Setiap tetrad berada pada bidang metaphase/dataran metaphase
		Anaphase I	·  Masing-masing tetrad memisahkan diri dari pasangannya, dan bergerak menuju kea rah dua kutub yang berlawanan
		Telofase I	·  Masing-masing tetrad semakin mendekati kutub ·  Membrane sel dan nucleolus mulai dapat diindera ·  Terbentuk bidang pembelahan pada bagian tengah-tengah sel ·  Kromatid meregang membentuk benang-benang kromatin ·  Terbentuk 2 sel anak dengan jumlah kromosom sama dengan induknya
Tanpa adanya interfase, 2 sel anak yang terbentuk akan melanjutkan ke tahap meiosis II.
2	Meiosis II	Profase II	·  Benang-benang kromatin menebal menjadi kromosom ·  Setiap kromosom homolog / bivalen bergandengan ·  Kromosom tidak mengganda ·  Sentriol membelah dua, muncul benang gelendong, membrane inti dan nucleolus menghilang
		Metaphase II	·  Setiap pasangan kromosom homolog berada pada bidang metaphase/dataran metaphase
		Anaphase II	·  Masing-masing kromosom memisahkan diri dari pasangannya, dan bergerak menuju kea rah dua kutub yang berlawanan
		Telofase II	·  Masing-masing kromosom semakin mendekati kutub ·  Membrane sel dan nucleolus mulai dapat diindera ·  Terbentuk bidang pembelahan pada bagian tengah-tengah sel ·  kromosom meregang membentuk benang-benang kromatin ·  Terbentuk 4 sel anak dengan jumlah kromosom sama dengan induknya

E. PERBEDAAN ANTARA MITOSIS DENGAN MEIOSIS

Aspek yang dibedakan	Mitosis	Meiosis
Tujuan	Untuk pertumbuhan	Sifat mempertahan-kan diploid
Hasil pembelahan	2 sel anak	4 sel anak
Sifat sel anak	diploid (2n)	haploid (n)
Tempat terjadinya Bagan perbandingan antara mitosis dengan meiosis Pada mahkluk hidup multiseluller ( bersel banyak ) dengan tipe sel eukariota terjadi dua macam pembelahan sel / reproduksi sel  yaitu mitosis dan meiosis. Keduanya merupakan pembelahan yang terjadi secara bertahap. Meskipun demikian keduanya memiliki perbedaan. Perbedaan-perbedaan tersebut antara lain : 1.            Mitosis bertujuan untuk perbanyakan sel untuk proses pertumbuhan,sedangkan meiosis membentuk sel gamet ( pada hewan dan tumbuhan berbiji ) dan spora pada tumbuhan berspora dam brfungsi mengurangi jumlah kromosom agar keturunan mempunyai jumlah kromosom yang sama dari generasi ke generasi 2.            Mitosis terjadi di jaringan meristematis ( pd tumbuhan di ujung akar dan batang ),  sedangkan meiosis terjadi di dalam organ kelamin jantan dan betina 3.            Mitosis berlangsung melalui tahapan : profase-metafase-anafase dan telofase diselingi oleh interfase, sedangkan meiosis berlangsung melalui tahapan : profase I – metafase I – anafase I – telofase I – profase II – metafase II – anafase II – telofase II tanpa interfase 4.            Pada meiosis 1 sel induk mengalami satu kali pembelahan , sedangkanpada meiosis 1 sel induk mengalami dua kali pembelahan. 5.            Pada mitosis 1 sel induk akan menghasilkan 2 sel anak yang memiliki jumlah kromosom sama dengan jumlah kromosom sel induk, sedangkanpada meiosis 1 sel induk akan menghasilkan 4 sel anak dengan jumalh kromosom separuh dari jumlah kromosom sel induk 6.            Pada mitosis sel anak bersifat diploid (2n), sedangkan pada meiosis sel anak bersifat haploid ( n ).	sel somatis	sel gonad

F. SIKLUS SEL

Siklus sel merupakan serangkaian kejadian dengan urutan tertentu berupa duplikasi kromosom sel dan organel didalamnya yang mengarah ke pembelahan sel. Pada eukariotik (sel bernukleus), proses perbanyakan atau sintesis bahan genetik terjadi sebelum berlangsungnya proses pembelahan sel, mitosis atau meiosis.

Siklus sel adalah fungsi sel yang paling mendasar berupa duplikasi akurat sejumlah besar DNA di dalam kromosom, dan kemudian memisahkan hasil duplikasi tersebut hingga terjadi        dua      sel        baru     yang            identik. 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. Jenjang reaksi kimia organik yang terjadi seyogyanya diselesaikan sebelum jenjang berikutnya dimulai. Sebagai contoh, dimulainya fase mitosis sebelum selesainya tahap replikasi DNA akan menyebabkan sel tereliminasi.

Di antara mitosis pertama dan mitosis berikutnya terdapat interfase. Saat interfase sel tidak membelah melainkan aktif melakukan metabolisme untuk pertumbuhan dan pembentukan energi untuk pembelahan mitosis berikutnya. Interfase tidak termasuk dalam tahap PMAT dan dibedakan dalam tiga tahap, yaitu:

G1 (gap 1)    : merupakan akhir mitosis dan awal sintesis (presintesis), pada fase ini sel mulai tumbuh membesar

S (sintesis)    : terjadi duplikasi organel dan sintesis DNA, pada tahap ini sel aktif melakukan metabolisme, tumbuh, dan berkembang

G2 (gap2)    : merupakan akhir fase sintesis (postsintesis) dan awal dari mitosis berikutnya

Demikian seterusnya, setelah selesai melakukan pembelahan pada tahap mitotik, sel akan masuk interfase, dilanjutkan mitosis lagi, dan seterusnya. Hampir pada setiap kasus misalnya pembelahan sel untuk penyembuhan luka (regenerasi), sel akan berhenti membelah manakala luka telah sembuh. Itulah salah satu kehebatan sel. Tahu kapan harus membelah, dan tahu kapan harus berhenti. Sel yang tahu diri untuk berhenti dari pembelahan akan masuk ke fase G0 atau fase stationer. Pada tahap ini sel tidak akan melakukan pembelahan. Jika terjadi luka, sel segera memasuki fase G1 untuk melakukan pembelahan. Sel yang tidak tahu diri, harusnya masuk G0 tetapi nekat masuk ke G1, itulah yang disebut sel tumor atau kanker.

Sel yang mempunyai kemampuan membelah adalah sel "muda" atau sel immature yang belum memiliki fungsi tertentu. Pada kondisi lingkungan yang mendukung sel akan memasuki siklus sel dan menghasilkan 2 sel identik. Sel yang tidak lagi membelah akan keluar dari siklus dan berdeferensiasi menjadi sel yang mature dengan struktur dan fungsi tertentu.

Pada dasarnya siklus sel terdapat 2 fase utama yaitu fase S (DNA sintesis) dan fase M (Mitosis). Pada fase S terjadi duplikasi kromosom, organele dan protein interseluler dan pada fase M terjadi pemisahan kromosom dan pembelahan sel. Sebagian besar sel memerlukan waktu ekstra untuk proses sintesis sehingga pada siklus sel terdapat ekstra fase Gap yaitu Gap 1 antara fase M dan fase S serta Gap 2 antara fase S dan Mitosis. Hal ini mendasari pembagian fase menjadi 4 fase yaitu Fase G1, Fase S, Fase G2 (ketiganya disebut Interfase) dan fase M (mitosis dan sitokinesis). Interfase adalah fase istirahat, sel ini sebenarnya sangat aktif secara biokimia walaupun terlihat tidak ada perubahan morfologi (waktu lama, 23 jam dalam 1 siklus 24 jam). M phase (mitosis) merupakan inti dari siklus sel dan secara morfologi terjadi perubahan yang jelas teramati berupa kromosom yang tertarik ke kutub, sitogenesis dan akhirnya sel terbagi menjadi dua (waktu cepat, 1 jam dalam 1 siklus          24        jam).


Fase Gi dan G2 bukan hanya sebagai ekstra waktu proses sintesis namun juga berperan sebagai ekstra waktu bagi sel untuk memonitor kondisi lingkungan internal dan eksternal sebelum masuk ke fase S dan M. Jika kondisi lingkungan tidak mendukung maka sel berhenti berprogress pada G1 dan bahkan memasuki kondisi resting state pada Go (G zero). Go ini dapat berlangsung selama berhari-hari, bertahun-tahun atau sampai sel mati. Jika kondisi lingkungan mendukung dan terdapat sinyal untuk tumbuh maka sel akan memulai proses pada suatu titik akhir G1 yang disebut titik "Start". Setelah melalui titik ini sel akan mulai masuk fase S ditandai dengan Replikasi DNA yang terus berlangsung bahkan walau signal pertumbuhan dan pembelahan sudah tidak ada.

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. Defisiensi lintasan kendali intrinsik seringkali menyebabkan kanker. Penyimpangan pada protein yang mengendalikan cekpoin siklus fase sering ditemukan pada penderita kanker.

G. FASA PADA SIKLUS SEL

Pada sel prokariota yang tidak memiliki inti sel, siklus sel terjadi melalui suatu proses yang disebut pembelahan biner, sedang pada sel eukariota yang memiliki inti sel, siklus sel terbagi menjadi dua fase fungsional, fase S dan M, dan fase persiapan, G₁ dan G₂:

1. Fasa S (sintesis)

Merupakan tahap terjadinya replikasi DNA. Pada umumnya, sel tubuh manusia membutuhkan waktu sekitar 8 jam untuk menyelesaikan tahap ini. Hasil replikasi kromosom yang telah utuh, segera dipilah bersama dengan dua nuklei masing-masing guna proses mitosis pada fase M.

2. Fasa M (mitosis)

Fase mitosis terdiri dari profase, prometafase, metaphase, anaphase dan telofase. Tahapan pembelahan inti ini masing-masing tidak sama waktunya. Fase mitosis atau fase pembelahan terdiri dari karyokinesis atau pembelahan nukleus dan sitokinesis      atau     pembelahan    sitoplasma.

Interval waktu fase M kurang lebih 1 jam. Tahap di mana terjadi pembelahan sel (baik pembelahan biner atau pembentukan tunas). Pada mitosis, sel membelah dirinya membentuk dua sel anak yang terpisah. Dalam fase M terjadi beberapa jenjang fase, yaitu:

a)    Profase, fase terjadinya kondensasi kromosom dan pertumbuhan pemintalnya. Pada saat ini kromosom terlihat di dalam sitoplasma.

Pada periode profase terjadi perubahan pada nukleus dan sitoplasma.Pada nukleus, nukleuli menghilang.Serabut-serabut kromatin menjadi lebih menggulung rapat dan melipat sehingga kian pendek dan tebal berubah menjadi kromosom, yang besar dan tampak jelas. Kromosom kemudian berduplikasi menjadi dua kromatid anak yang sama, dan kemudian bergabung pada sentromer. Spindle mitosis terbentuk di sitoplasma, tersusun dari mikrotubul dan bergabung dengan protein, tersusun teratur di antara dua sentrosom. Selama profase sentrosom bergerak berlawanan satu sama lain dan nampaknya bergerak sepanjang permukaan inti melalui pemanjangan berkas mikrotubul diantara     dua      sentrosom.

b)    Prometafase, pada fase ini sampul inti sel terlarut dan kromosom yang mengandung 2 kromatid mulai bermigrasi menuju bidang ekuatorial (piringan metafase).

Menjelang metafase, beberapa ujung mikrotubul gelendong mitotic menempel pada setiap kinetokor yang berada di dekatnya.Membran inti terpotong-potong. Mikrotubul dari spindle sekarang dapat masuk ke dalam inti dan berhubungan dengan kromosom yang telah menjadi lebih padat. Berkas mikrotubul dinamakan serabut spindel, yang meluas dari setiap kutub kearah ekuator sel. Setiap kromatid dari kromosom kini memiliki struktur khusus yang dinamakan kinetokor, yang terletak pada daerah sentromer.Mikrotubul yang menambat pada kinetokor dinamakan mikrotubul-kinetokor.Struktur ini menyebabkan kromosom bergerak. Mikrotubul yang lain, mikrotubul-nonkinetokor, tersusun radier dari kutub menuju ke ekuator sel tanpa menambat pada kromosom.

c)    Metafase. Kondensasi kromosom pada bidang ekuatorial mencapai titik puncaknya.

Pada metaphase, mikrotubul kinetokor memegang peranan penting yaitu mengatur letak dan arah kromosom terhadap sumbu gelendong mitotic dan mengatur dan menggerakkan kromosom ke bidang ekuatorial.Sentrosom berada pada kedua kutub sel yang berlawanan. Kromosom berada pada bidang metaphase, bidang yang mempunyai jarak yang sama antara spindle kedua kutub. Spindel sentromer dari semua kromosom lurus satu sama lain pada bidang metaphase. Untuk setiap kromosom, kinetokor dari permukaan kromatid anak berlawanan kutub sel. Karena itu kromatid yang sama dari setiap kromosom menambat pada mikrotubul-kinetokor yang tersusun radier dari kutub yang           berlawanan      dari      sel        induk.

d)    Anafase. Tiap sentromer mulai terpisah dan tiap kromatid dari masing-masing kromosom tertarik menuju pemintal kutub.

Pada anafase terjadi pemisahan kromatida kromosom.Pada fase ini terjadi tarikan ke kutub sehingga kromatid terpisah.Sentromer dari setiap kromosom mengganda, sehingga setiap kromatid memiliki sentromer sendiri-sendiri.Setiap kromatid sekarang dianggap sebagai calon kromosom.Spindle mulai menggerakkan kromatid menuju kutub sel yang berlawanan.Hal ini dikarenakan mikrotubul kinetokor menambat pada sentromer.Mikrotubul kinetokor memendek ketika kromosom mendekati kutub sel. Pada saat yang bersamaan kutub dari sel juga bergerak lebih jauh. Akhir dari anafase kedua kutub sel sama jaraknya dan merupakan kumpulan           dari      kromosom.

e)    Telofase. Kromosom pada tiap kutub mulai mengalami dekondensasi, diikuti dengan terbentuknya kembali membran inti sel dan sitoplasma perlahan mulai membelah.

Pada fase telofase, mikrotubul nonkinetokor selalu memanjang dan anak inti mulai terbentuk pada kedua kutub sel, dan kromosom berada dalam keadaan terhimpun.Membran inti terbentuk dari potongan-potongan membran inti sel induk dan bagian lain dari system endomembran.
Sitokinesis terjadi pada saat anaphase dan telofase.Pada sel hewan, tanda pertama yang terlihat adalah melekuknya selaput sel selama anaphase.Pelekukan terjadi di daerah sekat metaphase atau bidang ekuatorial.

f)     Sitokinesis. Pembelahan sitoplasma selesai setelah terjadi oleh interaksi antara pemintal mitotik, sitoskeleton aktomiosin dan fusi sel, dan menghasilkan dua sel anak yang identik. Sitokinesis pada sel tumbuhan berlangsung dengan cara yang berbeda. Sitoplasma dibagi dua oleh pembentukan dinding sel baru di dalam sel induk.Sekat sel mulai terbentuk di bidang antara dua nukeus anakan.Sekat sel berhubungan dengan sisa mikrotubul kutub gelendong mitotic yang membentuk suatu struktur yang disebut fragmoplas.Struktur ini mengandung dua perangkat mikrotubul yang berhadapan. Vesikuli kecil yang berasal dari kompleks golgi dan berisi prazat dinding sel tersusun sepanjang mikrotubul disebelah menyebelah fragmoplast dan diangkut kearah bidang ekuatorial yang selanjutnya membentuk sekat sel.

v  Sitokinesis terdiri atas dua macam, yaitu:
a.) Disjunctive
Sitokinesis yang disjunctive, menghasilkan sel-sel anak yang lepas-lepas.

Contoh:  Profiliferasi limfosit dalam reaksi immune, sehingga terbentuk klon. Sel tidak berhubungan / berlekatan satu sama lain
b.)  Astral

Sitokinesis astral menghasilkan sel-sel anak yang masih berhubungan / berlekatan. Contoh: Cleavage pada zygote membentuk blastula. Tiap sel dalam blastula (blastomer) masih berlekatan dan berhubungan. Hubungan antara sel bersebelahan berupa gap junction, yang merupakan tempat keluar masuk / transport berbagai bahan bermolekul kecil, ion, air, dan juga terjadi perimbangan muatan listrik.

3. Fasa G (gap)

Fasa G yang terdiri dari G₁ dan G₂ adalah fase sintesis zat yang diperlukan pada fase berikutnya. Pada sel mamalia, interval fase G₂ sekitar 2 jam, sedangkan interval fase G₁ sangat bervariasi antara 6 jam hingga beberapa hari. Sel yang berada pada fase G₁ terlalu lama, dikatakan berada pada fase G₀ atau “quiescent”. Pada fase ini, sel tetap menjalankan fungsi metabolisnya dengan aktif, tetapi tidak lagi melakukan proliferasi secara aktif. Sebuah sel yang berada pada fase G₀ dapat memasuki siklus sel kembali, atau tetap pada fase tersebut hingga terjadi apoptosis.

Pada umumnya, sel pada orang dewasa berada pada fase G₀. Sel tersebut dapat masuk kembali ke fase G₁ oleh stimulasi antara lain berupa: perubahan kepadatan sel, mitogen atau faktor pertumbuhan, atau asupan nutrisi.

4. Interfase

Merupakan sebuah jedah panjang antara satu mitosis dengan yang lain. Jedah tersebut termasuk fase G₁, S, G₂. Interfase terdiri dari tiga tahapan yaitu tahap G1, S dan G2.G1 dimana terjadi aktivitas biosintesa yang tinggi.Sel sedang aktif mensintesa ARN (transkripsi) dan protein (transisi) serta membentuk sitoplasma baru, yang nantinya merupakan bahan untuk membina sel anak.Peristiwa ini mendorong inti dan sitoplasma membesar.Lama G1 30-40% dari waktu daur.
Tahap S yaitu merupakan tahap replikasi dan transkripsi DNA, Dengan demikian sel anak mengandung bahan genetis yang sama dengan sel induk. Lamanya juga 30-40% dari waktu satu daur Tahap G2 merupakan tahap persiapan diri sel untuk membelah. Nukleus masih nyata dibungkus membran inti mengandung satu atau lebih nucleolus. Dua sentrosom muncul di luar inti, terbentuk selama awal interfase melalui proses replikasi dari sentrosom tunggal. Mikrotubul meluas dari sentrosom dalam susunan radial dinamakan aster).Kromosom telah menduplikasi (selama fase S) tetapi dalam keadaan ini tidak dapat dibedakan sendiri-sendiri, karena masih dalam bentuk serabut kromatin yang terkemas longgar.Pada periode ini semua bahan sitoplasma dan organel menjadi rangkap dua.Lamanya 10-20% dari waktu daur.

v  Siklus sel diatur oleh tiga macam molekul sebagai faktor pengontrol yaitu:

1. S-fase activator yang mengaktifkan fase S dan terdapat hanya pada sitoplasma fase S yang bekerja memulai sintesis DNA (menginduksi untuk memulia terjadinya replikasi DNA).

2.  M-fase promoting factor yang hanya ada pada sitoplasma fase M yang menyebabkan kondensasi        kromosom.

3. M-fase delaying faktor.

H. CEK POIN PADA SIKLUS SEL

Aktivitas selular yang terjadi pada cekpoin, tidak dapat berlangsung tanpa enzim intraselular yang disebut CDK. Holoenzim CDK aktif terdiri dari sub-unit katalitik dan sub-unit kendali siklin. Tiap siklin disintesis pada tahap terkait dari fase siklus sel. Sebagai contoh, siklin E disintensis pada akhir fase G₁ hingga awal fase S, sedangkan siklin A disintesis sepanjang interval fase S dan G₂, dan siklin B disintesis sepanjang fase G₂ dan M. Oleh sebab itu, sub-unit katalitik tidak dapat teraktivasi, hingga siklin yang diperlukan selesai disintesis.

Ikatan yang dibentuk antara sub-unit siklin dan sub-uni katalitik membutuhkan proses fosforilasi pada treonina oleh enzim lain yang disebut CAK, yang terdiri dari siklin H dan CDK7.

Regulasi yang lain adalah deaktivasi CDK oleh fosforilasi domain pengikat ATP oleh enzim kinase yang lain. Deaktivasi tersebut dapat diaktivasi kembali oleh fosfatase dari jenis CDC25. Keberadaan protein inhibitor CDK juga merupakan bentuk regulasi terhadap CDK. Satu jenis penghambat CDK termasuk p21CIP1, p27KIP1, dan p57KIP2; sedangkan jenis yang lain menghambat siklin D/CDK4 atau siklin-6 CDK, antara lain p16INK4, p15INK4B, p18INK4C, dan p19INK4D. Sintesis, aktivitas dan degradasi penghambat ini berada dalam regulasi yang merespon sinyal mitogenik dan antimitogenik, seperti sinyal parakrin dari TGF-β. Regulasi terhadap CDK di atas menentukan kecepatan terpicunya transisi fase dalam siklus sel, setelah CDK teraktivasi, transisi ke fase berikutnya akan segera terjadi, walaupun jenjang reaksi pada fase berlangsung, belum selesai.

a.    Transisi G₀ ke G₁

Fasa transisi dari fase G₀ ke fase G₁ disebut fase prima atau fase kompetensi replikatif,^[7] pada hepatosit, fase prima dipicu oleh sekresi sitokina IL-6 dan TNF-α oleh sel Kupffer yang menyebabkan hepatosit kehilangan sebagian massanya. Potensi proliferasi hepatosit setelah kehilangan sebagian massanya.

Berbagai protein disintesis pada fase G₁ setelah sel meninggalkan fase G₀, beberapa ribosom baru dibuat untuk mempercepat sintesis protein.

Sejumlah protein yang dihasilkan berupa enzim untuk mengembalikan fungsi metabolik yang hilang saat sel berada pada fase G₀, seperti enzim yang dibutuhkan untuk sintesis isoprenoid, zat yang diperlukan untuk aktivitas onkogen Ras dan sintesis poliamina, yang mempunyai banyak fungsi termasuk menyediakan ikatan ionik dengan asam nukleat. Onkogen Ras disintesis sebagai protein prekursor dan membutuhkan proses paska-translasi sebelum dapat menjadi aktif dan melakukan transformasi sel.

Enzim lain yang berperan dalam sintesis DNA, seperti timidina kinase, DNA polimerase dan histon juga dihasilkan ribosom pada fase G₁.

b.    Transisi ke fase S

Transisi ke fase S dari fase G₁ dikendalikan oleh dua buah cekpoin, yaitu "kompetensi" dan "restriksi" yang terletak sekitar 12 dan 2 jam sebelum fase S dimulai. Paling tidak diperlukan tiga faktor pertumbuhan untuk melewati dua cekpoin ini, yaitu PDGF, EGF dan IGF-1.

Pencerap faktor pertumbuhan merupakan protein kompleks yang terbentak seluas membran sel dengan domain yang dapat mengenali faktor pertumbuhan di dalam periplasma dengan sangat khusus. Ligasi yang terjadi dengan ligan akan menginduksi transmisi sinyal ke dalam sitoplasma melalui aktivasi enzim tirosina kinase. Sinyal sitoplasmik yang disebut "kurir sekunder", dapat berupa berbagai protein yang telah mengalami fosforilasi oleh enzim kinase, seperti molekul kecil inositol fosfatase dan AMP; atau ion, seperti Ca²⁺, H⁺, dan Zn²⁺; kemudian diteruskan oleh menuju inti sel. Di dalam inti sel, gen kemudian teraktivasi sebagai respon terhadap "kurir sekunder" ini.

c.    Fasa S

Pada eukariota, berbagai aktivator (bahasa Inggris: multiple points of origin) diperlukan sebagai persiapan untuk memasuki fase S guna melakukan replikasi DNA, pada prokariota, hanya terdapat aktivator tunggal. Fasa S dimulai dengan terjadinya paparan pulsa (bahasa Inggris: pulse exposure) dengan [³H].timidina pada sel, kemudian terjadi paparan lanjutan (bahasa Inggris: chase procedure) non-radioaktif dengan timidina "dingin". Kedua prosedur tersebut menghasilkan beberapa titik replikasi yang mulai nampak terjadi pada beberapa kromosom pada rantai ganda DNA.

Pada titik replikasi, rantai ganda DNA memisahkan diri menjadi dua untai tunggal, sehingga nampak seperti garpu. Pada tiap untai, terjadi sintesis untai DNA yang baru, dengan dimulai oleh molekul primer, atau molekul oligonukleotida pendek, dan diikuti oleh molekul-molekul lain dengan enzim DNA polimerase, membentuk rantai ganda DNA yang baru.

Molekul primer itu disebut RNA primer, yang disintesis dengan enzim RNA polimerase atau dikenal sebagai enzim primase, dari RNA tertentu yang bersifat komplemen dengan salah satu area kromosom pada untai DNA. Primosom merupakan sebutan bagi seluruh kompleks yang berikatan dengan RNA primer.

Polimerisasi untai DNA yang baru bergerak dari tiap-tiap primosom pada titik 5' untai baru ke titik 3' untai baru. Untai baru yang bergerak dengan arah dari titik 3' untai induk ke 5' untai induk disebut untai awal, sedang untai baru yang bergerak sebaliknya disebut untai akhir. Untaian DNA baru dari RNA primer hingga tepat sebelum RNA primer berikutnya disebut fragmen Okazaki, sesuai nama ilmuwan Reiji Okazaki yang pertama kali berhasil mengamati proses polimerasi pada replikasi DNA. Saat polimerasi untai DNA yang baru menyentuh RNA primer pada fragmen Okazaki berikutnya, aktivitas eksonuklease enzim DNA polimerase akan menghancurkan RNA primer pada fragmen tersebut untuk meneruskan untai polimernya hingga menyentuh untai polimer berikutnya, setelah itu enzim DNA ligase akan menyambung kedua untai polimer itu menjadi satu. Titik 5' merupakan letak gugus 5' fosfat, sedang titik 3' merupakan letak gugus 3' OH dari molekul gula deoksiribosa. Ikatan yang terjadi antara kedua gugus ini disebut ikatan fosfodiester.

Polimerasi untai DNA yang baru terhenti hingga bagian ujung kromosom yang disebut telomer. Pada bagian ini, enzim telomerase akan menyambung untaian tersebut dengan deretan molekul RNA sebagai penanda antar kromosom. Pada manusia, berkas yang disisipkan antar kromosom adalah TTAGGG. Penelitian terakhir menunjukkan bahwa rentang telomer pada manusia lambat laun menjadi lebih pendek dengan pertambahan usia, pengamatan ini membuahkan teori penuaan telomer yang masih diteliti hingga saat ini.

BAB III

PENUTUP

Ø  KESIMPULAN

 1.          - Pembelahan sel prokariotik, pembelahan sel berlangsung secara sederhana yang meliputi proses pertumbuhan sel, duplikasi materi genetik, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma yang didahului dengan pembentukkan dinding sel baru.

-Pembelahan sel eukariotik adalah hal pembagian material genetik secara persis sama adalah lebih kompleks.

2.       Pembelahan sel ada 2 jenis, yaitu secara langsung (amitosis) dan tidak langsung (mitosis, dan meiosis:pembelahan reduksi)

a. -Pembelahan sel secara amitosis adalah pembelahan sel yang tidak melalui urutan tahap-tahap tertentu yang didahului dengan pembelahan inti tanpa pembentukan benang-benang kumparan sperma (kromosom).

b. - Pembelahan sel secara mitosis adalah proses pembelahan sel secara tidak langsung, karena pembelahan inti didahului dengan pembentukan benang-benang kumparan sperma yang berlangsung pada sel somatic dan sel nutfah (germ cell).

-Pembelahan sel secara meiosis adalah proses pembelahan sel di mana jumlah kromosom per sel ,dibelah dua.

3. Siklus pada sel yaitu serangkaian kejadian dengan urutan tertentu berupa duplikasi kromosom sel dan organel didalamnya yang mengarah ke pembelahan sel. Pada eukariotik (sel bernukleus), proses perbanyakan atau sintesis bahan genetik terjadi sebelum berlangsungnya proses pembelahan sel, mitosis atau meiosis dan merupakan fungsi sel yang paling mendasar berupa duplikasi akurat sejumlah besar DNA di dalam kromosom, dan kemudian memisahkan hasil duplikasi tersebut hingga terjadi     dua      sel            baru     yang    identik.

Ø  SARAN

Sebagai seorang calon perawat disarankan supaya kita mendalami ilmu tentang sel sebagai pengetahuan dasar dalam mata kuliah biologi maupun anatomi dan fisiologi.

Daftar pustaka

http://biologimediacentre.com/reproduksi-sel-2-amitosis-dan-mitosis-plus-video-animasi/ di akses tanggal 25 Oktober 2012 pukul 12.13 WIB.

http://catatanbiomedis.blogspot.com/2011/11/pengertian-siklus-sel-cell-cycle-i.html di akses tanggal 25 Oktober 2012 pukul 12.25 WIB.

http://id.wikipedia.org/wiki/Pembelahan_sel di akses tanggal 25 Oktober 2012 pukul 12.54 WIB.

http://khairul-anas.blogspot.com/2011/12/tahap-tahap-pembelahan-meiosis-dan-ciri.html di akses tanggal 25 Oktober 2012 pukul 13.14 WIB.

http://samudra-fox.blogspot.com/2011/11/makalah-biologi-pembelahan-meiosis.html di akses tanggal 25 Oktober 2012 pukul 13.31 WIB. 

http://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_sel di akses tanggal 25 Oktober 2012 pukul 13.55 WIB.

http://zaifbio.wordpress.com/2012/03/29/pembelahan-sel/ di akses tanggal 25 Oktober 2012 pukul 14.17 WIB.