Mitosis - Meiosis - Spermatogenesis - Oogenesis

Mitosis dan Meiosis

I.         Pembelahan Mitosis

Pembelahan mitosis terjadi selama pertumbuhan dan reproduksi aseksual. Hal ini membuat mitosis berfungsi menjaga sel anakan yang terbentuk tetap memiliki sifat sel induknya dan mempertahankan faktor genetik generasi ke generasi untuk tetap sama seperti induknya. 

Pembelahan ini terjadi pada sel tubuh (somatik). Pada pembelahan sel ini, terjadi pembelahan nukleus menjadi dua nukleus dimana setiap anakan menerima satu set kromosom yang jumlahnya sama dengan jumlah kromosom sel induknya. Pembelahan sel ini menghasilkan sifat kromosom berpasangan, yaitu diploid (2n).

Berikut adalah 4 fase dalam pembelahan mitosis:

 

1. Interfase

Adalah masa diantara pembelahan sel. Disini, sel mempersiapkan diri untuk pembelahan dan merupakan fase terpanjang dalam pembelahan mitosis. Pada tahap ini sel mengalami tiga periode: periode tumbuh pertama, periode sintesis DNA, dan periode tumbuh kedua.

2. Profase

-  Membran inti dan anak inti menghilang.

-  Benang-benang kromatid memendek dan menebal membentuk kromatid
-  Kromatid berpasangan membentuk kromosom
-  Pada sel hewan, sentriol membelah dan menuju arah kutub
-  Disekitar sentriol, benang-benang spindelmulai mengatur diri sedemikian rupa

3. Metafase

-  Benang-benang spindel telah terbentuk dan terlihat jelas. Benang-benang tersebut mengikat
-  sentromer dari setiap kromosom

-  Kromosom berada dibidang ekuator. Disini penampakan kromosom paling jelas.

4. Anafase

-  Terjadi pemendekan benang spindel
-  Kromatid menuju kutub-kutub yang berlawanan
-  Membran sel melekuk pada akhir tahap anafase
-  Mulai terjadi sitokinesis

5. Telofase

-  Mulai terbentuk membran inti
-  Kromatid menipis dan berubah menjadi kromatin
-  Kromatin berkumpul membentuk anak inti
-  Terdapat dua anak inti yang pada akhirnya memisah
-  Sitoplasma menebal dan saat fase ini terjadi sitokinesis (sitokinesis = langkah akhir dari replikasi sel setelah mitosis)


II. Pembelahan meiosis
Pembelahan meiosis adalah pembelahan yang menghasilkan empat sel anakan dan masing-masing sel anakan mengandung kromosom setengah dari jumlah kromosom induknya, yaitu haploid (n). Pembelahan meiosis terjadi pada sel kelamin yaitu saat pembentukan sel gamet.

Berikut adalah tahapan pembelahan meiosis:

1. Interfase

Disini sel mempersiapkan diri untuk pembelahan.

2. Meiosis I

i.          Profase I
Ø  Tahap leptoten = benang-benang kromatin memendek dan menebal.
Ø  Tahap zigoten = Kromosom homolog melakukan sinapsis (saling berpasangan satu dengan yang lain). Pasangan kromosom homolog dalam keadaan berpasangan disebut bivalen.
Ø  Tahap pakiten = setiap kromosom melakukan duplikasi. Setiap kromosom terdiri dari 2 kromatid sehingga setiap sinapsis mengandung empat kromatid. Disini sentriol mulai memisah dan benang-benang spindel mulai terbentuk.
Ø  Tahap diploten = membran inti mulai menghilang. Kromosom homolog mulai menjauhkan diri sehingga terbentuk kiasma. (Kiasma merupakan bentuk persilangan dua dari empat kromatid suatu kromosom dengan pasangan kromosom homolognya. Kiasma juga merupakan tempat terjadinya pindah silang).
Ø  Tahap diakinesis = terbentuk empat kromatid. Kromosom homolog mempersiapkan metafase.

ii. Metafase I

Ø  Membran inti menghilang
Ø  Benang-benang spindel terbentuk
Ø  Kromosom berjajar dibidang ekuator

iii. Anafase I

Kromosom homolog bergerak ke arah kutub yang berlawanan.

iv. Telofase I

Membran inti dan anak inti terbentuk sehingga membentuk dua sel anakan.

 

3. Meiosis II

Pada meiosis II tidak terjadi reduksi kromoson seperti pada meiosis I. Tahap-tahap pembelahan pada meiosis II sama dengan tahap-tahap pembelahan mitosis.

 

 

III. Gametogenesis

Gametogenenis adalah proses pembentukan gamet. Proses pembentukan sperma disebut spermatogenesis sedangkan proses pembentukan ovum disebut oogenesis.

Pengertian, fungsi dan proses spermatogenesis (pembentukan sperma)

Proses spermatogenesis, yaitu, pembentukan sperma, merupakan bagian penting dari reproduksi pada manusia dan segala macam hewan. Pada artikel ini, kita akan belajar tentang di mana dan kapan spermatogenesis terjadi, dan apa tahap yang perlu dilalui sel-sel untuk menyelesaikan proses.

Spermatogenesis dapat didefinisikan sebagai ‘proses yang terjadi pada gonad organisme laki-laki yang bereproduksi secara seksual, dimana sel-sel germinal pria terdiferensiasi berkembang menjadi spermatosit, yang kemudian berubah menjadi spermatozoa. Spermatozoa adalah gamet jantan dewasa yang hadir dalam organisme yang secara melakukan reproduksi secara seksual, dan itu mirip dengan oogenesis pada wanita. Spermatogenesis biasanya terjadi pada tubulus seminiferus testis dalam serangkaian tahap, diikuti oleh kematangan dalam epididimis, di mana mereka menjadi siap untuk disahkan sebagai air mani bersama dengan sekresi kelenjar lainnya. Proses ini dimulai pada saat pubertas karena tindakan hipotalamus, kelenjar pituitari, dan sel-sel Leydig, dan proses hanya berakhir setelah kematian. Namun, jumlah sperma akan berkurang secara bertahap seiring dengan bertambahnya usia, akhirnya menyebabkan infertilitas.

Fungsi dari Spermatogenesis

Tujuan dari spermatogenesis adalah untuk menciptakan gamet jantan dewasa, yang secara efektif dapat membuahi gamet betina untuk membentuk organisme bersel tunggal yang disebut zigot, yang akhirnya mengarah ke pembelahan dan perbanyakan sel untuk membentuk janin. Juga, untuk memiliki keturunan yang sehat, jumlah kromosom harus dipertahankan dalam jumlah tetap pada tubuh, yang, kegagalan dapat menyebabkan kelainan seperti sindrom Klinefelter, sindrom Down, atau aborsi janin. Spermatogenesis bekerja untuk menghindari hal ini.

Proses Spermatogenesis
Faktor yang Mempengaruhi Spermatogenesis

• Proses spermatogenesis sangat sensitif, dan dapat dipengaruhi oleh perubahan sekecil apapun dalam kadar hormon seperti testosteron yang dihasilkan oleh hipotalamus, kelenjar pituitari, dan sel-sel Leydig.

• Proses ini juga sangat sensitif terhadap perubahan suhu.

• Kekurangan dalam makanan, paparan obat kuat, alkohol, dan adanya penyakit dapat mempengaruhi laju pembentukan sperma.

• Stres oksidasi dapat menyebabkan kerusakan DNA pada sperma, yang menyebabkan masalah dalam pembuahan dan kehamilan.

Oogenesis

Oogenesis adalah proses pembentukan sel telur (ovum) di dalam ovarium. Oogenesis dimulai dengan pembentukan bakal sel-sel telur yang disebut oogonia (tunggal: oogonium). Pembentukan sel telur pada manusia dimulai sejak di dalam kandungan, yaitu di dalam ovari fetus perempuan. Pada akhir bulan ketiga usia fetus, semua oogonia yang bersifat diploid telah selesai dibentuk dan siap memasuki tahap pembelahan. Semula oogonia membelah secara mitosis menghasilkan oosit primer. Pada perkembangan fetus selanjutnya, semua oosit primer membelah secara miosis, tetapi hanya sampai fase profase. Pembelahan miosis tersebut berhenti hingga bayi perempuan dilahirkan, ovariumnya mampu menghasilkan sekitar 2 juta oosit primer mengalami kematian setiap hari sampai masa pubertas. Memasuki masa pubertas, oosit melanjutkan pembelahan miosis I. hasil pembelahan tersebut berupa dua sel haploid, satu sel yang besar disebut oosit sekunder dan satu sel berukuran lebih kecil disebut badan kutub primer.
Pada tahap selanjutnya, oosit sekunder dan badan kutub primer akan mengalami pembelahan miosis II. Pada saat itu, oosit sekunder akan membelah menjadi dua sel, yaitu satu sel berukuran normal disebut ootid dan satu lagi berukuran lebih kecil disebut badan polar sekunder. Badan kutub tersebut bergabung dengan dua badan kutub sekunder lainnya yang berasal dari pembelahan badan kutub primer sehingga diperoleh tiga badan kutub sekunder. Ootid mengalami perkembangan lebih lanjut menjadi ovum matang, sedangkan ketiga badan kutub mengalami degenerasi (hancur). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa pada oogenesis hanya menghasilkan satu ovum.

 
Gambar 5. Proses Oogenesis
(Jhomsem, 2012)


 Proses Oogenesis :
a.     Sel-Sel Kelamin Primordial
Sel-sel kelamin primordial mula-mula terlihat di dalam ektoderm embrional dari saccus vitellinus, danmengadakan migrasi ke epitelium germinativum kira-kira pada minggu ke 6 kehidupan intrauteri (dalam kandungan). Masing-masing sel kelamin primordial (oogonium) dikelilingi oleh sel-sel pregranulosa yangmelindungi dan memberi nutrien oogonium dan secara bersama-sama membentuk  folikel primordial.
b.     Folikel Primordial
Folikel primordial mengadakan migrasi ke stroma cortex ovarium dan folikel ini dihasilkan sebanyak 200.000 buah. Sejumlah folikel primordial berupaya berkembang selama kehidupan intrauteri dan selama masa kanak-kanak, tetapi tidak satupun mencapai pemasakan. Pada waktu pubertas satu folikel dapat menyelesaikan proses pemasakan dan disebut folikel de graaf dimana didalamnya terdapat sel kelamin yang disebut oosit primer.
c.     Oosit Primer
Inti (nukleus) oosit primer mengandung 23 pasang kromosom (2n). Satu pasang kromosom merupakan kromosom yang menentukan jenis kelamin, dan disebut kromosom XX. Kromosom-kromosom yang lain disebut autosom. Satu kromosom terdiri dari dua kromatin. Kromatin membawa gen-gen yang disebut DNA.
d.     Pembelahan Meiosis Pertama
Meiosis terjadi di dalam ovarium ketika folikel de Graaf mengalami pemasakan dan selesai sebelum terjadi ovulasi. Inti oosit atau ovum membelah sehingga kromosom terpisah dan terbentuk dua set yang masing-masing mengandung 23 kromosom. Satu set tetap lebih besar dibanding yang lain karena mengandung seluruh sitoplasma, sel ini disebut oosit skunder. Sel yang lebih kecil disebut badan polar pertama. Kadang-kadang badan polar primer ini dapat membelah diri dan secara normal akan mengalami degenerasi.
Pembelahan meiosis pertama ini menyebabkan adanya kromosom haploid pada oosit sekunder dan badan polar primer, juga terjadi pertukaran kromatid dan bahan genetiknya.
e.     Oosit Sekunder
Pembelahan meiosis kedua biasanya terjadi hanya apabila kepala spermatozoa menembus zona pellucida oosit. Oosit sekunder membelah membentuk ootid yang akan berdiferensiasi menjadi ovum dan satu badan polar lagi, sehingga terbentuk tiga badan polar dan satu ovum masak, semua mengandung bahan genetik yang berbeda. Ketiga badan polar tersebut secara normal mengalami degenerasi. Ovum yang masak yang telah mengalami fertilisasi mulai mengalami perkembangan embrional.
Pengaruh hormon dalam oogenesis
Kelenjar hipofisis menghasilkan hormon FSH yang merangsang pertumbuhan sel-sel folikel di sekeliling ovum. Ovum yang matang diselubungi oleh sel-sel folikel yang disebut Folikel de Graaf, Folikel de Graaf menghasilkan hormon estrogen. Hormon estrogen merangsang kelenjar hipofisis untuk mensekresikan hormon LH, hormon LH merangsang terjadinya ovulasi. Selanjutnya folikel yang sudah kosong dirangsang oleh LH untuk menjadi badan kuning atau korpus luteum. Korpus luteum kemudian menghasilkan hormon progresteron yang berfungsi menghambat sekresi FSH dan LH. Kemudian korpus luteum mengecil dan hilang, sehingga akhirnya tidak membentuk progesteron lagi, akibatnya FSH mulai terbentuk kembali, proses oogenesis mulai kembali.

Proses spermatogenesis sangat mirip pada hewan dan manusia. Mari kita lihat pada setiap tahap proses spermatogenesis dalam rincian berikut.

Tahap 1: spermatogonium diploid asli terletak pada tubulus seminiferus memiliki dua kali jumlah kromosom, yang mereplikasi secara mitosis saat interfase sebelum meiosis 1 untuk membentuk 46 pasang kromatid kakak.

Tahap 2: kromatid bertukar informasi genetik dengan proses sinapsis, sebelum membagi melalui meiosis menjadi spermatosit haploid.

Tahap 3: Di divisi meiosis kedua, dua sel anak baru lebih lanjut membagi diri menjadi empat spermatid, yang memiliki kromosom unik yang memiliki setengah jumlahnya dengan spermatogonium asli.

Tahap 4: Sel-sel ini sekarang bergerak melalui lumen testis ke epididimis, di mana mereka tumbuh menjadi empat sel sperma dengan menumbuhkan mikrotubulus pada sentriol, membentuk axoneme, yaitu, tubuh basal, dan beberapa sentriol memanjang untuk membentuk ekor sperma, difasilitasi oleh testosteron.

Penting untuk dicatat bahwa setiap divisi dalam proses tidak lengkap, dan bahwa sel-sel yang selalu melekat satu sama lain dengan sitoplasma untuk memungkinkan mereka untuk dewasa pada saat yang sama. Juga, beberapa spermatogonium mereplikasi diri, bukannya berubah menjadi spermatid, yang menjamin bahwa pasokan sperma tidak kehabisan. Sepanjang seluruh proses, sel-sel spermatogenik berinteraksi dengan sel-sel Sertoli, yang menyediakan nutrisi dan dukungan struktural untuk mereka.

Proses spermatogenesis pada manusia terjadi selama periode waktu yang lama lebih dari dua bulan. Selama ini, lebih dari 300 juta spermatozoa akan diproduksi setiap hari. Namun, pada akhir proses, hanya sekitar 100 juta yang menjadi sperma matang. Ini dapat mengambil satu bulan lagi untuk mengangkut sperma baru pada sistem duktal.