PEMBELAHAN SEL SECARA MITOSIS DAN MEIOSIS DENGAN MENGAITKAN DENGAN HUKUM MENDEL

Sesuai dengan hokum mendel yang terdiri dari hokum mendel I serta hokum mendel II, yang berbunyi :

Hokum mendel I : mengungkapkan bahwa dua alel yang mengatur sifat tertentu akan terpisah pada dua gamet yang berbeda.

Hokum mendel II : mengungkapkan bahwa setiap pasang alel terpisah secara bebas pada setiap gamet.

Akan tetapi, hukum mendel tersebut hanya berlaku pada tumbuhan saja, pada manusia hokum mendel tidak dapat berlaku dikarenakan pada manusia sulit ditemukan galur murninya, berbeda pada tumbuhan yang memiliki galur murni, contohnya kacang ercis yang memiliki banyak sifat yang dapat dilihat perubahan dan perkembangannya.

Mitosis dan meiosis juga terdapat didalam hokum mendel. Proses mitosis terdapat dalam janin sedangkan meiosis dapat terjadi setelah bayi dilahirkan, contohnya pada proses menstruasi.

A. Mitosis

Pada mitosis, bahan inti sel terbagi sedemikian rupa sehingga dari satu sel dihasilkan dua buah sel anakan yang masing-masing memiliki sifat-sifat genetic yang sama. Mitosis berlangsung pada semua sel, kecuali pada sel-sel yang akan menjadi sel kelamin. Mitosis dibedakan menjadi 5 fase, ialah interfase, profase, metaphase, anaphase, dan telofase.

Terdapat dua kromosom yang berasal dari satu kromosom ayah sehingga membawa bahan genetic dari ayah dan satu kromosom dari ibu sehingga membawa bahan genetic dari ibu. Dua kromosom yang panjang adalah serupa satu sama lain, demikian pula yang pendek. Satu pasang kromosom yang serupa dinamakan kromosom homolog. Jadi sel yang mengandung 4 kromosom itu memiliki dua pasang kromosom homolog.

InterfasePada fase pertama mitosis ini, ADN telah berlipat dua dan tiap kromosom membelah memanjang menjadi dua bagian yang masing-masing masih terikat oleh sebuah sentromer bersamaan. Belahan kromosom ini disebut dengan kromtid.

Profase

Pada permulaan proses kromosom-kromosom menjadi lebih pendek dan tebal. Pada akhir proses mulai terbentuklah benang-benang gelondong inti pada masing-masing kutub sel yang letaknya berlawanan.

MetafasePada fase ini semua kromosom bergerak menempatkan diri di bidang equator(di bagian tengah)dari sel.Dinding inti sel menghilang.Pada akhir metafase sentromer membelah dan ujung benang gelendong inti mencapai kromosom dan memegang sentromer.

AnafasePembelahan sentromer tadi dapat juga berlangsung pada permulaan anafase.Benang gelendong inti memendek,sehingga belahan sentromer masing-masing bergerak ke kutub sel yang berlawanan dengan membawa kromatid.

TelofasePada fase ini pembelahan telah selesai,terbentuk lagi dinding inti.Sel telah terbagi menjadi dua sel anakan,masing-masing memiliki inti yang mengandung 4 kromosom dengan bahan genetik yang sama dengan sel asalnya.

Tumor adalah pembelahan sel yang tidak terkontrol.Semua macam jaringan tubuh(kulit,darah,tulang,dan sebagainya)dapat mengalami tumor.Sel-sel tumor bertambah banyak melalui pembelahan sel dan pada suatu saat dapat berpindah mengikuti aliran darahuntuk menempatkan diri di bagian lain dari tubuh.Fase ini di sebut Metastase.

Meiosis

Meisois berlangsung pada saat pembentukan sel gamet pada organisme diploid. Meiosis berlangsung pada sel atau jaringan nutfah. Pada proses ini terjadi pemisah gugus-gugus kromosom, setiap sel gamet akan menerima separuh dari jumlah kromosom yang terdapat pada sel induknya. Oleh karena itu berlangsung hanya pada sel yang mempunyai jumlah gugus kromosom genap seperti diplod, tetraploid dan sebagainya.

Pada prinsipnya meiosis dapat dibagi kedalam dua priode pembelahan sel; pembelahan I dan pembelahan II, atau kadang-kadang disebut meiosis I dan meiosis II. Pada setiap periode pembelahan tersebut terdapat tahap yang lebih kecil yang mirip dengan tahapn yang ada pada mitosis. Profase I; Metafase I; Anafase I; Telofase I ; untuk pembelahan I dan profase II, metaphase II, Anafase II, dan Telofase II untuk pembelahan II. Sebelum profase I atau setelah Telofase II sel berada dalam tahapan interfase. Seperti juga yang terjadi pada mitosis, sebelum proses pembelahan sel akan dilakukan penggandaan kromosom atau DNA yaitu pada periode S.

Profase I seperti pada mitosis tahap ini merupakan periode kondensasi DNA atau kromosom, untuk mendapat struktur yang pendek. Profase I dapat dibagi menjadi tahapan leptonema; zigonema; pakinema; diplonema, dan diakinesis.

Pada periode leptonema kondensasi DNA berjalan,menghasilkan benang yng tebal.Proses penebalan berjalan terus dan kromosom mulai berpasangan dengan homolognya.Kejadian tersebut menunjukkan bahwa meiosis sudah memasuki tahap Zigonema.Kromosom homolog

ialah kromosom yang mempunyai struktur yang sama,dan karena kesamaan struktur ini kedua kromosom tersebut dapat berpasangan (sinapsis).

Pada periode pakinema semua kromosom yang telah mempunyai pasangan akan terus memendek sehingga setiap pasangan kromosom terlihat terpisah dari pasangan yang baru.Pasangan dua kromosom homolog disebut Bivalen;dan bila terdapat pasangan tiga atau empat kromosom homolog maka disebut Trivalen atau Tetravalen.Trivalen dan Tetravalen terdapat pada organism triploid dan tetraploid.Penampakan dua kromatid merupakan tanda tahapan diplonema.Dua kromatid yang disatukan oleh satu sentromer disebut kromatid tidak bersaudara.Dalam satu bivalen dua kromatid tidk bersaudara dapat saling bertukar ruas satu dengan yang lain,disebut pindah silang.Adanya pundah silang ini sangat bermanfaat bagi organisme,yaitu dalam membentuk kombinasi baru(rekombinasi) pada saat pembentukan turunan-turunan persilangan,sehinggaa diperoleh keragaman genotip .Hubungan pindah silang dengan rekombinasi sifat telah dibuktikan oleh Creighton dan McLiClintock(1931) mellui pengamatan kromosom jagung.

Titik kontak antara dua kromatid bersaudara dalam pindah silang disebut Kiasma.Pada satu bivalen dapat terjadi banyak kiasma,yang berarti dapat terjadi banyak pindah silang.Pindah silang berlangsung bersamaan dengan proses pemisahan dua kromosom homolog.Kromatid yang saling melilit mulai terpisah akibat pindah silang,kiasma hilang satu persatu,mulai dari arah sentromer menuju ujung kromosom.Akhirnya kromatid tidak bersaudara hanya bersentuhan bagian ujungnya.Ini adalah tahap diakenesis dan merupakan akhir profase I.

Metafase I : Serat spindle keluar dari kutub yang berlawanan dan mengait pada sentromer dari kromosom yang telah berpasangan.Semua bivalen terletak pada bidang equatorial.Sebagai perbandinagn pada mitosis tidak terjadi perpasangan kromosom,setiap kromosom akan diikat pada sentromernya oleh benang gelendong dari kutub yang berbeda.Pada meiosis terdapat kromosom yang berpasangan,dan benang gelendong mengikat sentromer dari masing-masing kromosom tersebut.

Anafase I : Dimulai dengan bergeraknya kromosom yang homolog kedua kutub yang berlawanan.Berbeda dengan yangterjadi pada mitosis,pada tahap ini yang berpisah adalah kromosom homolog,dengan dua kromatid bersaudara masih tetap terikat pada sentromernya;sedangkan mitosis yang berpisah adalah kromatidnya.Jadi pada fase ini terjadi pemisahan gugus kromosom,sehingga pada kedua kutub akan berkumpul masing-masing satu gugus kromosom.

Telofase I : Tahapan ini ditandai dengan tibanya kromosom yang bermigrasi pada dua kutub yang berbeda,dan ini merupakan akhir dari rangkaian proses meiosis I.Pada akhir proses meiosis I akan diperoleh dua kelompok gugus kromosom,setiap kelompok akan mempunyai

satu gugus kromosom atau separuh jumlah gugus kromosom sel induk,dan masing-masing kromosom masih membawa dua kromatid bersaudara.Proses yang terjadi antara meiosis I dan meiosis II berbeda-beda tergantung spesiesnya.Pada spesies tertentu misal pada manusia setelah telofase I terdapat interfase,ditandai dengan munculnya inti sel yang membungkus dua kelompok kromosom sedangkan pada spesies lain setelah telofase I langsung terjadi meiosis II.

Tahapan profase II kadang tidak ditemukan,sel setelah telofase I melanjutkan pembelahan kedua yang terlihat dengan munculnya benang spindel yang menarik sentromer kedua kutub yang berbeda.Akibat tarikan serat yang seimbang kromosom akan terletak pada bidang equator dan tarikan yang berlawanan itu akan menyebabkan dua kromatid berpisah dan bergerak kearah yang berlawanan,hal ini merupakan anafase II .Pada tahap akhir itu telofase II kromosom berkumpul pada kutub yang berbeda,dan membran inti muncul membungkus kelompok kromosom tersebut.Pada tahap semua kromosom sudah bukan merupakan gabungan kromatid lagi.Setelah melewati dua kali pembelahan maka dari satu sel akan dihasilkan empat sel atau tetrad,dengan masing-masing sel mengandung kromosom separuh jumlah sel awal.

HUKUM MENDEL

Hukum 1 Mendel mengungkapkan bahwa dua alel yang mengatur sifat tertentu akan terpisah pada dua gamet yang berbeda.

Hukum II Mendel mengungkapkan bahwa setiap pasang alel terpisah secara bebas pada setiap gamet. 1. Hibridisasi a. Monohibrid

Persilangan yang hanya menggunakan satu macam gen yang berbeda atau menggunakan satu sifat beda. b. Dihibrid

Persilangan yang menggunakan dua sifat beda atau dua pasang kromosomyang berbeda. c. Polihibrid Persilangan tiga atau lebih sifat beda.

Hukum mendel dapat diterima oleh para ilmuwan setelah terlihat adanya persamaan antara teori Mendel dengan kenyataan perilaku kromosom dalam prosese meiosis. Sutton (1903) menunjukkan keparalelan antara Teori Mendel dengan proses pewarisan kromosom melalui interpretasi hasil penemuan sitologis dalam prosese spermatogenesis, terutama pada hewan. Dia menunjukkan keparalelan tersebut dalam tiga hal, yaitu

a. Antara pasangan alel dengan pasangan kromosom b. Antar hukum Segregasi dengan proses pemisahan kromosom homolog pada meiosis Ic. Antar Hukum Perpaduan Bebas dengan berbagai kemungkinan kombinasi kromosom

pada meiosis I

Pembahasan Sutton ini bersama dengan pebahasan yang dikemukakan Boveri, selain mendorong diterimanya Teori Mendel juga telah membuat hubungan antara sitologi dengan teori hereditas (pewarisan) yang melahirkan ilmu baru saat itu yang disebut sitogenetik.

a) Pasangan alel dan kromosom homologHipotesis Mendel yang pertama ialah bahwa semua sifat organism dikendalikan

oleh sepasang alel, yang masing-masing alel ini berasal dari tetua-tetuanya. Pada eukariotik terlihat bahwa semua kromosom mempunyai pasangan homolognya, dan keseluruhan kromosom dalam satu sel diploid terbagi menjadi dua gugus, dan setiap kromosom pada satu gugus mempunyai pasangan pada gugus yang lainnya. Kedua hal ini menunjukkan keparalelaln antara pasangan alel pengendali sifat (Mendel)) dengan pasangan kromosom homolog. Maka diusulkan bahwa alel-alel yang mengendalikan sifat-sifat tersebut terletak pada berbagai kromosom yang dikandung oleh suatu

organism. Gen-gen tersebut akan menempati posisi (lokus) tertentu pada kromosom. Dalam tahap pakiten seluruh bagian kromosom homolog akan berpasangan. Proses perpasangan ini terjadi karena kromosom homolog mempunyai struktur yang sama.

b) Segregasi pasangan alel dan migtasi kromosom homologMelalui Hukum segregasi, Mendel menjelaskan bahwa gen merupakan bahwa

gen merupakan faktor yang utuh yang dapat bersegregasi pada saat pembentukan gamet. Pasangan alel pada genotype Aa akan bersegregasimenjadi alel A dan alel a dalam dua gamet yang berbeda; dan hal yang sam akan terlihat pada migrasi kromosom. Pembentukan gamet berlangsung melalui proses meiosis, dan pada meiosi I setiap pasangan kromosom homolog akan berpisah satu dari yang lain bermigrasi menuju dua kutub yang beebeda. Bila pasangan alel A dan a terletak pada pasangan kromosom homolog tersebut, maka pada meiosis I kedua alel tersebut akan bersegregasi, danpada akhir meiosis II akan diperoleh gamet dengan kromosom-kromosom yang membawa alel A dan dengan perbadingan 1:1

c) Perpaduan bebas gen-gen dan kombinasi berbagai kromosomDalam persilangan dihibrid AABB x aabb akan diperoleh F1 AaBb. Berdasarkan

Hukum Perpaduan Bebas Mendel dan F1 ini akan dihasilkan empat jenis gamet, yaitu AB, Ab, aB, dan ab denangan frekuensi yang sama, 1/4: 1/4: 1/4: 1/4. Munculnya gamet rekiombinan yaitu Ab dan aB menunjukkan bahwa alel-alel dapat bebas berpasangan dengan alel darilokus yang lainnya tanpa memandang asal tetuanya. Frekuensi gamet yang sama satu dari yang lain, menunjukkan kebebasan dalam perpaduan tersebut, yang sesuai dengan hokum perpaduan bebas dalam teori peluang.

Perpaduan bebas dari pasangan alel dalam dua lokus yang berbeda dapat disetarakan dengan kebebasan dua pasang kromososm homolog dalam meiosisi I.dari dua pasang kromosom homolog pada F1 akan diperoleh gamet-gamet dengan empat jenis gamet kombinasi kromosom. Terdapat dua jenis gamet yang membawa kombinasi kromosom yang berbeda, maka melalui migrasikromosom dalam meiosis pasangan-pasangan aleltersebut akan mengalami [erpaduan bebas. Bila lokus-lokus tersebut terletak pada kromosom yang sama, maka perpaduan bebas tidak akan terjadi dan hal inilah yang menyebabkan terjadinya penyimpangan dari nisbah Mendel, atau terjadi pautan antar lokus.

Sebelum berpindah kebagian yang lain perlu diingat kembali bahwa dalam uraian diatas dijelaskan bahwa kesetaraan terjadi antara Hukum Mendel dengan proses meiosis. Karena proses meiosis berlangsung pada kromosom yang terdapat pada inti eukariot, maka kesetaraan antara Hukum Mendel dengan proses pewarisan tidak berlaku pada prokariot, atau pada gen yang terletak diluar kromosom inti. Jadi dapat disimpulkan bahwa Hukum Mendel hanya berlaku untuk kromosom inti eukariotik.