Isi
- Pembelahan Sel dan Eukariota Sederhana
- Pembelahan Sel dan Eukariota Lebih Kompleks
- Kromosom dan Reduksi
- Matematika Kromosom dan Gangguan Genetik
- Fase Meiosis
- Apa Yang Terjadi Selama Meiosis I?
- Apa yang Terjadi pada Meiosis II, Prophase II?
- Apa yang Terjadi pada Meiosis II, Metaphase II?
- Apa yang Terjadi pada Meiosis II, Anaphase II?
- Apa yang Terjadi pada Meiosis II, Telophase II?
- Kapan Meiosis Terjadi pada Manusia?
- Tunggu apa? Berhenti dan Mulai Meiosis
Ketika Anda mendengar istilah reproduksi seksual, Anda mungkin tidak segera membayangkan pembelahan sel (kecuali jika Anda sudah menjadi pecinta biologi sel). Namun, jenis pembelahan sel tertentu bernama meiosis sangat penting agar reproduksi seksual berfungsi karena ia menciptakan gamet, atau sel-sel kelamin, yang cocok untuk jenis reproduksi ini.
Ilmuwan dan guru sains terkadang menyebut meiosis divisi pengurangan. Ini karena sel kuman yang ditakdirkan untuk menjadi gamet harus mengurangi jumlah kromosom mereka sebelum mereka membagi untuk menghasilkan sel-sel seks tersebut, seperti sel sperma atau sel telur pada manusia atau sel spora pada tanaman.
Divisi reduksi ini mempertahankan jumlah kromosom yang benar dari satu generasi ke generasi berikutnya dan juga memastikan keragaman genetik untuk keturunannya.
Pembelahan Sel dan Eukariota Sederhana
Pembelahan sel, yang meliputi mitosis dan meiosis, secara sederhana memungkinkan a sel induk untuk dibagi menjadi dua (atau lebih) sel anak perempuan. Pembelahan ini memungkinkan sel untuk bereproduksi, baik secara seksual maupun aseksual.
Organisme eukariotik sel tunggal, seperti amuba dan ragi, menggunakan mitosis untuk membelah menjadi sel anak yang identik dengan sel induk selama reproduksi aseksual. Karena sel-sel anak ini adalah replika yang tepat dari sel induk, keragaman genetik minimal.
Konten terkait: S fase
Pembelahan Sel dan Eukariota Lebih Kompleks
Pada eukariota yang lebih kompleks yang menggunakan reproduksi seksual, seperti manusia, mitosis juga memainkan peran penting. Ini termasuk pertumbuhan sel dan penyembuhan jaringan.
Ketika tubuh Anda perlu menumbuhkan atau mengganti sel-sel kulit yang dihilangkannya sepanjang waktu, sel-sel di situs itu akan mengalami mitosis untuk menggantikan sel-sel yang hilang atau menambah jumlah. Dalam kasus penyembuhan luka, sel-sel di tepi jaringan yang rusak akan menjalani mitosis untuk menutup cedera.
Proses dari meiosis, di sisi lain, adalah cara organisme eukariotik kompleks membuat gamet untuk bereproduksi secara seksual. Karena program sel ini mengacak informasi genetik yang dikodekan dalam kromosom, sel anak secara genetik unik daripada salinan identik dari sel induk (atau sel anak lainnya).
Keunikan ini mungkin membuat beberapa sel anak lebih cocok untuk bertahan hidup.
Kromosom dan Reduksi
Kromosom Anda adalah bentuk DNA Anda yang dikemas dengan membungkus untaian materi genetik di sekitar protein khusus yang disebut histones. Setiap kromosom berisi ratusan atau ribuan gen, yang merupakan kode untuk sifat-sifat yang membuat Anda berbeda dari orang lain. Manusia biasanya memiliki 23 pasang kromosom, atau 46 kromosom total di setiap sel tubuh yang mengandung DNA.
Agar matematika berfungsi saat memproduksi gamet, orang tua sel diploid dengan 46 kromosom masing-masing harus mengurangi set kromosom mereka setengah untuk menjadi sel anak haploid dengan 23 kromosom masing-masing.
Sel sperma dan sel telur harus sel haploid karena mereka akan bersatu untuk membuat manusia baru selama pembuahan, pada dasarnya menggabungkan kromosom yang mereka bawa.
Matematika Kromosom dan Gangguan Genetik
Jika jumlah kromosom dalam sel-sel ini tidak dikurangi oleh meiosis, keturunan yang dihasilkan akan memiliki 92 kromosom, bukan 46, dan generasi berikutnya akan memiliki 184 dan seterusnya. Menghemat jumlah kromosom dari satu generasi ke generasi berikutnya adalah penting karena setiap generasi memungkinkan untuk menggunakan program sel yang sama.
Bahkan satu kromosom ekstra (atau hilang) dapat menyebabkan serius kelainan genetik.
Misalnya, sindrom Down terjadi ketika ada salinan tambahan kromosom 21, yang memberi orang dengan kelainan ini kromosom 47 daripada 46.
Sementara kesalahan dapat dan memang terjadi selama meiosis, program dasar mengurangi jumlah kromosom sebelum dibagi menjadi gamet memastikan bahwa sebagian besar keturunan berakhir dengan jumlah kromosom yang benar.
Fase Meiosis
Meiosis meliputi dua fase, yang disebut meiosis I dan meiosis II, yang terjadi secara berurutan. Meiosis I menghasilkan dua sel anak haploid dengan keunikan kromatid, yang merupakan prekursor kromosom.
Meiosis II, agak mirip dengan mitosis karena hanya membagi dua sel anak haploid dari fase pertama menjadi empat sel anak haploid. Namun, mitosis terjadi pada semua sel somatik sedangkan meiosis hanya terjadi pada jaringan reproduksi, seperti testis dan ovarium pada manusia.
Setiap fase meiosis termasuk subphases. Untuk meiosis I, ini adalah profase I, metafase I, anafase I dan telofase I. Untuk meiosis II, ini adalah profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II.
Apa Yang Terjadi Selama Meiosis I?
Untuk memahami mur dan baut meiosis II, akan sangat membantu jika Anda memiliki pemahaman dasar tentang meiosis I karena fase kedua meiosis dibangun di atas yang pertama. Melalui serangkaian langkah-langkah yang diatur yang diatur dalam subphases, meiosis I menarik kromosom berpasangan, yang disebut kromosom homolog, dari sel induk ke sisi yang berlawanan dari sel sampai setiap kutub berisi sekelompok 23 kromosom. Pada titik ini, sel membelah menjadi dua.
Masing-masing kromosom tereduksi ini terdiri dari dua untaian saudara perempuan, yang disebut saudari kromatid, diselenggarakan bersama oleh a centromere. Paling mudah untuk menggambarkan ini dalam versi ringkasnya, yang bisa Anda bayangkan tampak seperti kupu-kupu. Set sayap kiri (satu chromatid) dan set sayap kanan (chromatid kedua) terhubung pada tubuh (centromere).
Meiosis I juga mencakup tiga mekanisme yang memastikan keragaman genetik keturunan. Selama menyeberang, kromosom homolog bertukar wilayah kecil DNA. Kemudian, segregasi acak memastikan bahwa dua versi gen dari kromosom ini mengocok secara acak dan independen ke dalam gamet.
Beraneka ragam independen memastikan bahwa kromatid saudara berakhir dalam gamet yang terpisah. Secara keseluruhan, mekanisme ini mengocok dek genetik untuk menghasilkan banyak kemungkinan kombinasi gen.
Apa yang Terjadi pada Meiosis II, Prophase II?
Dengan meiosis yang saya selesaikan, meiosis II mengambil alih. Selama fase pertama meiosis II, yang disebut profase II, sel membuat mesin yang dibutuhkannya untuk pembelahan sel siap bekerja. Pertama, dua area inti sel, nucleolus dan amplop nuklir, larut.
Kemudian, saudari itu kromatid mengembun, yang berarti mereka mengalami dehidrasi dan mengubah bentuk menjadi lebih kompak. Mereka sekarang tampak lebih tebal, lebih pendek dan lebih teratur daripada yang mereka lakukan dalam keadaan tanpa kondensasi, yang disebut kromatin.
Sel centrosom, atau pusat pengorganisasian mikrotubulus, bermigrasi ke sisi sel yang berlawanan dan membentuk gelendong di antaranya. Pusat-pusat ini menghasilkan dan mengatur mikrotubulus, yang merupakan filamen protein yang memainkan berbagai peran dalam sel.
Selama profase II, mikrotubulus ini membentuk serat gelendong yang pada akhirnya akan melakukan fungsi transportasi penting selama tahap-tahap meiosis II.
Apa yang Terjadi pada Meiosis II, Metaphase II?
Fase kedua, disebut metafase II, adalah tentang memindahkan kromatid ke posisi yang tepat untuk pembelahan sel. Untuk melakukan ini, serat-serat gelendong itu menempel pada centromere, yang merupakan wilayah khusus DNA yang mengikat kromatid saudara perempuan seperti sabuk, atau tubuh kupu-kupu yang Anda bayangkan di mana sayap kiri dan kanan adalah kromatid saudara perempuan.
Setelah terhubung ke sentromer, serat gelendong menggunakan mekanisme lokalisasi mereka untuk mendorong kromatid ke pusat sel. Begitu mereka tiba di tengah, serat spindel terus mendorong kromatid saudara sampai mereka berbaris di sepanjang garis tengah sel.
Apa yang Terjadi pada Meiosis II, Anaphase II?
Sekarang setelah kromatid berbaris di sepanjang garis tengah, melekat pada sentromer ke serat gelendong, pekerjaan membaginya menjadi sel-sel anak dapat dimulai. Ujung-ujung serat gelendong yang tidak menempel pada kromatid bersandarkan pada centrosom yang terletak di setiap sisi sel.
Serat gelendong mulai berkontraksi, memisah kromatid saudara perempuan sampai terpisah. Selama waktu ini, kontraksi serat gelendong pada sentrosom bertindak seperti gulungan, menarik kromatid saudari terpisah satu sama lain dan juga menyeretnya ke sisi yang berlawanan dari sel. Para ilmuwan sekarang memanggil saudara perempuan kromatid kromosom saudara perempuan, ditakdirkan untuk sel terpisah.
Apa yang Terjadi pada Meiosis II, Telophase II?
Sekarang setelah serat spindel berhasil membagi kromatid saudara perempuan ke dalam kromosom-kromosom saudara perempuan yang terpisah dan memindahkannya ke sisi-sisi sel yang berseberangan, sel itu sendiri siap untuk membelah. Pertama, kromosom mendekondensasi dan kembali ke keadaan normal seperti benang kromatin. Karena serat gelendong telah melakukan tugasnya, maka serat tersebut tidak diperlukan lagi, sehingga gelendong membongkar.
Semua yang tersisa untuk dilakukan sel sekarang dibagi menjadi dua melalui mekanisme yang disebut sitokinesis. Untuk melakukan ini, amplop nuklir terbentuk lagi dan menciptakan lekukan di tengah sel, yang disebut alur pembelahan. Cara sel menentukan di mana menggambar alur ini masih belum jelas dan menjadi bahan perdebatan sengit di kalangan ilmuwan yang mempelajari sitokinesis.
Kompleks protein yang disebut cincin kontraktil aktin-myosin menyebabkan membran sel (dan dinding sel dalam sel tanaman) tumbuh di sepanjang alur sitokinesis, menjepit sel menjadi dua. Jika alur pembelahan terbentuk di lokasi yang benar, dengan kromosom saudara dipisahkan menjadi sisi yang terpisah, kromosom saudara sekarang dalam sel yang terpisah.
Sekarang ini adalah empat sel anak haploid yang mengandung informasi genetik unik dan bervariasi yang Anda kenal sebagai sel sperma atau sel telur (atau sel spora pada tanaman).
Kapan Meiosis Terjadi pada Manusia?
Salah satu aspek meiosis yang paling menarik adalah ketika terjadi pada manusia, yang bervariasi berdasarkan pada tugas seks orang tersebut. Untuk manusia pria yang melewati masa pubertas, meiosis berlangsung terus-menerus dan menghasilkan empat sel sperma haploid per putaran, masing-masing siap membuahi sel telur dan menghasilkan keturunan jika diberi kesempatan.
Ketika datang ke manusia perempuan, waktu untuk meiosis berbeda, lebih rumit dan lebih aneh. Tidak seperti manusia laki-laki yang terus-menerus memproduksi sel-sel sperma dari masa puber hingga kematian, manusia perempuan dilahirkan dengan pasokan telur seumur hidup yang sudah ada di dalam jaringan ovarium mereka.
Tunggu apa? Berhenti dan Mulai Meiosis
Agak bertiup, tetapi manusia wanita menjalani sebagian dari meiosis I saat mereka masih janin. Ini menghasilkan sel-sel telur di dalam ovarium janin, dan kemudian meiosis pada dasarnya menjadi offline sampai dipicu oleh produksi hormon di masa pubertas.
Pada saat itu, meiosis berlanjut sebentar tetapi kemudian berhenti lagi pada tahap metafase II meiosis II. Itu hanya mulai kembali dan menyelesaikan program jika telur dibuahi.
Sementara seluruh program meiosis menghasilkan empat sel sperma fungsional untuk manusia pria, itu hanya membuat satu sel telur fungsional untuk manusia wanita dan tiga sel asing yang disebut badan kutub.
Seperti yang Anda lihat, reproduksi seksual melibatkan lebih dari sekadar sperma yang memenuhi sel telur.Ini sebenarnya adalah kumpulan program pembelahan sel yang super rumit yang bekerja bersama untuk memastikan bahwa setiap keturunan potensial memiliki jumlah kromosom yang tepat dan peluang unik untuk bertahan hidup, berkat pengocokan genetik.