Reproduksi
sel dikatakan sebagai dasar pewarisan sifat
karena pada reproduksi sel terjadi peristiwa yang sangat penting yaitu
mitosis yang terjadi pada sel-sel somatis, dan meiosis yang tejadi sel-sel
kelamin. Akibat dari peristiwa ini terjadi variasi dalam susunan gen yang ada
dalam kromosom. Macam gamet pada setiap individu dapat berbeda-beda. Bagaimana
terjadinya proses pewarisan kromosom yang bersifat diploid dan haploid ini
dengan berbagai kemungkinan variasi gen yang dikandungnya akan dibahas dalam
pembelahan mitosis dan meiosis.
2.3.1 Mitosis
Gamet
betina (n-kromosom) setelah dibuahi oleh gamet jantan (n-kromosom) akan
menghasilkan zigot yang bersifat diploid (2n-kromosom). Dalam perkembangannya
zigot akan mengalami pembelahan berkali-kali secara mitosis yang melalui
fase-fase sebagai berikut :
(1) Interfase
Fase ini
sering juga disbut fase istirahat. Pada fase ini sel siap untuk membelah,
tetapi belum memperlihatkan kegiatan membelah. Inti sel nampak keruh, dan
lambat laun kelihatan benang-benang kromatin yang halus.
(2) Profase
Fase ini
ditandai dengan kondensasi benang-benang kromatin yang semakin memendek dan
akhirnya terbentuk unit-unit yang disebut kromosom. Masing-masing kromosom terdiri dari belahan lengan
yang disebut kromatida. Pada saat kondensasi kromosom berlangsung, organela
mitokondria dan plastida mulai menghilang, membran inti menghilang, kromosom
berpindah ke bagian tengah, benang spindel mulai muncul dari kedua kutub yang
berlawanan dan berhubungan langsung dengan sentromer. Pada hewan, muncul
sentriol. Lama waktu profase dapat berlangsung satu jam sampai beberapa jam.
(3)
Matafase
Fase ini
ditandai dengan benang spindel semakin nyata, kromosom bergerak menuju bidang
pembelahan (equatorial) yang terletak ditengah-tengah keduan kutub. Pada akhir
metafase yang berlangsung pendek sekitar 5-15 menit, seluruh kromosom sudah
berada di bidang pembelahan.
(4)
Anafase
Pada fase
ini kromosom membelah mulai sentromer menjadi dua anakan yang sama dengan
kromosom induk (2n-kromosom). Pada awal anafase, kromosom mulai bergerak ke
arah kutub-kutub yang berlawanan. Anafase berakhir pada saat kromosom sudah
sampai pada kutub-kutub yang berlawanan. Lama waktu yang diperlukan fase ini
sekitar 2-10 menit.
(5)
Telofase
Pada fase
ini kromosom sudah berada di kutub-kutub yang berlawanan. Membran inti
terbentuk kembali, kromosom menjadi samar-samar dan akhirnya lenyap. Anakan
inti terbentuk, demikian pula jalinan endoplasmik retikulum.
Pada akhir telofase yang berlangsung sekitar 10-30 menit terbentuk dua
sel anakan yang persis sama dengan iduknya.
|
||||
|
||||
2.3.2
Meiosis
Meiosis
adalah pembelahan sel yang terjadi pada sel kelamin (gonad), yaitu pada saat
terjadinya pembentukkan gamet (gametogenesis). Dalam pembelahan ini
terjadi pengurangan jumlah kromosom dari 2n-kromosom menjadi n-kromosom.
Pembelahan
meiosis berlangsung melalui dua tingkat yaitu meiosis – I dan meiosis – II. Tahapan meiosis berlangsung
sebagai berikut :
(1) Meiosis – I
(a) Profase
– I
Meiosis – I
mempunyai tahapan seperti mitosis, hanya tahapan profasenya memiliki kekhasan,
yang terdiri dari lima stadium yaitu leptotenema (leptoten),
zigonema (zigoten), pakinema (pakiten), diplonema (diploten), dan
diakinesis.
a.1 Leptonema (Leptoten)
Pada inti kelihatan
benang-benang halus berstruktur kromosom yang bersifat diploid.
a.2
Zigonema (Zigoten)
Kromosom homolog saling
mendekat lalu berpasangan (sinapsis) yang dimulai pada sentromer.
Pasangan kromosom homolog ini disebut gemini atau bivalen.
a.3
Pakinema (Pakiten)
Pembentukkan gemini sempurna,
sehingga jumlah kromosom menjadi haploid.
a.4
Diplonema (Diploten)
Kromosom yang ada dalam bentuk
gemini tersebut membelah secara membujur menjadi 4-kromatida (tetrad) yang
saling berjauhan. Pada saat pembentukkan tetrad sangat memungkinkan
terbentukknya kiasmata yang memungkinkan terjadi pindah silang (Crossing
over).
a.5
Diakinesis
Pada stadium ini, kromosom memendek – menebal, dan
mereka tersebar di sepanjang tepi inti.
(b) Metafase – I
Pada metafase – I, dinding inti dan
nukleoli lenyap, diikuti dengan terbentuknya benang-benang spindel. Kromosom
(bivalen) bergerak menuju bidang pembelahan (equatorial) secara acak dengan
sentromrt mengarah ke kutub.
(c) Anafase – I
Pada fase ini kromosom-kromosom homolog
(bivalen) yang terdiri dari dua kromatid (diad) saling memisahkan diri
dan ditarik oleh benang-benang spindel ke arah kutub yang berlawanan. Ini
berarti bahwa jumlah kromosom telah
mengalami pengurangan jumlah kromosom.
(d) Telofase – I
Pada fase
ini terjadi sitokinesis (pembelahan sel menjadi dua sel anakan yang
masing-masing bersifat haploid). Meiosis – I berakhir, dan segera menuju ke
meiosis – II. Waktu istirahat antara meiosis – I dan meiosis –II sangat singkat
yang disebut dengan interkinesis.
(2) Meiosis – II
Meiosis –
II berlangsung seperti mitosis, hanya saja terjadi pada sel-sel yang bersifat
haploid, dengan tahapan sebagai berikut :
(a) Profase – II
Benang-benang
kromatin terbentuk kembali, kemudian memendek-menebal menjadi kromosom.
(b)
Metafase – II
Kromosom
menempatkan diri pada bidang equtorial/pembelahan.
(c)
Anafase – II
Tiap kromosom yang berasal dari diad
membelah membujur, memisahkan diri, bergerak masing-masing ke arah kutub yang berlawanan.
(d)
Telofase – II
Pada fase
ini kromosom yang sudah berada d kutub yang berlawanan menjadi semakin tebal
dan jelas, membran inti terbentuk kembali, terjadi sitokinesis, sehingga
terbentuk sel anakan baru yang jumlahnya 4 buah sel tetapi bersifat haploid
(n-kromosom).
|
|||
|
|||
2.3.3 Gametogenesis
Pada mahluk tingkat tinggi seperti manusia
gametogenesis ada dua macam, yaitu spermatogenesis dan oogenesis.
Sementara pada tumbuhan tingkat tinggi proses ini di sebut dengan mikrosporogenesis
dan megasporogenesis. Hasil
akhir dari meiosis biasanya tidak langsung berupa gamet. Mereka masih
memerlukan waktu agar dapat berfungsi sebagai gamet yang disebut dengan istilah
maturasi (dewasa).
2.3.3.1 Gametogenesis Pada Manusia
(1) Spermatogenesis
Merupakan
proses pembentukkan spermatozoa hewan jantan dan orang laki-laki. Sel-sel
primordial diploid dalam testis membelah secara mitosis membentuk
spermatogonium. Spermatogonium tumbuh menjadi spermatosit primer (diploid) yang
kemudian membelah secara meiosis. Dari spermatosit primer dihasilkan dua spermatosit sekounder yang bersifat
haploid. Selanjutnya sel-sel ini akan mengalami pembelahan meiosis – II, dan
menghasilkan 4 spermatid haploid. Selama maturasi spermatid akan berkembang
menjadi spermatozoa.
|
|
(2)
Oogenesis
Sel
primordial dilpoid dalam ovarium yang disebut oogonium, tumbuh menjadi
oosit primer (2n). Oosit primer mengalami meiosis –I menghasilkan oosit
sekunder (sebuah sel yang besar) dan badan kutub primer (sebuah sel yang
kecil), yang masing-masing bersifat haploid. Badan kutub selanjutnya mengalami
degenerasi dan tidak ikut berperan dalam
fertilisasi. Pada meiosis – II dari oosit sekunder dihasilkan dua sel yang tidak sama besar,
yang disebut dengan ootid dan yang kecil disebut badan kutub sekunder. Dalam
proses maturasi ootid berkembang menjadi ovum, sedangkan badan kutub tidak
berfungsi.
|
||||
|
||||
2.3.3.2 Gametogenesis Pada Tumbuhan Tinggi
(1)
Mikrosporogenesis
Mikrosporogenesis
adalah gametogenesis yang berlangsung dibagian jantan dari bunga yang disebut
dengan kepala sari (antera) yang, menghasilkan serbuk sari (pollen).
Sel induk mikrospora (mikrosporosit) yang bersifat diploid
yang terdapat di dalam antera mengalami meiosis – I menghasilkan sepasang sel
haploid. Sel tersebut selanjutnya mengalami meiosis – II, menghasilkan
4-mikrospora haploid yang berkelompok menjadi satu. Inti dari setiap mikrospora
mengalami karyokinesis (pembelahan inti) sehingga di dalamnya terdapat dua inti
haploid yang masing-masing disebut inti saluran serbuk sari (inti
vegetatif/inti tabung) dan inti generatif. Setelah terbentuk serbuk sari, inti
generatif (inti sperma) membelah secara mitosis tanpa disertai sitokinesis,
sehingga terbentuk dua inti sperma. Dalam serbuk sari yang matang akan terdapat
tiga buah inti yaitu dua inti generatif dan satu inti vegetatif.
(2)
Megasporogenesis
Megasporogenesis
adalah gametogenesis pada ovarium atau bakal buah yang menghasilkan kandungan
lembaga. Megasporosit yang merupakan sel induk megaspora yang bersifat diploid
dalam ovarium mengalami meiosis – I menghasilkan dua sel haploid. Pada meiosis
– II dihasilkan empat megaspora haploid
yang berderet. Tiga megaspora mengalami degenerasi lalu mati. Satu megaspora
yang masih hidup mengalami pembelahan
kromosom sebanyak tiga kali
berturut-turut tanpa diikuti dengan sitokinesis. Dari peristiwa ini
menghasilkan sebuah sel besar yang disebut kandung lembaga muda yang mengandung
8 inti haploid dan dilindungi oleh integumen, tetapi diujungnya terdapat
sebuah liang kecil yang disebut mikrofil sebagai tempat masuknya saluran
serbuk sari ke dalam kandung lembaga. Tiga dari 8 inti haploid tadi menepatkan diri di dekat mikrofil. Dari tiga
inti ini, dua diantaranya disebut sinergid mengalami degenerasi, dan
yang satu berkembang menjadi ovum. Tiga buah inti lainnya yang disebut antipoda
bergerak ke arah ujung yang berlawanan, dua inti sisanya bersatu di tengah
kandung lembaga menjadi sebuah inti yang diploid (2n) yang disebut inti kutub
(inti polar).
Pada saat
pembuahan, salah satu inti sperma akan membuahi ovum menghasilkan zigot yang
akan berkembang menjadi embrio. Inti sperma yang lain akan membuahi inti
kandung lembaga yang diploid menghasilkan inti triploid (3n) yang selanjutnya
akan mengalami pembelahan berkali-kali membentuk jaringan putih lembaga
(jaringan endosperm) yang digunakan oleh embrio untuk pertumbuhan.
Setelah
terbentuk gamet seperti di atas, selanjutnya Mendel mengemukakan suatu cara
mencari gamet suatu individu dengan genotipe
tertentu. Berdasarkan prinsip segregasi (pemisahan secara bebas), yaitu seperti
pada Tabel 02 sebagai berikut.
Tabel 02. Jumlah Gamet pada
Berbagai Genotipe Individu
|
No
|
Genotipe Individu
|
Jumlah Gamet
|
Macam Gamet
|
|
1
2
3
4
5
6
7
8
|
BB
BBKK
BBKKMM
Bb
BbKK
BbKk
BbKKMm
BbKkMm
|
1
macam
1
macam
1
macam
2
macam
2
macam
4
macam
4
macam
8
macam
|
B
BK
BKM
B dan b
BK dan bK
BK, Bk, bK, dan
bk
BKM, BKm, bKM,
dan bKm
BKM, BKm, BkM,
Bkm, bKM, bKm, bkM, dan bkm
|
Sumber : Daroji & Haryati (2007)
Berdasarkan
tabel 02 di atas, dapat dirumuskan bahwa jumlah gamet dalam suatu genotipe
individu adalah 2n, dimana n adalah jumlah alel yang heterozigot,
misalnya sebagai berikut :
a) Jika jumlah alel heterozigot adalah 0,
jumlah macam gametnya adalah 20 = 1 macam. Contoh: gamet BB tidak
memiliki alel heterozigot, atau n = 0, sehingga jumlah gametnya 20 =
1 macam, dan macam gametnya hanya B
saja.
b) Jika jumlah alel heterozigot adalah 1,
jumlah macam gametnya adalah 21 =
2 macam. Contoh: gamet Bb memiliki 1 alel heterozigot, atau n = 1,
sehingga jumlah gametnya 21 = 2 macam, dan macam gametnya adalah B dan b.
c) Jika jumlah alel heterozigot adalah 2,
jumlah macam gametnya adalah 22 = 4 macam. Contoh: gamet BbKk
memiliki 2 alel heterozigot, atau n = 2, sehingga jumlah gametnya 22
= 4 macam, dan macam gametnya BK, Bk,
bK, dan bk.
Selanjutnya,
untuk menentukan jumlah macam gamet, sifat beda serta kemungkinan kombinasi
genotipe atau fenotipe pada keturunan kedua (F2) dapat dilihat pada
Tabel 03 sebagai berikut.
Tabel 03.
Kombinasi Genotipe dan Fenotipe
|
Jumlah Sifat Beda
|
Jumlah Macam Gamet
|
Macam Kemungkinan Genotipe F2
|
Jumlah Kemungkinan Fenotipe F2
|
Perbandingan
Fenotipe F2
|
|
1
2
3
4
5
n
|
21
= 2
22
= 4
23
= 8
24
= 16
25
2n
|
3
9
27
81
35
3n
|
2
4
8
16
25
2n
|
3 : 1
9 : 3 : 3 : 1
27 : 9 : 9 : 9
: 3 : 3 : 3 : 1
81 : 27 : 27 :
27 : 27 : 9 : 9 : 9 : 9 : 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 3 : 1
243 : 81 dst
3n :
…dst
|
Sumber : Sarna, dkk
(2000)
sumber : http://gedejoniarta.blogspot.co.id/2013/02/pewarisan-sifat.html
Labels:
Biologi
