MEIOSIS: FUNGSI, FASE DAN KARAKTERISTIKNYA - BIOLOGI - 2025

The meiosis adalah jenis pembelahan sel yang mencirikan organisme eukariotik yang siklus hidup adalah fase reproduksi seksual. Melalui proses ini, jumlah kromosom dalam sel yang membelah dibelah dua, itulah sebabnya ia juga dikenal sebagai "pembelahan reduktif".

Menurut teori dasar sel "setiap sel berasal dari sel lain" dan diketahui bahwa satu sel memunculkan sel lainnya melalui proses pembelahan yang terdiri dari duplikasi komponen internalnya (DNA, protein, dll.) ) dan pemisahannya menjadi dua sel "anak", yang hampir identik satu sama lain.

Skema ringkasan meiosis: 1) Duplikasi kromosom 2) Pemasangan kromosom homolog 3) Persilangan 4) Pembelahan meiosis pertama (salah satu dari setiap duplikasi kromosom per sel anak) 5) Pembelahan meiosis kedua (satu kromosom dari masing-masing sel) satu per sel anak perempuan) (Sumber: Peter coxhead melalui Wikimedia Commons)

Proses ini memungkinkan kelangsungan hidup dan transmisi materi genetik yang "tidak berubah" ke generasi berikutnya. Meiosis terjadi baik dalam sel organisme multiseluler maupun dalam organisme uniseluler (protozoa, ragi, dan bakteri, di antara banyak lainnya).

Untuk beberapa organisme, ini adalah bentuk reproduksi utama dan dikenal sebagai reproduksi aseksual. Namun, reproduksi makhluk hidup multisel, yang memiliki siklus perkembangan berbeda, sedikit lebih kompleks dan menyiratkan bahwa semua sel dari organisme yang sama terbentuk dari sel yang sangat khusus yang disebut zigot.

Zigot adalah hasil dari proses yang disebut reproduksi seksual, yang melibatkan peleburan dua sel gametik atau seksual, yang diproduksi oleh dua individu yang berbeda (umumnya "pria" dan "wanita") dan yang memiliki setengah dari informasi genetik setiap.

Proses produksi sel kelamin ini yang dalam organisme multiseluler dikenal sebagai meiosis dan memiliki fungsi utama memproduksi sel dengan setengah beban kromosom, yaitu sel haploid.

Fungsi meiosis

Meiosis adalah bagian sentral atau "jantung" reproduksi seksual, yang tampaknya merupakan "perolehan" yang menguntungkan secara evolusioner, seperti yang telah diadopsi oleh kebanyakan spesies hewan dan tumbuhan.

Proses ini melibatkan kombinasi dua genom berbeda, yang diakhiri dengan pembentukan keturunan dengan endowmen genetik "baru", yang pada gilirannya menyiratkan peningkatan variabilitas.

Melalui pembelahan sel reduktif ini, sel-sel khusus dalam tubuh hewan dan tumbuhan multiseluler, yang dikenal sebagai sel garis germinal, menghasilkan sel kelamin atau sel gametik yang, jika digabungkan, menghasilkan sel yang disebut zigot. .

Pengurangan jumlah kromosom dengan meiosis merupakan langkah penting untuk penyatuan dua sel kelamin yang diproduksi untuk "meregenerasi" komplemen kromosom diploid pada generasi berikutnya, memastikan kelangsungan spesies.

Pengurangan jumlah kromosom dimungkinkan, karena selama meiosis, satu putaran replikasi DNA diikuti oleh dua putaran segregasi kromosom yang berurutan.

Keunggulan kompetitif

Fakta bahwa dua individu bereproduksi secara seksual dan terjadi fusi dari dua gamet yang berbeda secara genetik, yang kromosomnya juga sebelumnya telah “bercampur” melalui proses acak, dapat berarti keuntungan evolusioner dari sudut pandang persaingan.

Meiosis, yang memunculkan sel-sel dengan kombinasi genetik baru yang menyatu selama reproduksi seksual, memungkinkan individu yang merupakan produk reproduksi tersebut beradaptasi untuk bertahan hidup di lingkungan yang sangat bervariasi secara esensial.

Penghapusan alel "berbahaya"

Karena populasi rentan terhadap munculnya alel baru melalui mutasi (banyak di antaranya dapat berbahaya atau berbahaya), meiosis dan reproduksi seksual dapat mendukung penghapusan cepat alel ini, mencegah akumulasi dan penyebarannya lebih lanjut.

Fase meiosis

Proses meiosis dapat dijelaskan sebagai "pemisahan" atau "distribusi" dari kromosom sel yang pembelahannya mengurangi beban kromosomnya, yang terjadi melalui dua divisi yang dikenal sebagai pembelahan meiosis pertama dan pembelahan meiosis kedua, yaitu terakhir sangat mirip dengan divisi mitosis.

Seperti yang akan terlihat di bawah ini, masing-masing dari dua meiosis terdiri dari profase, metafase, anafase, dan telofase.

Fase meiosis (Sumber: Boumphreyfr via Wikimedia Commons)

- Divisi meiosis pertama

Meiosis I atau pembelahan meiosis pertama dimulai dengan penyatuan anggota setiap pasangan kromosom homolog (kromosom ibu dan ayah yang diwarisi organisme diploid dari orang tua mereka).

Antarmuka

Seperti pada mitosis, fase siklus sel germline yang mendahului meiosis adalah antarmuka. Selama tahap ini, satu-satunya peristiwa replikasi DNA seluler terjadi, yang menghasilkan kromosom ibu dan ayah (mereka adalah sel diploid) yang masing-masing terdiri dari dua kromatid saudara.

Profase I

Selama profase I meiosis I, penyatuan atau kontak fisik antara kromosom homolog (kromosom yang setara dari dua orang tua yang berbeda, ayah dan ibu) terjadi di sepanjang panjangnya.

Peristiwa ini dikenal sebagai sinaps dan merupakan proses dimana empat kromatid dikaitkan, dua dari setiap kromosom homolog, itulah sebabnya struktur yang dihasilkan disebut kompleks tetrad atau bivalen (jumlah tetrad dalam sel selama profase adalah setara dengan jumlah kromosom haploid).

Di setiap tetrad, kromatid non-sister, yaitu kromatid yang termasuk dalam kromosom homolog, bergabung kembali melalui proses yang disebut persilangan, yang menghasilkan pertukaran genetik antara kromosom dengan "memotong dan menempel" fragmen acak dalam posisi acak, menghasilkan kombinasi gen baru.

Setelah rekombinasi terjadi, sentromer dari kromosom homolog terpisah, yang bergabung hanya oleh daerah yang dikenal sebagai kiasma, yang sesuai dengan situs persilangan. Namun, kromatid yang bersaudara tetap terikat melalui sentromer.

Selama fase meiosis I ini, sel tumbuh dan mensintesis molekul cadangan. Selain itu, pembentukan spindel mikrotubulus dihargai dan, pada profase I akhir, selubung inti menghilang dan tetrad kromatid terlihat jelas di bawah mikroskop cahaya.

Fase ini berakhir ketika tetrad berbaris di bidang ekuator sel yang membelah.

Metafase I

Selama metafase, serat spindel mikrotubulus menempel pada sentromer kromosom homolog dan kutub berlawanan dari sel; Ini adalah kebalikan dari apa yang terjadi selama mitosis, di mana sentromer kromatid saudara melekat pada mikrotubulus di kutub yang berlawanan.

Anafase I

Dalam fase ini, duplikat kromosom homolog terpisah, karena mereka "ditarik" ke arah kutub sel yang berlawanan berkat mikrotubulus dari spindel. Di setiap kutub, kemudian, kombinasi kromosom acak ditemukan, tetapi hanya satu anggota dari setiap pasangan homolog.

Selama anafase I kromatid saudara tetap terikat satu sama lain melalui sentromernya, yang berbeda dari mitosis, karena selama anafase mitosis kromatid saudara dipisahkan pada kutub yang berlawanan dari sel.

Telofase I

Pada titik ini, kromatid “dekondens”, yaitu, menjadi kurang terlihat di bawah mikroskop, kehilangan bentuk karakteristiknya. Selubung inti diatur ulang dan sitokinesis atau pemisahan sel anak terjadi, yang memiliki sejumlah kromosom haploid, tetapi terdiri dari kromosom duplikat (dengan dua kromatidnya).

Antara telofase I dan pembelahan meiosis berikutnya terdapat periode waktu singkat yang disebut interkinesis, meskipun tidak terjadi pada semua organisme.

- Divisi meiosis kedua

Selama divisi kedua, kromatid saudara dipisahkan, seperti yang terjadi selama mitosis, tetapi tanpa DNA yang direplikasi sebelumnya.

Profase II

Profase II sangat mirip dengan profase mitosis. Pada tahap ini tidak ada penyatuan kromosom homolog dan tidak ada persilangan.

Dalam profase II kromatid menjadi terlihat lagi, yaitu kromatin mengembun. Serat spindel memancar dari setiap kutub, memanjang ke arah sentromer yang bergabung dengan kromatid saudara.

Akhirnya, selubung inti menghilang dan mikrotubulus dari kutub yang berlawanan mencapai sentromer dari setiap kromatid dan ini sejajar di bidang ekuator sel.

Metafase II

Metafase II berbeda dengan metafase I dalam hal jumlah kromatid yang berbaris di bidang ekuator. Dalam metafase I, tetrad terlihat, sedangkan di II hanya kromatid saudara dari kromosom yang sama yang diamati, seperti pada metafase mitosis.

Anafase II

Dalam tahap ini kromatid saudara terpisah karena dipindahkan ke kutub sel yang berlawanan. Mulai saat ini, setiap kromatid dianggap sebagai kromosom independen.

Telofase II

Pada permulaan telofase, kemudian, selubung inti beregenerasi pada himpunan kromosom homolog yang tidak terduplikasi yang didistribusikan di setiap kutub sel, setelah itu sitokinesis atau pemisahan sel anak terjadi.

Pembelahan meiosis sel diploid menghasilkan empat sel haploid, yang masing-masing memiliki kombinasi gen yang berbeda, saat terjadi rekombinasi.

Referensi

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Biologi sel esensial. Ilmu Garland.
2. Bernstein, H., & Bernstein, C. (2013). Asal evolusioner dan fungsi adaptif meiosis. Dalam Meiosis. IntechOpen.
3. Hunt, PA, & Hassold, TJ (2002). Seks penting dalam meiosis. Sains, 296 (5576), 2181-2183.
4. Kleckner, N. (1996). Meiosis: bagaimana cara kerjanya? Prosiding National Academy of Sciences, 93 (16), 8167-8174.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biology (edisi ke-9). Brooks / Cole, Cengage Belajar: USA.
6. Villeneuve, AM, & Hillers, KJ (2001). Dimana meiosis? Sel, 106 (6), 647-650.