APA ITU SITOKINESIS DAN BAGAIMANA CARA MEMBUATNYA? - BIOLOGI - 2025

The cytokinesis adalah proses partisi sitoplasma sel yang dihasilkan dalam dua sel anak selama pembelahan sel. Ini terjadi pada mitosis dan meiosis dan umum terjadi pada sel hewan.

Dalam kasus beberapa tumbuhan dan jamur, sitokinesis tidak terjadi, karena organisme ini tidak pernah membelah sitoplasma mereka. Siklus reproduksi sel memuncak dengan partisi sitoplasma melalui proses sitokinesis.

Dalam sel hewan yang khas, sitokinesis terjadi selama proses mitosis, namun, mungkin terdapat beberapa jenis sel seperti osteoklas yang dapat melalui proses mitosis tanpa adanya sitokinesis.

Proses sitokinesis dimulai selama anafase dan berakhir selama telofase, berlangsung sepenuhnya pada saat antarmuka berikutnya dimulai.

Tahap telofase dan sitokinesis mitosis. Sumber: Lagu Kelvin CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) melalui Wikimedia Commons,

Perubahan sitokinesis pertama yang terlihat pada sel hewan menjadi jelas ketika alur pembelahan muncul di permukaan sel. Alur ini dengan cepat menjadi lebih jelas dan mengembang di sekitar sel sampai benar-benar terpisah di tengah.

Dalam sel hewan dan banyak sel eukariotik, struktur yang menyertai proses sitokinesis dikenal sebagai "cincin kontraktil", ansambel dinamis yang terdiri dari filamen aktin, filamen miosin II, dan banyak protein struktural dan pengatur. Itu mengendap di bawah membran plasma sel dan berkontraksi untuk membaginya menjadi dua bagian.

Ciliata menjalani sitokinesis. Sumber: The Alpha Wolf CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) melalui Wikimedia Commons

Masalah terbesar yang dihadapi oleh sel yang menjalani sitokinesis adalah memastikan bahwa proses ini terjadi pada waktu dan tempat yang tepat. Karena, sitokinesis tidak boleh terjadi lebih awal selama fase mitosis atau dapat mengganggu partisi kromosom yang benar.

Spindel mitosis dan pembelahan sel

Perbandingan proses sitokinesis pada sel tumbuhan dan hewan. Sumber: Mathilda Brinton CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) melalui Wikimedia Commons,

Spindel mitosis dalam sel hewan tidak hanya bertanggung jawab untuk memisahkan kromosom yang dihasilkan, tetapi juga menentukan lokasi cincin kontraktil dan bidang pembelahan sel.

Cincin kontraktil memiliki bentuk yang tidak berubah-ubah di bidang pelat metafase. Ketika pada sudut yang benar, ia berjalan di sepanjang sumbu gelendong mitosis, memastikan bahwa pembelahan terjadi antara dua set kromosom yang terpisah.

Bagian dari gelendong mitosis yang menentukan bidang pembelahan dapat bervariasi tergantung pada jenis selnya. Hubungan antara mikrotubulus spindel dan lokasi cincin kontraktil telah dipelajari secara ekstensif oleh para ilmuwan.

Mereka telah memanipulasi telur yang telah dibuahi dari hewan vertebrata laut untuk mengamati kecepatan munculnya alur di dalam sel tanpa mengganggu proses pertumbuhan.

Ketika sitoplasma bersih, spindel dapat lebih mudah dilihat, begitu pula momen secara real time di mana ia berada pada posisi baru dalam keadaan anafase awal.

Divisi asimetris

Pada kebanyakan sel, sitokinesis terjadi secara simetris. Pada kebanyakan hewan, misalnya, cincin kontraktil dibentuk di sekitar garis ekuator sel induk, sehingga dua sel anak yang dihasilkan memiliki ukuran dan sifat yang sama.

Simetri ini dimungkinkan berkat lokasi gelendong mitosis, yang cenderung berfokus pada sitoplasma dengan bantuan mikrotubulus astral dan protein yang menariknya dari satu sisi ke sisi lain.

Dalam proses sitokinesis ada banyak variabel yang harus bekerja secara serempak agar berhasil. Namun, ketika salah satu dari variabel ini berubah, sel dapat membelah secara asimetris, menghasilkan dua sel anak dengan ukuran berbeda dan dengan kandungan sitoplasma yang berbeda.

Biasanya, dua sel anak ditakdirkan untuk berkembang secara berbeda. Agar hal ini mungkin, sel induk harus mengeluarkan beberapa komponen penentu nasib ke satu sisi sel dan kemudian menempatkan bidang pembelahan sehingga sel anak yang ditunjukkan mewarisi komponen ini pada saat pembelahan.

Untuk memposisikan divisi secara asimetris, spindel mitosis harus digerakkan secara terkontrol di dalam sel yang akan membelah.

Rupanya, pergerakan spindel ini didorong oleh perubahan di area regional korteks sel dan oleh protein lokal yang membantu menggeser salah satu kutub spindel dengan bantuan mikrotubulus astral.

Cincin kontraktil

Ketika mikrotubulus astral menjadi lebih panjang dan kurang dinamis dalam respon fisiknya, cincin kontraktil mulai terbentuk di bawah membran plasma.

Namun, banyak persiapan untuk sitokinesis terjadi lebih awal dalam proses mitosis, bahkan sebelum sitoplasma mulai membelah.

Selama antarmuka, filamen aktin dan miosin II bergabung untuk membentuk jaringan kortikal, dan bahkan di beberapa sel, mereka menghasilkan bundel sitoplasma besar yang disebut serat stres.

Saat sel memulai proses mitosis, pengaturan ini dilucuti dan banyak aktin diatur ulang dan filamen miosin II dilepaskan.

Ketika kromatid terpisah selama anafase, miosin II mulai terakumulasi dengan cepat untuk membuat cincin kontraktil. Dalam beberapa sel, bahkan perlu menggunakan protein dari keluarga kinase untuk mengatur komposisi gelendong mitosis dan cincin kontraktil.

Ketika cincin kontraktil dipersenjatai penuh, ia mengandung banyak protein selain aktin dan miosin II. Matriks aktin bipolar dan filamen miosin II yang ditumpangkan menghasilkan gaya yang diperlukan untuk membagi sitoplasma menjadi dua bagian, dalam proses yang mirip dengan yang dilakukan oleh sel otot polos.

Namun, cara kontrak cincin kontraktil masih menjadi misteri. Rupanya, itu tidak beroperasi atas nama mekanisme tali pusat dengan filamen aktin dan miosin II bergerak di atas satu sama lain, seperti yang dilakukan oleh otot rangka.

Karena, ketika cincin berkontraksi, ia mempertahankan kekakuan yang sama selama proses berlangsung. Ini berarti jumlah filamen berkurang saat cincin menutup.

Distribusi organel di sel anak

Proses mitosis harus memastikan bahwa setiap sel anak menerima jumlah kromosom yang sama. Namun, ketika sel eukariotik membelah, setiap sel anak juga harus mewarisi sejumlah komponen seluler esensial, termasuk organel yang tertutup di dalam membran sel.

Organel seluler seperti mitokondria dan kloroplas tidak dapat dihasilkan secara spontan dari masing-masing komponennya, mereka hanya dapat muncul dari pertumbuhan dan pembelahan organel yang sudah ada sebelumnya.

Demikian pula, sel tidak dapat membuat retikulum endoplasma baru, kecuali sebagian ada di dalam membran sel.

Beberapa organel seperti mitokondria dan kloroplas hadir dalam berbagai bentuk di dalam sel induk, untuk memastikan bahwa kedua sel anak mewarisinya dengan sukses.

Retikulum endoplasma selama periode antarmuka seluler terus menerus bersama dengan membran sel dan diatur oleh mikrotubulus sitoskeletal.

Setelah memasuki fase mitosis, reorganisasi mikrotubulus melepaskan retikulum endoplasma, yang terfragmentasi karena selubung inti juga rusak. Aparatus Golgi mungkin juga terfragmentasi, meskipun pada beberapa sel tampak bahwa itu didistribusikan melalui retikulum dan kemudian muncul di telofase.

Mitosis tanpa sitokinesis

Meskipun pembelahan sel biasanya diikuti dengan pembelahan sitoplasma, ada beberapa pengecualian. Beberapa sel melalui berbagai proses pembelahan sel tanpa merusak sitoplasma.

Misalnya, embrio lalat buah melewati 13 tahap pembelahan inti sebelum pembelahan sitoplasma terjadi, menghasilkan sel besar dengan hingga 6.000 inti.

Pengaturan ini sebagian besar ditujukan untuk mempercepat proses perkembangan awal, karena sel tidak perlu waktu lama untuk melalui semua tahap pembelahan sel yang melibatkan sitokinesis.

Setelah pembelahan inti yang cepat ini terjadi, sel-sel dibuat di sekitar setiap inti dalam satu proses sitokinesis, yang dikenal sebagai selurisasi. Cincin kontraktil terbentuk di permukaan sel, dan membran plasma memanjang ke dalam dan mengencangkan untuk membungkus setiap nukleus.

Proses mitosis tanpa sitokinesis juga terjadi pada beberapa jenis sel mamalia, seperti osteoklas, trofoblas, dan beberapa hepatosit serta sel otot jantung. Sel-sel ini, misalnya, tumbuh dengan cara multinuklir, seperti halnya beberapa jamur atau lalat buah.

Referensi

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2002). Biologi Molekuler Sel. Edisi ke-4. New York: Ilmu Garland.
2. Biology-Online.org. (12 Maret 2017). Biologi Online. Diperoleh dari Cytokinesis: biologi-online.org.
3. Brill, JA, Hime, GR, Scharer-Schuksz, M., & Fuller, &. (2000).
4. Pendidikan, N. (2014). Pendidikan Alam. Diperoleh dari cytokinesis: nature.com.
5. Guertin, DA, Trautmann, S., & McCollum, D. (Juni 2002). Diperoleh dari Cytokinesis di Eukariota: ncbi.nlm.nih.gov.
6. Rappaport, R. (1996). Sitokinesis dalam Sel Hewan. New York: Cambridge University Press.
7. Zimmerman, A. (2012). Mitosis / Sitokinesis. Pers Akademik.