Mitosis – Konsep, fase dan apa itu meiosis

Relevant Data:

• Sel somatik: Sel non-seksual dalam tubuh organisme.
• Kromosom: Struktur yang membawa materi genetik dan terletak di inti sel.
• Tahap-tahap Mitosis: Profase, Metafase, Anafase, Telofase.
• Sentrosom: Struktur yang menghasilkan benang-benang spindle selama mitosis.
• Benang Spindle: Jaringan yang membantu memisahkan kromosom selama mitosis.

Explanation:

1. Profase:
   Mitosis dimulai dengan profase, di mana kromosom mulai mengkondensasikan dan menjadi terlihat di bawah mikroskop. Inti sel mulai membubarkan dan sentrosom bergerak ke kutub yang berlawanan. Benang-benang spindle mulai terbentuk dan menyambung ke sentrosom.
2. Metafase:
   Pada metafase, kromosom-kromosom yang terkondensasi memasuki posisi terpusat di tengah sel. Benang-benang spindle terikat pada sentromer pada setiap kromosom dan siap untuk memisahkan kromosom selama tahap berikutnya.
3. Anafase:
   Anafase dimulai ketika benang-benang spindle menarik salinan kromosom yang terkondensasi ke kutub yang berlawanan. Setiap kromosom terpisah menjadi dua kromatid saudari yang identik. Sel memanjang saat benang-benang spindle menarik kromosom.
4. Telofase:
   Telofase adalah tahap terakhir mitosis. Kromosom-kromosom yang terpisah mencapai kutub yang berlawanan dan mulai mengendap. Inti sel mulai membentuk kembali di sekitar setiap kelompok kromosom. Selanjutnya, sitokinesis terjadi, yaitu pembelahan sitoplasma yang menghasilkan dua sel anak yang identik.
5. Peran Mitosis:
   Mitosis memainkan peran penting dalam pertumbuhan dan perbaikan jaringan tubuh. Selama pertumbuhan, mitosis memungkinkan organisme untuk meningkatkan jumlah sel secara bertahap. Selain itu, mitosis juga penting dalam reproduksi aseksual pada organisme, di mana organisme dapat menghasilkan salinan identik dari dirinya sendiri.

Resources:

1. Campbell, N.A., Reece, J.B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., & Minorsky, P.V. (2014). Biologi. Penerbit Buku Kedokteran EGC.
2. Purves, W.K., Sadava, D., Orians, G.H., & Heller, H.C. (2001). Life: The Science of Biology. Sinauer Associates.
3. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2014). Biologi Sel Molekuler. Penerbit Buku Kedokteran EGC.

Akhir dari mitosis adalah penggandaan sel.

Apa itu mitosis?

paling umum dari reproduksi sel eukariotik secara aseksual, yaitu sel yang dilengkapi dengan inti tempat materi genetik lengkapnya berada. Proses ini terjadi ketika satu sel membelah menjadi dua sel identik, diberkahi dengan DNA yang sama, oleh karena itu proses ini tidak memberikan variabilitas genetik kecuali dalam kasus mutasi titik.

Mitosis adalah proses seluler yang umum, yang terjadi bahkan di antara sel-sel tubuh manusia dan hewan multiseluler lainnya, karena merupakan cara untuk memperbaiki jaringan yang rusak, atau untuk meningkatkan ukuran tubuh (pertumbuhan). Sebaliknya, reproduksi total individu terjadi melalui gamet dan disebut meiosis.

Tugas utama mitosis, tentu saja, adalah penggandaan sel, tetapi juga pelestarian informasi genetik secara utuh, melalui salinan identik (klon). Hal ini tidak mencegah terjadinya kerusakan atau kesalahan penyalinan pada DNA selama proses replikasi, terutama pada tahap awal, yang mengarah pada mutasi yang kurang lebih berbahaya.

Perlu diingat bahwa mitosis adalah proses seluler yang traumatis, yaitu memaksa sel mengalami serangkaian perubahan dan mengganggu fungsi normalnya untuk jangka waktu tertentu.

Banyak organisme bersel tunggal menggunakan mitosis untuk bereproduksi. Hal ini juga dapat terjadi dalam bentuk endomitosis, ketika sel membelah secara internal, tanpa memisahkan sitoplasma sepenuhnya dan tanpa membagi nukleusnya, dalam proses yang juga dikenal sebagai endoreplikasi, dan yang menghasilkan sel dengan banyak salinan kromosom yang sama di dalam sel. inti yang sama.

Ini dapat membantu Anda: Reproduksi seluler

Pengertian

Mitosis adalah proses pembelahan sel yang menghasilkan dua sel anak yang identik secara genetis dari satu sel induk. Proses ini esensial untuk pertumbuhan, perkembangan, dan perbaikan jaringan pada organisme multiseluler. Artikel ini akan membahas tahapan mitosis, regulasi proses ini, serta pentingnya mitosis dalam biologi dan kesehatan.

Tahapan Mitosis

Mitosis terdiri dari beberapa fase yang terkoordinasi dengan baik, yang memastikan bahwa setiap sel anak menerima set kromosom yang lengkap dan identik. Berikut adalah tahapan-tahapannya:

1. Profase:
   • Kromosom yang telah diduplikasi selama fase S dari siklus sel mulai memadat dan menjadi terlihat di bawah mikroskop.
   • Nukleolus menghilang, dan spindle mitotik mulai terbentuk dari mikrotubulus.
   • Membran inti mulai terurai, memungkinkan mikrotubulus spindle untuk berinteraksi dengan kromosom.
2. Prometafase:
   • Membran inti terfragmentasi sepenuhnya.
   • Mikrotubulus spindle menempel pada kinetokor, struktur protein yang terletak di centromere kromosom.
3. Metafase:
   • Kromosom tersusun rapi di bidang ekuator sel yang disebut lempeng metafase.
   • Setiap kromosom terikat pada mikrotubulus spindle dari kutub yang berlawanan, memastikan distribusi yang tepat ke sel anak.
4. Anafase:
   • Kromatid saudara (sekarang disebut kromosom anak) dipisahkan dan ditarik menuju kutub yang berlawanan dari sel.
   • Pemisahan ini memastikan bahwa setiap sel anak akan menerima jumlah kromosom yang sama.
5. Telofase:
   • Kromosom anak tiba di kutub sel dan mulai mengalami dekondensasi.
   • Membran inti mulai terbentuk kembali di sekitar setiap set kromosom, membentuk dua nukleus yang terpisah dalam satu sel.
   • Nukleolus muncul kembali, dan spindle mitotik menghilang.
6. Sitokinesis:
   • Proses ini memisahkan sitoplasma sel induk menjadi dua sel anak.
   • Pada sel hewan, sitokinesis terjadi melalui pembentukan cincin kontraktil dari aktin yang menyempitkan sel di tengah.
   • Pada sel tumbuhan, lempeng sel terbentuk di tengah sel, yang kemudian berkembang menjadi dinding sel yang memisahkan dua sel anak.

Fase mitosis

Pada metafase, kromosom terpisah dari materi genetik satu per satu.

Mitosis merupakan proses kompleks yang dapat dibagi menjadi beberapa fase, yaitu:

• Interfase. Fase pertama melibatkan penghentian sementara tugas-tugas sel, sementara sel mendedikasikan energinya untuk menggandakan isinya: menggandakan rantai DNA, menggandakan organelnya, menggandakan segalanya sebelum pembelahan.
• Profase. Segera setelah itu, selubung inti sel mulai pecah, karena sentrosom juga berduplikasi dan masing-masing dari dua hasil tersebut bermigrasi menuju ujung sel yang berbeda, untuk berfungsi sebagai polaritas dalam pembelahan, membentuk struktur berfilamen yang disebut mikrotubulus yang akan berfungsi untuk memisahkan kromosomnya.
• Prometafase. Selubung nuklir larut dan mikrotubulus menyerbu ruang tempat materi genetik berada, untuk memulai pemisahan menjadi dua set berbeda. Dalam proses ini, energi dikonsumsi dalam bentuk ATP.
• Metafase. Ini adalah pos pemeriksaan mitosis, di mana kromosom terpisah dari materi genetik satu per satu, berbaris di tengah sel (khatulistiwa). Fase ini tidak berakhir sampai semua kromosom telah terlepas dan sejajar, masing-masing kromosom merespons sekumpulan mikrotubulus tertentu, untuk menghindari pengulangan.
• Anafase. Ini adalah tahap penting dari mitosis, ketika dua set kromosom mulai bergerak terpisah dan membentuk dua set secara terpisah. Hal ini terjadi karena pemanjangan mikrotubulus yang mendorong pemisahan, mendorong materi genetik dan sentrosom menuju kutub sel yang berlawanan, yang mulai mengembang karena tekanan.
• Telofase. Di sini proses profase dan prometafase dibalik, karena mikrotubulus terus meregang dan mendorong sel dari dalam ke dua arah yang berlawanan. Setiap kelompok kromosom memulihkan selubung inti, dari fragmen yang tersisa dari aslinya, dan menyelesaikan karyokinesis (pembelahan inti).
• Sitokinesis. Peristiwa yang memuncak pada mitosis terdiri dari terciptanya alur pembelahan pada sitoplasma umum kedua sel baru, tepat di tempat penyelarasan kromosom (pelat metafase). Sitoplasma kemudian dicekik sampai membran memungkinkan pemisahan total dan kelahiran pasti dari dua sel anak yang identik dengan ibu aslinya.

Meiosis

Meiosis membutuhkan penyatuan sel telur dan sperma.

Meiosis adalah proses yang kadang-kadang mirip dengan mitosis, namun dibedakan dari itu dengan menjadi a mode reproduksi seksual kombinatorial, yang memperkenalkan variasi genetik dan menghasilkan individu baru dengan genom tunggal, bukan dua individu yang berbagi genom.

Reproduksi seksual manusia dan hewan lain merespons proses ini, yang memerlukan penyatuan dua gamet (bukan satu sel induk): sel yang mengandung setengah dari beban genetik seluruh individu, dan bila disatukan dengan sel induk gamet lainnya (telur dan sperma), seluruh DNA dipulihkan, setelah melewati beberapa fase rekomposisi acak.

Metode reproduksi ini adalah yang paling nyaman bagi kehidupan, karena tidak menghasilkan klon dari induknya, melainkan individu yang benar-benar baru, yang membawa fragmen genom dari masing-masing induknya.

Lebih lanjut di: Meiosis

Regulasi Mitosis

Mitosis dikontrol ketat oleh berbagai checkpoint dan protein regulator untuk memastikan proses berjalan dengan akurat. Beberapa mekanisme regulasi utama meliputi:

• Siklin dan CDK (Cyclin-Dependent Kinases): Protein siklin dan CDK mengontrol kemajuan melalui berbagai fase siklus sel. Aktivasi kompleks siklin-CDK diperlukan untuk transisi dari satu fase ke fase berikutnya.
• Checkpoint Mitotik: Checkpoint ini memastikan bahwa semua kromosom terikat dengan benar pada spindle sebelum anafase dimulai. Jika terjadi kesalahan, checkpoint ini dapat menunda proses mitosis untuk memperbaiki kesalahan tersebut.
• Protein Tumor Suppressor: Protein seperti p53 memainkan peran penting dalam mendeteksi kerusakan DNA dan dapat menghentikan siklus sel untuk memungkinkan perbaikan atau menginduksi apoptosis jika kerusakan terlalu parah.

Pentingnya Mitosis dalam Biologi dan Kesehatan

Mitosis memiliki peran esensial dalam banyak aspek kehidupan dan kesehatan:

1. Pertumbuhan dan Perkembangan:
   • Mitosis memungkinkan organisme multiseluler untuk tumbuh dari satu sel tunggal (zigot) menjadi organisme dewasa dengan jutaan hingga miliaran sel.
   • Proses ini juga penting selama perkembangan embrionik dan diferensiasi sel.
2. Perbaikan dan Pemeliharaan Jaringan:
   • Sel-sel yang rusak atau mati dapat digantikan melalui mitosis, yang memungkinkan regenerasi jaringan dan penyembuhan luka.
   • Sel-sel epitel, darah, dan beberapa jaringan lainnya secara teratur mengalami pembelahan mitosis untuk pemeliharaan dan perbaikan.
3. Kanker dan Penyakit:
   • Gangguan dalam regulasi mitosis dapat menyebabkan proliferasi sel yang tidak terkendali, yang merupakan ciri khas kanker.
   • Mutasi pada protein regulator mitosis, seperti p53, sering ditemukan pada sel kanker dan berkontribusi pada perkembangan tumor.
4. Penelitian dan Terapi:
   • Studi tentang mitosis memberikan wawasan penting tentang mekanisme dasar kehidupan seluler.
   • Terapi antikanker, seperti kemoterapi dan radiasi, seringkali menargetkan sel-sel yang aktif membelah untuk menghentikan pertumbuhan tumor.

Mitosis adalah proses fundamental yang memungkinkan pertumbuhan, perkembangan, dan perbaikan jaringan pada organisme multiseluler. Pemahaman mendalam tentang mitosis tidak hanya penting untuk biologi dasar tetapi juga memiliki implikasi besar dalam pengobatan penyakit dan aplikasi bioteknologi.

Referensi

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2014). Molecular Biology of the Cell. Garland Science.
2. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., & Amon, A. (2016). Molecular Cell Biology. W.H. Freeman and Company.
3. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2013). The Cell: A Molecular Approach. Sinauer Associates.
4. Weinberg, R. A. (2013). The Biology of Cancer. Garland Science.

Pertanyaan Umum: Mitosis

P1: Apa itu mitosis?

Mitosis adalah proses pembelahan sel yang terjadi pada sel-sel eukariotik untuk menghasilkan dua sel anak identik dengan jumlah kromosom yang sama seperti sel induknya. Proses ini penting untuk pertumbuhan, perbaikan, dan reproduksi sel dalam tubuh manusia.

P2: Bagaimana proses mitosis berlangsung?

Proses mitosis terdiri dari beberapa tahapan, yaitu:

• 1. Profase: Kromosom mulai terlihat dan salinan identik dari setiap kromosom terhubung oleh sentromer.
• 2. Metafase: Kromosom-kromosom berbaris di tengah sel dan serat serabut mikrotubulus terikat pada sentromer setiap kromosom.
• 3. Anafase: Sentromer dari setiap kromosom terpisah dan salinan identik dari kromosom-kromosom itu ditarik ke arah kutub berlawanan oleh serat-serat serabut mikrotubulus.
• 4. Telofase: Kromosom-kromosom mencapai kutub-kutub berlawanan dan mulai melonggar, membentuk inti yang baru.
• 5. Sitokinesis: Sel secara fisik membagi diri menjadi dua sel anak yang identik.

P3: Apa tujuan utama dari mitosis?

Tujuan utama dari mitosis adalah untuk mempertahankan jumlah kromosom yang stabil dalam setiap sel anak. Proses ini memastikan bahwa setiap sel yang terbentuk memiliki salinan identik dari materi genetik yang ada dalam sel induknya.

P4: Apa perbedaan antara mitosis dan meiosis?

Perbedaan utama antara mitosis dan meiosis adalah:

• Tujuan: Mitosis bertujuan untuk menghasilkan dua sel anak identik dengan sel induknya. Meiosis bertujuan untuk menghasilkan sel-sel reproduksi (sperma dan sel telur) dengan setengah jumlah kromosom dari sel induknya.
• Jumlah pembelahan: Mitosis terdiri dari satu tahap pembelahan, sedangkan meiosis terdiri dari dua tahap pembelahan.
• Hasil: Mitosis menghasilkan dua sel anak identik. Meiosis menghasilkan empat sel anak yang berbeda secara genetik.

Pertanyaan Terkait: Mitosis

Q1: Apa yang terjadi jika proses mitosis terganggu?

A: Jika proses mitosis terganggu, dapat menyebabkan kelainan sel seperti jumlah kromosom yang tidak normal atau perubahan genetik yang dapat berkontribusi pada perkembangan penyakit seperti kanker. Gangguan mitosis juga dapat menyebabkan cacat perkembangan pada embrio dan janin.

Q2: Apakah mitosis terjadi pada semua sel tubuh?

A: Mitosis terjadi pada sebagian besar sel tubuh manusia kecuali pada sel reproduksi (sperma dan sel telur). Sel-sel tubuh yang mengalami mitosis termasuk sel-sel kulit, sel-sel darah, sel-sel otot, dan banyak sel lainnya yang membutuhkan pertumbuhan dan perbaikan.

Q3: Apa peran mitosis dalam pertumbuhan tubuh?

A: Mitosis berperan penting dalam pertumbuhan tubuh karena memungkinkan sel-sel untuk mereplikasi dan membelah diri. Proses ini memungkinkan penambahan sel-sel baru sehingga tubuh dapat tumbuh dan berkembang.

Q4: Apakah mitosis berhubungan dengan penyembuhan luka?

A: Ya, mitosis berperan dalam penyembuhan luka. Ketika terjadi luka pada tubuh, sel-sel yang terlibat dalam proses penyembuhan akan mengalami mitosis untuk menghasilkan sel-sel baru yang dapat memperbaiki jaringan yang rusak.

Kesimpulan

Mitosis adalah proses pembelahan sel yang penting untuk pertumbuhan, perbaikan, dan reproduksi sel dalam tubuh manusia. Proses ini melibatkan beberapa tahapan yang memastikan bahwasel-sel anak yang terbentuk memiliki salinan identik dari sel induknya. Mitosis terjadi pada sebagian besar sel tubuh kecuali sel reproduksi, dan berperan penting dalam pertumbuhan tubuh dan penyembuhan luka. Gangguan dalam proses mitosis dapat menyebabkan kelainan sel dan berkontribusi pada perkembangan penyakit. Perbedaan utama antara mitosis dan meiosis adalah tujuan dan hasilnya.