Pembelahan sel adalah proses sel untuk membagi. Ada beberapa jenis pembelahan sel, tergantung pada jenis organisme apa yang membelah. Organisme telah berevolusi dari waktu ke waktu untuk memiliki bentuk pembelahan sel yang berbeda dan lebih kompleks. Kebanyakan prokariota, atau bakteri, menggunakan pembelahan biner untuk membelah sel.
Eukariota dari semua ukuran menggunakan mitosis untuk membelah. Eukariota yang bereproduksi secara generatif menggunakan bentuk khusus pembelahan sel yang disebut meiosis untuk mengurangi kandungan genetik dalam sel. Ini diperlukan dalam reproduksi generatif karena setiap orangtua harus memberikan hanya setengah dari materi genetik yang diperlukan, jika tidak, keturunannya akan memiliki terlalu banyak DNA, yang bisa menjadi masalah. Berbagai jenis pembelahan sel dibahas di bawah ini.
Jenis Pembelahan Sel
Pembelahan sel prokariotik
Prokariota mereplikasi melalui jenis pembelahan sel yang dikenal sebagai pembelahan biner. Prokariota adalah organisme sederhana, dengan hanya satu membran dan tidak ada pembelahan secara internal. Jadi, ketika prokariota membelah, ia hanya mereplikasi DNA dan membelah menjadi dua. Prosesnya sedikit lebih rumit dari ini, karena DNA pertama-tama harus dilepaskan oleh protein khusus.
Meskipun DNA pada prokariota biasanya ada dalam sebuah cincin, ia bisa menjadi sangat kusut ketika digunakan oleh sel. Untuk menyalin DNA secara efisien, itu harus diulur. Ini juga memungkinkan dua cincin DNA yang baru dibuat untuk dipisahkan setelah diproduksi. Dua untai DNA terpisah menjadi dua sisi yang berbeda dari sel prokariota. Sel kemudian menjadi lebih panjang, dan membelah di tengah. Prosesnya bisa dilihat pada gambar di bawah ini.
DNA seperti benang kusut. Komponen lainnya diberi label. Plasmid adalah cincin kecil DNA yang juga disalin selama pembelahan biner dan dapat diambil di lingkungan, dari sel-sel mati yang pecah. Plasmid ini kemudian dapat direplikasi lebih lanjut. Jika sebuah plasmid bermanfaat, itu akan meningkat dalam suatu populasi. Ini adalah bagian bagaimana resistensi antibiotik pada bakteri terjadi. Ribosom adalah struktur protein kecil yang membantu menghasilkan protein. Mereka juga direplikasi sehingga setiap sel dapat memiliki cukup berfungsi.
Prokariota mereplikasi melalui jenis pembelahan sel yang dikenal sebagai pembelahan biner. Prokariota adalah organisme sederhana, dengan hanya satu membran dan tidak ada pembelahan secara internal.Pembelahan Sel Eukariotik: Mitosis
Organisme eukariotik memiliki organel yang terikat membran dan DNA yang ada pada kromosom, yang membuat pembelahan sel lebih keras. Eukariota harus mereplikasi DNA, organel, dan mekanisme sel mereka sebelum membelah. Banyak organel membelah menggunakan proses yang pada dasarnya adalah pembelahan biner, ilmuwan terkemuka percaya bahwa eukariota dibentuk oleh prokariota yang hidup di dalam prokariota lainnya.
Setelah DNA dan organel direplikasi selama interfase dari siklus sel, eukariota dapat memulai proses mitosis. Prosesnya dimulai selama profase, ketika kromosom memadat. Jika mitosis berlanjut tanpa kondensasi kromosom, DNA akan menjadi kusut dan pecah. DNA eukariotik dikaitkan dengan banyak protein yang dapat melipatnya menjadi struktur kompleks. Saat mitosis berlanjut menjadi metafase, kromosom-antrean berjajar di tengah sel. Setiap setengah dari kromosom, yang dikenal sebagai kromatid sister karena mereka merupakan salinan dari satu sama lain, dipisahkan menjadi masing-masing setengah dari sel sebagai hasil mitosis. Pada akhir mitosis, proses lain yang disebut sitokinesis membagi sel menjadi dua sel anak baru.
Semua organisme eukariotik menggunakan mitosis untuk membagi sel-selnya. Namun, hanya organisme bersel tunggal yang menggunakan mitosis sebagai bentuk reproduksi. Sebagian besar organisme multisel bereproduksi secara generatif dan menggabungkan DNA mereka dengan organisme lain untuk bereproduksi. Dalam kasus ini, organisme membutuhkan metode pembelahan sel yang berbeda. Mitosis menghasilkan sel yang identik, tetapi meiosis menghasilkan sel dengan setengah informasi genetik dari sel biasa, yang memungkinkan dua sel dari organisme berbeda dari spesies yang sama untuk bergabung.
Semua organisme eukariotik menggunakan mitosis untuk membagi sel-selnya. Namun, hanya organisme bersel tunggal yang menggunakan mitosis sebagai bentuk reproduksi.Pembelahan Sel Eukariotik: Meiosis
Pada hewan yang bereproduksi secara generatif, biasanya perlu untuk mengurangi informasi genetik sebelum pembuahan. Beberapa tanaman dapat hidup dengan salinan kode genetik yang terlalu banyak, tetapi pada sebagian besar organisme, sangat merugikan jika memiliki terlalu banyak salinan. Manusia bahkan dengan satu salinan tambahan dari satu kromosom dapat mengalami perubahan yang merugikan pada tubuh mereka.
Untuk mengatasi hal ini, organisme yang bereproduksi secara generatif menjalani jenis pembelahan sel yang dikenal sebagai meiosis. Seperti sebelum mitosis, DNA dan organel direplikasi. Proses meiosis mengandung dua pembelahan sel yang berbeda, yang terjadi secara berurutan. Meiosis pertama, meiosis I, memisahkan kromosom homolog.
Kromosom homolog yang ada dalam sel mewakili dua alel dari masing-masing gen yang dimiliki organisme. Alel-alel ini direkombinasi dan dipisahkan, sehingga sel anak yang dihasilkan hanya memiliki satu alel untuk setiap gen, dan tidak ada pasangan kromosom yang homolog. Divisi kedua, meiosis II, memisahkan dua salinan DNA, seperti halnya mitosis. Hasil akhir meiosis dalam satu sel adalah 4 sel, masing-masing dengan hanya satu salinan genom, yang merupakan setengah dari jumlah normal.
Organisme biasanya mengemas sel-sel ini menjadi gamet, yang dapat melakukan perjalanan ke lingkungan untuk menemukan gamet lain. Ketika dua gamet dari jenis yang tepat bertemu, satu akan membuahi yang lain dan menghasilkan zigot. Zigot adalah sel tunggal yang akan menjalani mitosis untuk menghasilkan jutaan sel yang diperlukan untuk organisme besar. Dengan demikian, sebagian besar eukariota menggunakan mitosis dan meiosis, tetapi pada berbagai tahap siklus hidupnya.
Organisme yang bereproduksi secara generatif menjalani jenis pembelahan sel yang dikenal sebagai meiosis. Seperti sebelum mitosis, DNA dan organel direplikasi.Tahapan Pembelahan Sel
Tergantung pada jenis pembelahan sel yang digunakan organisme, tahapannya bisa sedikit berbeda.
Tahapan Mitosis
Mitosis dimulai dengan profase di mana kromosom terpadatkan. Sel melanjutkan ke metafase di mana kromosom disejajarkan pada lempeng metafase. Kemudian kromosom dipisahkan dalam anafase dan sitoplasma sel dicubit selama telofase. Sitokinesis adalah proses terakhir yang memecah membran sel dan membagi sel menjadi dua.
Tahapan Meiosis
Tahap-tahap meiosis mirip dengan mitosis, tetapi kromosom bertindak secara berbeda. Meiosis memiliki dua fase, yang meliputi dua pembelahan sel terpisah tanpa DNA yang mereplikasi di antaranya. Meiosis I dan meiosis II memiliki 4 tahap yang sama dengan mitosis: profase, metafase, anafase, dan telofase. Sitokinesis menyimpulkan kedua putaran meiosis.
