Aspek - aspek Molekuler Pembelahan Sel dan Replikasi DNA

Pembelahan sel adalah proses di mana sel-sel membagi diri menjadi dua sel anak. Proses ini merupakan bagian penting dari siklus hidup sel yang penting untuk pertumbuhan, perkembangan, dan pemeliharaan organisme. Dalam organisme multiseluler, pembelahan sel diperlukan untuk pertumbuhan dan pemeliharaan jaringan, regenerasi jaringan yang rusak, dan reproduksi. Pembelahan sel terjadi dalam dua jenis yakni mitosis dan meiosis. Berikut adalah penjelasan singkat tentang kedua tahap tersebut

1. Mitosis

  Mitosis adalah proses di mana inti sel (nukleus) membelah menjadi dua inti anak yang identik secara genetik. Tahap pertama adalah profase, dimana kromatin di dalam inti sel mengkondensasikan menjadi kromosom yang terlihat dengan jelas (membentuk seperti huruf “X”). Inti sel mulai memecah, dan serat-serat protein mikrotubulus, disebut spindle fibers, mulai terbentuk. Selanjutnya pada tahap metafase, kromosom-kromosom berbaris rapi di tengah-tengah sel membentuk piringan metafase. Kemudian pada tahap anafase, kromosom-kromosom tersebut terpisah menjadi kromatid-kromatid anak dan ditarik ke arah kutub yang berlawanan oleh serat-serat mikrotubulus. Lalu pada tahap telofase, kromatid-kromatid anak mencapai kutub sel, dan inti sel baru mulai terbentuk di sekitar kromosom-kromosom. Proses mitosis selesai dengan pembentukan dua inti sel anak.

Gambar 1. Pembelahan mitosis

2. Meiosis

    Meiosis adalah proses khusus yang terjadi dalam pembentukan sel-sel reproduktif, yaitu sel telur (ovum) dan sperma, yang berperan dalam reproduksi seksual. Meiosis menghasilkan sel-sel yang memiliki setengah jumlah kromosom dari sel induknya. Proses ini penting untuk menjaga jumlah kromosom tetap (diploid) dalam spesies, serta menghasilkan keragaman genetik yang penting dalam evolusi. Meiosis terbagi menjadi 2 jenis tahapan yakni meiosis I dan meiosis II. Meiosis I diawali dengan profase I, dimana kromosom homolog (pasangan kromosom yang berasal dari induk yang berbeda) saling berpasangan dalam proses yang disebut pembentukan bivalen. Di akhir profase I, membran inti mulai larut, dan spindle fibers terbentuk. Selanjutnya pada tahap metaphase I, pasangan kromosom homolog berbaris ditengah-tengah sel. Kemudian pada tahap anafase I, kromosom homolog terpisah dan ditarik ke kutub sel yang berlawanan, sehingga setiap sel anak mendapatkan satu set kromosom yang lengkap, tetapi dengan jumlah yang dipertahankan setengah dari sel induk. Lalu pada tahap telophase I, kromosom-kromosom mencapai kutub sel dan membran inti mulai membentuk di sekitar kromosom. Sitokinesis juga dapat dimulai pada tahap ini, memisahkan sitoplasma dan membentuk dua sel anak. Meiosis II memiliki tahapan yang mirip dengan meiosis I pada profase hingga anafase, tetapi pada telofase II terjadi pemisahan sitoplasma dan membentuk empat sel anak yang berbeda.

Gambar 2. Pembelahan meiosis

    Replikasi DNA adalah proses molekul DNA menghasilkan salinan identik dari dirinya sendiri. Replikasi DNA dimulai dengan pemisahan heliks ganda DNA. Enzim yang disebut helikase membuka ikatan hidrogen antara pasangan basa, memisahkan untai ganda DNA dan membentuk gumpalan rekayasa replikasi (replication fork). Setelah pemisahan, enzim lain yang disebut primerase meletakkan molekul RNA kecil yang disebut primer di lokasi awal replikasi. Primer berfungsi sebagai titik awal bagi DNA polimerase untuk memulai sintesis DNA baru. DNA polimerase memperpanjang rantai DNA baru dengan menambahkan nukleotida-nukleotida baru ke primer, sesuai dengan urutan basa pada untai DNA templat. Replikasi DNA terjadi dalam arah 3' ke 5'. Pada replikasi untai lambat (lagging strand), sintesis DNA baru terjadi secara diskontinu, menghasilkan fragmen-fragmen kecil yang disebut fragmen Okazaki. Fragmen-fragmen ini kemudian dihubungkan bersama oleh enzim ligase untuk membentuk untai DNA kontinu.

Gambar 3. Replikasi DNA

Sumber refrensi :

Pembelahan sel, Pembelahan mitosis & meiosis, Replikasi DNA