MITOSIS PADA SEL TUMBUHAN
Oleh:
Afrike Riskihadi
JURUSAN KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2011
BAB1
PENDAHULUAN
1.1 Dasar Teori
Pembelahan sel atau mitosis (yun, mitos, benang) dapat diamati dengan mikroskop cahaya. Sel induk membelah dan masing-masing sel anak menerima satu set kromosom yang identik dengan kromosom sel induk. Terjadi duplikasi memanjang dari kromosom dan kromosom ini dibagikan ke sel anak. Fase diantara 2 mitosis disebut interfase. Proses mitosis dibagi dalam fase-fase untuk memudahkan pengkajiannya (cooper GM, 1997).
Profase dari mitosis ditandai dengan bergelungnya kromatin inti secara bertahap (kromosom terurai), yang menghasilkan beberapa badan berbentuk batang atau berbentuk jepit rambut (kromosom tergulung) yang terpulas gelap. Pada akhir profase, selaput inti diuraikan oleh fosforilasi (penambahan PO43-) protein lamina inti, yang menghasilkan vesikel-vesikel yang tetap tinggal didalam sitoplasma. Sentrosom dengan sentriolnya berpisah dan sebuah sentrosom bermigrasi ke kutub sel masing-masing. Duplikasi sentrosom dan sentriol dimulai di interfase sebelum mitosis. Bersamaan dengan migrasi sentrosom, mikrotubulus, gelendong mitosis muncul diantara kedua sentrosom dan nukleolusnya menghilang (Daye V, 1997).
Metafase, kromosom bermigrasi oleh aktivitas mikrotubulus ke bidang ekuatorial sel, yakni tempat setiap kromosom membelah memanjang dan membentuk dua kromosom yang disebut kromatid saudara. Kromatid ini melekat pada mikrotubulus gelendaong mitosis didaerah plak protein. DNA yang padat elektron yaitu kinetokor (yun, kinetos, gerakan, +chora, daerah pusat), yang berada dekat dengan sentromer (yun, ketron, pusat, +meros, bagian) dari masing-masing kromatid (Goodman, 1994).
Pada anafase, kromatid tersebut berpisah satu sama lain dan masing-masing meuju kekutub yang berlawanan disel yang ditarik oleh mikrotubulus. Selama proses ini berlangsung, sentromer menjauhi pusat, sambil menarik sisa kromosom. Sentromer merupakan daerah kromosom mitotik yang sempit, yang menahan kedua kromatid sampai tahap anafase dimulai (Jordan, 1982).
Telofase ditandai oleh kembalinya inti dalam sel-sel anak. Kromosom kembali dalam keadaan setengah terurai dan nukleoli, kromatin dan selaput inti muncul kembali. Sewaktu perubahan-perubahan inti ini terjadi, timbullah penyempitan dibidang ekuator sel induk dan berlanjut hingga sitoplasma dan organel terbagi dua. Penyempitan ini dihasilkan oleh mikrofilamen aktin yang terikat dengan miosin yang mengumpul dalam bentuk sabuk dibawah membran sel.
Kebanyakan jaringan mengalami pergantian sel secara berkesinambungan karena pembelahan serta kematian sel yang terus menerus. Sel jaringan saraf dan otot jantung merupakan pengecualian, karena sel-sel ini tidak membelah setelah dilahirkan dan karena itu tidak dapat beregenerasi. Kecepatan penggantian sel sangat bervariasi dari satu jaringan ke jaringan lain, berlangsung sangat cepat pada epitel saluran cerna dan epidermis serta berlangsung lambat pada pankreas dan tiroid (Kimbal, 1987).
Adanya perbedaan komponen-komponen sel tiap-tiap tumbuhan menuntut perlakuan yang berbeda terhadap sel-sel tersebut agar kromosom dapat diamati. Bahan standar yang dapat digunakan dalam pengamatan mitosis adalah sel-sel yang terdapat pada jaringan meristem. Seperti pada sel-sel ujung akar bawang merah karena komposisi dinding selnya tersusun atas lapisan senyawa-senyawa yang mudah ditembuh oleh larutan fiksatif dan pewarna. Pada saat sel aktif membelah, kromosom relatif mudah diamati hanya dengan memperlakukan sel-sel tersebut dengan metode fiksasi dan pewarnaan yang sederhana (Kimbal, 1987).
Pada praktikum kali ini juga dilakukan pra-perlakuan dalam pengamatan kromosom. Pra-perlakuan ditempuh dengan tujuan untuk menjernihkan sitoplasma, melunakkan jaringan, memisahkan atau menguraikan kromosom, mempertahankan fase atau tahap metafase yang tinggi yang ditempuh melalui penghambatan gelendong spindel. Bahan untuk pra-perlakuan kali ini adalah colchicine yang diekstrak dari tanaman colchicum autumnale. Pada mitosis, colchine dapat memperjelas detil morfologi kromosom, bahkan memungkinkan terjadinya mutasi yang menghasilkan individu poliploidi (Gilberth, 2005).
Pada dasarnya semua makhluk hidup akan mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Pertumbuhan dan perkembangan itu dilakukan oleh sel, sedagkan sel itu merupakan unit dasar dari struktur dan fungsi di dalam semua makhluk hidup. Proses tesebut terjadi karena adanya pembelahan sel, dimana terbagi menjadi pembelahan sel mitosis dan meiosis. Setiap sel berasal dari sel sebelumnya. Pembelahan sel dapat dikatakan sebagai suatu proses yang menyangkut terbentuknya sel-sel anak baru dari induknya.pada sel somatis (sel jaringan tubuh), akan terjadi suatu pembelahan sel induk menjadi dua sel anak yang komponen-komponennya sama dan identik dengan sel induk. Peristiwa pembelahan sel somatis semacam ini disebut sebagai mitosis. Mitosis adalah pembelahan sel dimana berlangsung pembelahan dan pembagian nukleolus beserta kromosom-kromosom yang terdapat didalamnya (Suryo, 1998).
Di dalam inti sel dari kebanyakan makhluk terdapat kromosom yaitu benda-benda halus berbentuk panjang atau pendek dan luru atau bengkok. Kromosom pada dasarnya merupakan pembawa bahan keturunan (Suryo, 1995).
Kromosom dibedakan atas autosom (kromosom tubuh) dan genosom (kromosom sex). Pada kromosom terdapat sentromer, yaitu bagian yang membagi kromosom menjadi dua lengan. Pada makhluk tingkat tinggi, sel somatid mengandung satu stel kromosom yang diterima dari kedua induk. Sepasang kromosom disebut sebagai kromosom homolog karena kromosom dari induk betina serupa dengan kromosom induk jantan. Oleh karena itu, kromosom dalam sel tubuh dinamakan diploid (2n). Sedangkan kromosom sex berjumlah setengah dari kromosom sel somatic/haploid (n). Sepasang kromosom haploid dinamakan genom (Suryo, 1998).
Berbagai kejadian yang terdapat selama mitosis dibagi dalam empat tahap/fase yang berurutan : profase, metafase, anafase dan telofase. Masa diantara pembelahan-pembelahan disebut interfase. Pada sel somatic terjadi pembelahan mitosis yang menghasilkan jumlah kromosom yang sama persis dengan induknya. Penting ungtuk menyadari fase-fase ini hanyalah cara yang mudah untuk memberikan pengertian atau bentuk mitosis. Proses sebenarnya meliputi urutan kejadian yang berkesinambungan yang melebur sesamanya dengan rapi dan teratur atau mulus-mulusnya (Kimbal, 1983).
Kromosom yang sama melalui pembelahan inti dari sel somatis secara berturut-turut. Proses ini terjadi bersama-sama dengan pembelahan sitoplasma dan bahan-bahan diluar inti sel (sitokinesis). Proses ini mempunyai peranan penting dala pertumbuhan dan perkembangan pada hampir semua organisme ( Crowder, 1993).
Pada fase profase, aktivitas pembelahan sel ditandai dengan berubahnya kromatin menjadi kromosom. Sementara itu terjadi pengendapan tiap kromosom menjadi dua yang disebut kromatid. Tiap kromatid masih melekat, berarti sentromer induk masih satu. Nukleolus hilang, karyoteheca hilang, sentriol diselimuti serat-serat radikal pendek, berpisah dan pergi ke kutub bersebrangan menjadi bintang kutub. Pada fase metaphase, tiap kromosom yang terdiri dari sepasang kromatid yang masih melekat pergi ke bidang ekuator. Kromatid akan menggantung pada serat gelendong lewat sentromernya. Fase anafase ditandai dengan membelahnya sentromer, kromatid dalam satu kromosom induk berpisah menjadi kromosom anak, lalu pergi ke kutub yang bersebrangan. Fase telofase adalah fase yang ditandai dengan kromosom berubah menjadi kromatid. Serat gelendong menghilang terbentuk kariotheca. Nukleus muncul, bintang kutub kembali menjadi sentriol. Gentingan pada bidang ekuator, sampai ketengah, putus, terbentuk dua sel anak, masing-masing mengandung kromosom zn (Yatim, 1980).
Selesai pembelahan mitosis jika konstruksi dari sel telah terbentuk lengkap dan dihasilkan dua sel anak identik. Membran inti dan nukleolus telah timbul kembali di setiap sel anak dan kromosom telah kembali menjadi kromatin ( Pai, 1985).
Mitosis pada sel tumbuhan adalah pembelahan dengan melakukan pemisahan tiap kromosom homolog menjadi gamet baru yang menghasilkan sel anak yang identik dengan induknya. Pembelahan mitosis pada sel otomatis (sel penyusun tubuh (Sheeler, philip, 1980).
Pembelahan mitosis dibedakan atas 2 fase yaitu sitokinesis dan kariokinesi.
1. Sitokinesis
Sitokinesis adalah proses pembagian sitoplasma kepada dua sel anak hasil pembelahan.
2. Kariokinesis
Kariokinesis adalah proses pembagian materi inti yang terdiri dari beberapa fase yaitu profase, metafase, anafase dan telofase.
2.1 Profase
Profase dimana tahapan pembelahan pertama, permulaan profase dalam profase kromosom menjadi lebih pendek dan tebal. Pada akhir profase mulai terbentuk benang-benang spindel atau gelendong inti pada masing-masing kutub sel, yang letaknya berlawanan.
2.2 Metafase
Pada Metafase, kromosom menyusun diri secaraacak pada satu bidang ekuator atau tengah-tengah sel.
2.3 Anafase
Pada anafase , kromosom yang mengumpul di tengah sel terpisah dan mengumpul pada masing-masing kutub sehingga terlihat ada 2 kumpulan kromosom.
2.4 Telofase
Terbentuknya kembali dinding dan nukleolus membentuk 2 inti baru. Serat-serat gelendong menghilang. Terjadi pembelahan sitoplasma (sitokinesis) menjadi 2 bagian dan terbentuk membran sel pemisah di tengah bidang pembelahan.
2.5 Interfase
Interfase disebut pula fase istirahat, namun sebutan ini kurang tepat karena justru pada fase ini sel mempersiapkan diri untuk membelah lagi dengan mengumpulkan materi dan energi. Pada fase ini kromosom tidak tampak lagi.
Proses pembagian genom yang telah digandakan oleh sel kedua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel disebut mitosis. Mitosis umunya diikuti sitokinesis yang membagi sitoplasma dan membran sel. Proses ini menghasilkan dua sel anakan yang identik, yang memiliki distribusi organel. Dan komponen sel yang nyaris sama. Mitosis dan sitokinesis merupakan fase mitosis (fase M) pada siklus sel, dimana sel awal terbagi menjadi dua sel anakan yang memiliki genetic yang sama dengan sel awal (Istamar Syamsuri, 2005).
Mitosis merupakan periode pembelahan sel yang berlangsung pada jaringan titik tumbuh (meristem) seperti pada ujung akar atau pucuk tanaman. Proses mitosis terjadi dalam empat fase yaitu profase, metafase, anafase dan telofase. Fase mitosis tersebut terjadi pada sel tumbuhan maupun hewan. Terdapat perbedaan mendasar antara mitosis pada hewan dan tumbuhan. Pada hewan terbentuk aster dan terbentuknya alur ekuator pada membrane sel pada saat telofase sehingga kedua sel anak menjadi terpisah (D.A Pratiwi, 2003).
Pembelahan mitosis menghasilkan sel anakan yang jumlah kromosomnya sama denga jumlah kromosom sel induknya, pembelahan mitosis terjadi pada sel somatic ( sel penyusun tubuh). Sel-sel tersebut juga memiliki kemampuan yang berbeda-beda dalam melakukan pembelahannya, ada sel-sel yang mampu melakukan pembelahan secara cepat, ada yang lambat dan ad juga yang tidak mengalami pembelahan sama sekali stelah melewati masa pertumbuhan tertentu, misalnya sel-sel germanitikum kulit mampu melakukan pembelahan yang sangat cepat untuk menggantikan sel-sel kulit yang rusak atau mati. Akan tetapi sel-sel yang ada pada organ hati melakukan pembelahan dalam waktu tahunan atau sel-sel saraf pada jaringan saraf yang sama sekali tidak mampu melakukan pembelahan setelah usia tertentu. Sementara itu beberapa jenis bakteri mampu melakukan pembelahan hanya dalam hitungan jam, sehingga hanya dalam waktu beberapa jam saja dapat dihasilkan ribuan, bahkan juta sel bakteri. Sama dengan bakteri, protozoa bersel tunggal mampu melakukan pembelahan hanya dalam waktu singkat misalnya amoeba, paramecium, didinum dan euglena (Herni Budiarti, 2007).
1.2 Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah mengamati perubahan letak dan bentuk kromosom dalam setiap tahapan mitosis pada sel tumbuhan.
BABII
PEMBAHASAN
Dalam praktikum ini dibahas tentang pembelahan mitosis yaitu peristiw pembelahan sel yang terjadi pada sel-sel somatik (sangat aktif pada jaringan meristem) yang menghasilkan dua sel anakan, tahapan yang terjadi pada pembelahan mitosis yaitu profase, metafase, anafase telofase. Praktikum ini menggunakan akar bawang merah karena diakar bawang merah terdapat jaringan meristem yang mudah membelah. Sebelum akar bawang merah digunakan ada tahapan dulu yang perlu dilakukan yaitu akar bawang merah harus direndam selama 5 menit kedalam larutan FAA yang berfungsi untuk membunuh sel tetapi tidak merusak struktur sel, kemudian dilanjutkan dengan direndam dalam larutan alkohol:HCl 1:1 selama 5 menit yang berfungsi untuk melunakkan bahan penyemen antar sel dan dilanjutkan lagi direndam kedalam larutan carnoy selama 5 menit yang berfungsi untuk fiksasi sel (memperbaiki sel) kemudian direndam lagi kelarutan acetocarmine selama 5 menit untuk memberi warna pada kromosom supaya mudah diamati.
Dalam pengamatan yang dilakukan terdapat fase-fase yang berbeda dan dapat terlihat jelas perbedaaannya dari berupa bentuk ataupun diskripsinya. Tahap profase yang terlihat dalam pengamatan adalah nukleolus menghilang dan kromosom mulai tampak terlihat memadat. Kemudian dilanjutkan dengan tahap metafase yang kromosomnya sejajar teratur dibidang ekuator. Dan tahap selanjutnya tahap anafase dimana kromatid berpindah dan bergerak kekutub yang berlawanan. Dan pada tahap terakhir adalah tahap telofase dimana nukleus terbentuk kembal dan terjadi pembelahan sel dari 1 sel menjadi 2 sel. Dalam setiap tahapan tersebut terdapat tahapan yang mudah diamati maupun yang sulit untuk diamati. Tahapan mitosis yang mudah diamati adalah tahapan profase karena pada tahap ini sel masih mempersiapkan diri untuk melakukan pembelahan pada tahap berikutnya. Waktu yang dibutuhkan dalam fase ini relatif lama dibanding tahap lainnya. Sedangkan tahapan yang paling sulit diamati adalah telofase, karena pada tahap ini sel memisahkan diri membentuk sel baru dengan sangat cepat sehingga sulit diamati mata.
Dalam tahapan langkah-langkah dalam pelaksanaan praktikum digunakan metode squash supaya akar bawang merah yang digunakan dapat terlihat jelas kromosomnya. Karena metode ini dipakai untuk membuat preparat mitosis sel dari akar bawang merah. Dalam praktikum ini ada tahapan yang tidak terlihat dan ada juga kromosom yang tidak dapat dilihat oleh mikroskop dengan perbesaran tertentu sehingga dibutuhkan perbesaran yang lebih.
BABIII
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dalam pelaksaan praktikum ini dapat disimpulkan bahwa mitosis adalah peristiwa pembelahan sel yang terjadi pada sel-sel somatik (sangat aktif pada jaringan meristem) yang menghasilkan dua sel anakan. Tahapan yang terjadi pada pembelahan mitosis yaitu profase, metafase, anafase, telofase. Dan dalam praktikum ini untuk mengetahui pembelahan mitosis dengan jelas menggunakan akar bawang merah. Karena pada akar bawang merah terdapat jaringan meristem yang mudah membelah.
Pada bawang merah memiliki 16 kromosom, pada percobaan ini tahapan yang paling mudah diamati adalah profase karena fase ini sel masih mempersiapkan diri untuk melakukan pembelahan pada tahap berikutnya. Dan waktu yang dibutuhkan relatif lebih lama dibandingkan tahap berikutnya. Sedangkan tahapan yang paling susah diamati adalah telofase, karena pada tahap ini sel memisahkan diri membentuk sel baru dengan sangat cepat sehingga sulit diamati mata.
3.2 Saran
Sebaiknya dalam menggunakan alat-alat laboratorium setelah selesai segera dibereska dengan rapi. Dan dalam melakukan percobaan sebaiknya dilakukan dengan teliti agar hasil yang didapat memiliki data yang akurat. Dan dalam praktikum sebaiknya jangan berisik supaya tidak menggangu rekan lainnya dalam praktikum.
DAFTAR PUSTAKA
Ali, Muhamad Iqbal. 2007. Fase Mitosis Akar Bawang. http://Iqbalali.com/2007/04/15/7. diakses tanggal 19 Maret 2011
Campbell, Neil A.1987. Biologi Jilid 1. Jakarta:Erlangga
Cooper GM: The Cell: A Molecular Approach. ASM Press/Sinauer Associates Inc.1997
Crowder L.V. 1993. Genetika Tumbuhan. Yogyakarta: Gajah Mada University Press
Doye V, Hurt E: From nucleoporins to nuklear pore complexes. Curr Opin Cell Biol. 1997:9:40
Gillberth, Perth A. 2005. Animated meiosis. Yale University: America http://www.Grad.Thrush.Edu/Courses//histo/notes/female.html. diakses tanggal 19 Maret 2011
Good man SR: Medical Cell Biology. Lippincott.1994
Iloyd Det al: The Cell Division Cycle. Academic Press.1982
Jordan EG, Cullis CA (editors): The nucleolus. Cambridge Univ Press.1982
Kimbal, John W.1987. Biologi. Jakarta: Erlangga
Listiawan.Dwi Andi,dkk.2009. Potensi Ekstrak Etanolik Daun Tapak Dara (Catharanthus roseus (L) G.Dan sebagai alternatif Pengganti Kolkhisin dalam Poliploidisasi Tanaman: Litbang News: Departemen Penelitian dan Pengembangan. Edisi Januari-Maret 2009
Pai, Anna C.1985. Foundations Of Genetics: Ascience Society. Singapore: Mc Graw-Hill Book
Pratiwi, D.A.2004. Penuntun Biologi. Jakarta: Erlangga
Suryo H. 1995. Sitogenetika. Yogyakarta: Gajah Mada University Press
Suryo. 1998. Genetika Stratal. Yogyakarta: Gajah Mada University Press
Swastika, Anak Agung Gde Raka Ardian dan Tuty Arisuryanti.2009. Karakteristik Kromosom Bawang Merah Kultivar Samas (Allium ascalonicum L.cu.samas).Genetics News: Karyotype Organisme Indonesia. Departemen Penelitian dan Pengembangan.
