Meiosis

Meiosis adalah jenis pembelahan sel yang khusus. Tidak seperti mitosis, cara sel tubuh normal membelah, meiosis menghasilkan sel yang hanya memiliki setengah dari jumlah kromosom yang biasa, satu dari setiap pasangan. Karena alasan itu, meiosis sering disebut pembelahan reduksi. Dalam jangka panjang, meiosis meningkatkan variasi genetik, dengan cara yang akan dijelaskan nanti.

Reproduksi seksual terjadi ketika sperma membuahi sel telur. Telur dan sperma adalah sel khusus yang disebut gamet, atau sel kelamin. Gamet bersifat haploid; mereka hanya memiliki setengah jumlah kromosom seperti sel tubuh normal (disebut sel somatik). Fertilisasi mengembalikan kromosom dalam sel tubuh ke jumlah diploid.

Jumlah dasar kromosom dalam sel tubuh suatu spesies disebut nomor somatik dan diberi label 2n. Pada manusia 2n = 46: kita memiliki 46 kromosom. Di dalam sel kelamin, jumlah kromosom adalah n (manusia: n = 23). Jadi, pada organisme diploid normal, kromosom hadir dalam dua salinan, satu dari masing-masing induk (23x2=46). Satu-satunya pengecualian adalah kromosom seks. Pada mamalia, betina memiliki dua kromosom X, dan jantan satu kromosom X dan satu kromosom Y.

Kariotipe adalah karakteristik jumlah kromosom dari spesies eukariota. Persiapan dan studi kariotipe adalah bagian dari sitogenetika, genetika sel.

Semua eukariota yang bereproduksi secara seksual menggunakan meiosis. Ini juga mencakup banyak organisme bersel tunggal. Meiosis tidak terjadi pada archaea atau bakteri, yang bereproduksi dengan proses aseksual seperti fisi biner.

Persilangan terjadi di antara kromatid kromosom homolog

Meiosis sebagai bagian dari reproduksi seksual

Pentingnya pembuahan

Keturunannya mendapatkan satu set kromosom dari setiap orang tua sehingga, secara keseluruhan, setengah dari keturunannya berasal dari setiap orang tua. Tetapi dua set kromosom tidak identik dengan kromosom orang tua. Hal ini karena mereka berubah selama pembelahan reduksi oleh proses yang disebut crossing-over.

Arti penting meiosis

Hal ini ada dua:

1. Pertama, untuk mengurangi kromosom dalam setiap sel telur atau sperma menjadi satu set saja.

Dua kromosom dalam satu pasangan tidak identik karena pada lokus tertentu pada kromosom mungkin terdapat alel (bentuk gen) yang berbeda pada kedua kromosom tersebut. Pikirkan tentang setiap pasang kromosom, satu set dari setiap orang tua. Dari setiap pasangan, hanya satu yang masuk ke dalam setiap gamet. Jadi, pertama-tama, gamet berbeda karena dari setiap pasangan gamet mungkin memiliki kromosom ayah atau ibu. Ini disebut 'independent assortment'.

2. Untuk memungkinkan terjadinya pindah silang antara setiap pasangan kromosom orang tua. Crossing-over mengubah alel mana yang berada pada kromosom tertentu.

Jadi, meskipun digambarkan sebagai kromosom 'ibu' dan 'ayah', dalam praktiknya kromosom gamet tidak semuanya sama dengan kromosom orang tua. Hal ini karena potongan-potongan kromosom telah dipertukarkan dalam proses meiosis.

Meskipun gamet hanya memiliki satu set kromosom, set tersebut merupakan campuran materi genetik yang dikocok dari kedua orang tua. Setiap sel telur atau sperma mungkin memiliki pilihan alel yang berbeda dari kromosom orang tua.

Seperti halnya mengocok setumpuk kartu, banyak kombinasi gen yang berbeda dapat dihasilkan tanpa perubahan (mutasi) pada gen individu mana pun. Namun, mutasi memang terjadi, dan mereka mungkin menambahkan alel-alel yang sebelumnya tidak ada dalam populasi. Bagaimanapun juga, pengocokan meningkatkan variasi keturunan, dan variasi tersebut memberikan setidaknya beberapa keturunan kesempatan yang lebih baik untuk bertahan hidup di masa-masa sulit. Pengocokan alel yang terjadi dalam meiosis mungkin menjadi alasan mengapa reproduksi seksual ada sama sekali.

"Tidak sulit untuk memikirkan alasan mengapa populasi seksual harus memiliki keunggulan jangka panjang dibandingkan populasi aseksual. Mereka dapat berevolusi lebih cepat untuk memenuhi keadaan yang berubah..."

Kasus khusus

Partenogenesis siklis

Beberapa taksa (kelompok organisme) yang cukup besar menggunakan partenogenesis siklis. Ini adalah ketika beberapa generasi dilahirkan oleh kelahiran perawan, dan kemudian generasi terjadi dengan reproduksi seksual normal. Contohnya termasuk kutu daun, dan cladocerans (crustacea kecil yang disebut kutu air). Kutu daun biasanya beroperasi sebagai berikut: ketika cuaca bagus, dan tanaman inang mereka dalam kondisi terbaiknya, mereka menggunakan partenogenesis. Pada akhir musim, ketika cuaca memburuk, mereka menggunakan reproduksi seksual. Sistem reproduksi ini disebut apogami.

Dalam partenogenesis, telur hanya mengandung materi genetik induk, dan tidak dibuahi. Sel-sel telur dapat dihasilkan baik melalui meiosis atau mitosis. Ketika meiosis terjadi, persilangan menghasilkan sidik jari genetik yang agak berbeda dari induknya. Jadi, keturunan lalat hijau partenogenetik tidak identik, dan memang menunjukkan beberapa variasi genetik: beberapa segmen kromosom berbeda karena meiosis. Mitosis akan menghasilkan keturunan yang identik.

Di antara taksa-taksa partenogenetik ini terdapat sejumlah spesies yang sama sekali tidak memiliki jenis kelamin.

Kehilangan seksualitas

Beberapa organisme eukariota telah benar-benar kehilangan kemampuan untuk reproduksi seksual, sehingga tidak memiliki meiosis. Ini termasuk rotifera Bdelloid, yang hanya bereproduksi dengan partenogenesis.

Rincian meiosis

Meiosis dapat dibagi menjadi meiosis I dan meiosis II.

Meiosis I

Fungsi dari pembelahan pertama adalah untuk mengizinkan persilangan. Sama seperti mitosis, meiosis mencakup profase, metafase, anafase dan telofase.

Profase I

Kromosom menjadi terlihat, selubung nuklir menghilang dan sentriol (di bagian atas dan bawah nukleus) mulai membentuk serat spindel yang menyelimuti kromosom.

Pada tahap ini, setiap kromosom terbagi menjadi dua kromatid bersaudara, yang disatukan oleh sentromer. Kromosom yang berpasangan sekarang memiliki empat kromatid (2 set 'saudara perempuan') yang saling menempel. Persilangan terjadi di antara dua kromatid non-sister; dua lainnya tetap tidak bersilangan. Persilangan menghasilkan pertukaran segmen dari masing-masing kromatid yang berpartisipasi, DNA dan protein kromatin terkait. Secara genetik, proses ini disebut rekombinasi.

Metafase I

Kromosom-kromosom berbaris di sepanjang ekuatorial (garis tengah) dari serat spindel dalam pasangan-pasangan homolog.

Anafase I

Kromosom dibagi sehingga ada jumlah yang sama di kedua sisi sel. Karena ada 46 kromosom dalam sel manusia, 23 kromosom berakhir di kedua sisi.

(Sitokinesis, pembelahan sel menjadi dua, terjadi. Sel membelah diri).

Telofase I

Dua sel anak perempuan benar-benar terbagi, sebuah selubung nukleat terbentuk dan kromosom menjadi kurang terlihat. Terdapat 23 kromosom dalam masing-masing sel ini.

Meiosis II

Kedua sel bersiap untuk membelah lagi dalam tahap yang dikenal sebagai interkinesis atau interfase II. Kedua sel ini akan melalui meiosis II.

Profase II

Kromosom menjadi terlihat, selubung nuklir menghilang dan sentriol membentuk serat spindel.

Metafase II

Kromosom berbaris di sepanjang garis tengah pada serat spindel

Anafase II

Kromosom terpecah menjadi dua kromatidnya. Kromatid adalah dua untai DNA (asam deoksiribo-nukleat) yang membentuk kromosom. Keduanya disatukan oleh sambungan tengah jalan yang disebut sentromer.

(Sitokinesis terjadi. Sel membelah diri).

Telofase II

Sel-selnya benar-benar terbagi. Selubung nukleat berubah dan empat sel baru dengan DNA yang berbeda tercipta.

Pada pria, keempat sel menjadi sperma. Pada wanita, hanya satu yang menjadi sel telur yang matang, sedangkan tiga sisanya diserap kembali ke dalam tubuh.

Peristiwa yang melibatkan meiosis, menunjukkan persilangan kromosom

Masalah

Pada manusia, ada kondisi tertentu yang disebabkan oleh meiosis yang salah. Contohnya adalah:

Sindrom Down - trisomi kromosom 21
Sindrom Patau - trisomi kromosom 13
Sindrom Edwards - trisomi kromosom 18
Sindrom Klinefelter - kromosom X ekstra pada laki-laki - yaitu XXY, XXXY, XXXXY
Sindrom Turner - kekurangan satu kromosom X pada wanita - yaitu XO
Sindrom Triple X - kromosom X ekstra pada wanita
Sindrom XYY - kromosom Y ekstra pada pria

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa itu meiosis?

J: Meiosis adalah jenis pembelahan sel yang menghasilkan sel dengan jumlah kromosom setengah dari jumlah kromosom normal, satu untuk setiap pasangan. Hal ini juga dikenal sebagai divisi pengurangan.

T: Bagaimana meiosis meningkatkan variasi genetik?

J: Meiosis meningkatkan variasi genetik dengan menciptakan kombinasi gen baru melalui hubungan silang selama profase I dan segregasi acak selama anafase I. Bagaimana meiosis meningkatkan variasi genetik?

T: Apa itu sel germinal?

J: Gamet adalah sel khusus yang disebut sel nutfah atau sel haploid yang hanya memiliki setengah dari jumlah kromosom sel tubuh normal (disebut sel somatik).

T: Apa yang dimaksud dengan nomor sel somatik?

J: Jumlah dasar kromosom dalam sel tubuh suatu spesies disebut nomor somatik, dan dilambangkan dengan 2n. Pada manusia, 2n = 46, jadi kita memiliki 46 kromosom.

T: Berapa banyak kromosom yang terdapat dalam gamet?

J: Ada n kromosom dalam gamet, yang pada manusia adalah 23 kromosom. Jadi, pada organisme diploid normal, ada dua salinan dari setiap kromosom - satu dari setiap orang tua (23x2=46). Satu-satunya pengecualian untuk aturan ini adalah kromosom seks; pada mamalia, betina memiliki dua kromosom X dan jantan memiliki satu kromosom X dan satu kromosom Y.

T. Apakah meiosis terjadi pada arkea atau bakteri?

J: Tidak, meiosis tidak terjadi pada arkea atau bakteri, mereka bereproduksi dengan pembelahan sel sederhana.

T: Apakah ada reproduksi seksual di antara organisme uniseluler?

J Ya, reproduksi seksual terjadi di antara organisme uniseluler, karena mereka juga menggunakan meiosis untuk bereproduksi secara seksual.