Apa itu meiosis?
meiosis adalah jenis pembelahan sel yang mencirikan organisme eukariotik yang siklus hidup adalah fase reproduksi seksual. Melalui proses ini, jumlah kromosom dalam sel yang membelah menjadi dua, itulah sebabnya ia juga dikenal sebagai “pembelahan reduktif.”
Menurut dasar teori sel “setiap sel berasal dari sel lain” dan diketahui bahwa satu sel menimbulkan yang lain melalui proses pembelahan yang terdiri dari duplikasi komponen internal ( DNA , protein, dll). ) dan pemisahan mereka menjadi dua sel “anak”, yang hampir identik satu sama lain.
Proses ini memungkinkan kelangsungan hidup dan transmisi materi genetik yang “tidak berubah” ke generasi berikutnya. Meiosis terjadi baik dalam sel organisme multiseluler dan organisme uniseluler (protozoa, ragi dan bakteri, di antara banyak lainnya).
Untuk beberapa organisme ini adalah bentuk utama reproduksi dan dikenal sebagai reproduksi aseksual. Namun, reproduksi makhluk hidup multiseluler, yang memiliki siklus perkembangan yang berbeda, sedikit lebih kompleks dan menyiratkan bahwa semua sel dari organisme yang sama terbentuk dari sel yang sangat khusus yang disebut zigot.
Zigot adalah hasil dari proses yang disebut reproduksi seksual, yang melibatkan peleburan dua sel gamet atau seksual, yang dihasilkan oleh dua individu yang berbeda (umumnya “laki-laki” dan “perempuan”) dan yang masing-masing memiliki setengah dari informasi genetik. .
Proses produksi sel kelamin ini adalah apa yang dikenal dalam organisme multiseluler sebagai meiosis dan memiliki fungsi utama memproduksi sel dengan setengah beban kromosom, yaitu sel haploid.
Fungsi meiosis
Garis besar meiosis: 1) Duplikasi kromosom 2) Pasangan kromosom homolog 3) Pindah silang 4) Pembelahan meiosis pertama (satu dari setiap kromosom yang digandakan per sel anak) 5) Pembelahan meiosis kedua (satu kromosom dari masing-masing satu per sel anak ) (Sumber: Peter coxhead [CC0] melalui Wikimedia Commons)
Meiosis adalah bagian tengah atau “jantung” reproduksi seksual, yang tampaknya merupakan “akuisisi” yang menguntungkan secara evolusioner, karena telah diadopsi oleh sebagian besar spesies hewan dan tumbuhan.
Proses ini melibatkan kombinasi dua genom yang berbeda, yang berakhir dengan pembentukan keturunan dengan warisan genetik “baru”, yang pada gilirannya menyiratkan peningkatan variabilitas.
Melalui pembelahan sel reduktif ini, sel-sel khusus dalam tubuh hewan dan tumbuhan multiseluler, yang dikenal sebagai sel garis germinal, menghasilkan sel kelamin atau sel gamet yang, ketika menyatu, menimbulkan sel yang disebut zigot. .
Pengurangan jumlah kromosom dengan meiosis merupakan langkah penting untuk penyatuan dua sel kelamin yang diproduksi untuk “meregenerasi” komplemen kromosom diploid pada generasi berikutnya, memastikan kelangsungan spesies.
Pengurangan jumlah kromosom dimungkinkan, karena selama meiosis satu putaran replikasi DNA diikuti oleh dua putaran pemisahan kromosom yang berurutan.
Keunggulan kompetitif
Fakta bahwa dua individu bereproduksi secara seksual dan peleburan dua gamet yang berbeda secara genetik terjadi, yang kromosomnya juga telah “bercampur” sebelumnya melalui proses acak “, dapat berarti keuntungan evolusioner dari sudut pandang persaingan.
Meiosis, yang memunculkan sel dengan kombinasi genetik baru yang menyatu selama reproduksi seksual, memungkinkan individu yang merupakan produk dari reproduksi tersebut beradaptasi untuk bertahan hidup di lingkungan yang bervariasi secara esensial.
Penghapusan alel “berbahaya”
Karena suatu populasi rentan terhadap munculnya alel baru melalui mutasi (banyak di antaranya dapat berbahaya atau berbahaya), meiosis dan reproduksi seksual dapat mendukung eliminasi cepat alel ini, mencegah akumulasinya dan penyebaran lebih lanjut.
Fase meiosis
Proses meiosis dapat dijelaskan sebagai “pemisahan” atau “distribusi” kromosom sel yang pembagiannya beban kromosomnya berkurang, yang terjadi melalui dua pembelahan yang dikenal sebagai pembelahan meiosis pertama dan pembelahan meiosis kedua, ini adalah yang terakhir. sangat mirip dengan pembelahan mitosis.
Seperti yang akan terlihat di bawah, masing-masing dari dua meiosis terdiri dari profase, metafase, anafase, dan telofase.
Pembelahan meiosis pertama
Meiosis I atau pembelahan meiosis pertama dimulai dengan penyatuan anggota dari setiap pasangan kromosom homolog (kromosom ibu dan ayah yang diwarisi organisme diploid dari orang tuanya).
Antarmuka
Seperti pada mitosis, fase siklus sel germline yang mendahului meiosis adalah antarmuka. Selama tahap ini, satu-satunya peristiwa replikasi DNA seluler terjadi, yang menghasilkan kromosom ibu dan ayah (mereka adalah sel diploid) yang masing-masing terdiri dari dua kromatid sister.
Profase I
Selama profase I meiosis I, penyatuan atau kontak fisik antara kromosom homolog (kromosom setara dari dua orang tua yang berbeda, ayah dan ibu) terjadi sepanjang panjangnya.
Peristiwa ini dikenal sebagai sinaps dan merupakan proses di mana empat kromatid terkait, dua dari setiap kromosom homolog, sehingga struktur yang dihasilkan disebut kompleks tetrad atau bivalen (jumlah tetrad dalam sel selama profase setara dengan haploid jumlah kromosom).
Dalam setiap tetrad, kromatid non-saudara, yaitu, yang termasuk dalam kromosom homolog, bergabung kembali melalui proses yang disebut crossover, yang menghasilkan pertukaran genetik antara kromosom dengan “memotong dan menempelkan” fragmen acak di posisi acak, menghasilkan kombinasi gen baru .
Setelah rekombinasi terjadi, sentromer dari kromosom homolog terpisah, yang tersisa hanya dipersatukan oleh daerah yang dikenal sebagai chiasmas, yang sesuai dengan lokasi persilangan. Kromatid saudara, bagaimanapun, tetap melekat melalui sentromer.
Selama fase meiosis I ini sel tumbuh dan mensintesis molekul cadangan. Selain itu, pembentukan spindel mikrotubulus dihargai dan, pada akhir profase I, selubung inti menghilang dan tetrad kromatid terlihat jelas di bawah mikroskop cahaya.
Fase ini berakhir ketika tetrad sejajar di bidang ekuator sel yang membelah.
Metafase I
Selama metafase, serat gelendong mikrotubulus menempel pada sentromer kromosom homolog dan ke kutub sel yang berlawanan; Ini adalah kebalikan dari apa yang terjadi selama mitosis, di mana sentromer kromatid saudara melekat pada mikrotubulus di kutub yang berlawanan.
Anafase I
Pada fase ini, kromosom homolog yang diduplikasi terpisah, karena mereka “ditarik” ke arah kutub sel yang berlawanan berkat mikrotubulus dari gelendong. Pada setiap kutub, kemudian, kombinasi acak kromosom ditemukan, tetapi hanya satu anggota dari setiap pasangan homolog.
Selama anafase I, kromatid saudara tetap melekat satu sama lain melalui sentromernya, yang berbeda dari mitosis, karena selama anafase mitosis kromatid saudara dipisahkan di kutub sel yang berlawanan.
Telofase I
Pada titik ini kromatid “mendekondensasi”, yaitu, mereka menjadi kurang terlihat di bawah mikroskop, kehilangan bentuk karakteristiknya. Selubung nukleus direorganisasi dan sitokinesis atau pemisahan sel anak terjadi, yang memiliki jumlah kromosom haploid, tetapi terdiri dari kromosom yang diduplikasi (dengan dua kromatidnya).
Antara telofase I dan pembelahan meiosis berikutnya ada periode waktu yang singkat yang dikenal sebagai interkinesis, meskipun tidak terjadi pada semua organisme.
Pembelahan meiosis kedua
Selama pembelahan kedua, kromatid saudara dipisahkan, seperti yang terjadi selama mitosis, tetapi tanpa DNA yang direplikasi sebelumnya.
Profase II
Profase II sangat mirip dengan profase mitosis. Pada tahap ini tidak ada penyatuan kromosom homolog dan tidak ada persilangan.
Pada profase II kromatid menjadi terlihat lagi, yaitu kromatin mengembun. Serat gelendong memancar dari setiap kutub, memanjang ke arah sentromer yang bergabung dengan kromatid bersaudara.
Akhirnya, selubung nukleus menghilang dan mikrotubulus dari kutub yang berlawanan mencapai sentromer setiap kromatid dan mereka sejajar dalam bidang ekuator sel.
Metafase II
Metafase II berbeda dari metafase I dalam jumlah kromatid yang berbaris di bidang ekuator. Dalam metafase I tetrad terlihat, sedangkan di II hanya kromatid sister dari kromosom yang sama yang diamati, seperti pada metafase mitosis.
Anafase II
Pada tahap ini, kromatid bersaudara berpisah karena mereka dipindahkan ke kutub sel yang berlawanan. Mulai saat ini, setiap kromatid dianggap sebagai kromosom independen.
Telofase II
Pada awal telofase, selubung nukleus beregenerasi pada set kromosom homolog yang tidak terduplikasi yang didistribusikan di setiap kutub sel, setelah itu terjadi sitokinesis atau pemisahan sel anak.
Pembelahan meiosis sel diploid menghasilkan empat sel haploid, yang masing-masing memiliki kombinasi gen yang berbeda, saat rekombinasi berlangsung.
