Proses Pembelahan Mitosis dan Meiosis dengan Pewarisan Sifat
Proses pembentukannya dinamakan spermatogenesis, yang dimulai dengan pembelahan spermatogonium secara mitosis. Spermatogonium tumbuh menjadi spermatosit primer, yang akan membelah secara meiosis I menghasilkan 2 spermatosit sekunder, yang akan membelah secara meiosis II menjadi 4 spermatid yang bersifat haploid (n).
Mitosis terjadi pada sel tubuh (sel somatis). Sifat kromosomnya berpasangan, sehingga disebut diploid (2n).
Tahap-tahap mitosis, yaitu:
b. Dari tiap-tiap sentriol akan muncul serabut-serabut berupa filamen yang disebut benang gelendong pembelahan (benang spindel) yang menghubungkan sentriol satu dengan sentriol lain.
c. Membran inti masih tampak pada profase awal namun kemudian segera terpecah-pecah.
d. Butiran kromatin memanjang menjadi benang kromatin yang kemudian memendek menebal menjadi kromosom, dengan bagian yang menggenting disebut sentromer. Sentromer yaitu bagian kromosom yang tidak bisa menyerap warna. Tiap-tiap sentromer mengandung kinetokor, yaitu tempat mikrotubul terikat.
e. Kromosom menduplikasi membujur menjadi dua bagian, yang masing-masing disebut kromatid. Bersamaan dengan itu nukleolus mengecil ukurannya dan menghilang.
f. Kromatid terjerat pada benang spindel.
g. Benang spindel tampak meluas ke luar ke segala arah disebut sebagai aster.
h. Di akhir profase, selubung inti sel pecah dan setiap kromatid melekat di beberapa benang spindel di kinetokor.
i. Kromosom duplikat lalu meninggalkan daerah kutub dan berjajar di ekuator.
Pada sel tumbuhan yang tidak mempunyai sentriol, benang gelendong pembelahan ini terbentuk di antara dua titik disebut titik kutub.
a. Membran inti sudah menghilang.
b. Kromosom berada di bidang ekuator, dengan sentromernya seolah kromosom berpegang pada benang gelendong pembelahan.
Pada fase ini kromosom tampak paling jelas.
b. Kinetokor yang masih melekat pada benang spindel berfungsi menunjukkan jalan, sedangkan lengan kromosom mengikuti di belakang.
4. Telofase
a. Kromatid-kromatid mengumpul pada kutub-kutub.
b. Benang gelendong menghilang, kromatid menjadi kusut dan butiran-butiran kromatin muncul kembali.
c. Selaput inti terbentuk kembali dan nukleolus terlihat lagi.
d. Pada bagian ekuator terjadi lekukan yang makin lama makin ke dalam hingga sel induk terbagi menjadi dua yang masing-masing mempunyai sifat dan jumlah kromosom yang sama dengan induknya.
Mitosis merupakan pembelahan kromosom, maka setelah nukleus terbentuk kembali, muncullah sekat pemisah antara kedua nukleus pada bidang ekuator.
Dengan terbentuknya sekat pemisah dari membran menuju ke tengah, maka sel induk telah menghasilkan dua sel anakan, yang disebut sitokinesis (reproduksi sel), pada peristiwa ini terjadi pembagian inti (kariokinesis) dan pembagian plasma (sitoplasma).
Istilah interfase (fase istirahat) sebenarnya kurang tepat karena justru pada saat ini sel tengah mempersiapkan diri untuk pembelahan lagi dengan mengumpulkan materi dan energi, pada fase ini terjadi sintesis protein untuk bahan organel dan replikasi DNA.
Pada interfase terjadi:
a. Struktur kromosom tidak tampak.
b. Terjadi pengumpulan energi.
c. Terjadi sintesis yang terus-menerus sehingga menyebabkan massa dan volume sel bertambah.
d. Pembelahan kromosom dimulai.
Fase interfase dibedakan menjadi tiga subfase, yaitu:
a. Fase G1 (fase pertumbuhan primer), terjadi replikasi organel-organel di dalam sitoplasma.
b. Fase S (fase sintesis), kromosom mengalami replikasi.
c. Fase G2 (fase pertumbuhan sekunder) terjadi penyusun struktur tertentu yang diperlukan pada pembelahan kromosom seperti sintesis benang-benang kumparan.
a. Mempertahankan faktor genetik dari generasi ke generasi berikutnya tetap normal.
b. Menjaga sel anak yang terbentuk tetap memiliki sifat induknya.
c. Pada organisme multiseluler, berperan untuk pertumbuhan.
d. Pada organisme uniseluler, berperan untuk menambah jumlah populasi organisme.
e. Untuk mengganti sel-sel yang rusak dan sel-sel yang mati.
Meiosis berasal dari bahasa Yunani, yang berarti berkurang.
1. Pembelahan secara meiosis (reduksi), termasuk tak langsung.
2. Pembelahan kromosom berlangsung dua kali berturut-turut diselingi interfase, yaitu meiosis I dan meiosis II, di mana keduanya juga dengan fase-fase seperti mitosis.
3. Meiosis terjadi sel-sel haploid (n kromosom) dan hanya pada sel-sel kelamin.
4. Pada profase I berlangsung 5 stadia, yaitu: Leptonema - Zigonema - Pakinema - Diplonema - Diakinesis.
Pembelahan secara meiosis dapat dibagi menjadi 2, yaitu:
a. Profase I
Profase I terbagi lagi menjadi fase-fase berikut.
1) Leptonema/leptoten: benang-benang kromatin menjadi kromosom.
2) Zigonema/zigoten: kromosom yang sama bentuknya (kromosom homolog) berdekatan dan bergandengan. Setiap pasang kromosom homolog disebut bivalen.
3) Pakinema/pakiten: tiap-tiap bangun kromosom homolog mengganda, tetapi masih dalam satu ikatan sentromer sehingga terbentuk tetrad.
4) Diplonema/diploten: kromatid dan tiap-tiap belahan kromosom memendek dan membesar. Terjadi pindah silang (crossing over).
5) Diakinesis: sentrosom membentuk dua sentriol yang masing-masing membentuk benang gelendong pembelahan. Satu sentriol tetap, sedangkan sentriol yang lain bergerak ke arah kutub yang berlawanan. Membran inti dan nukleous hilang. Empat kromatid bivalen tadi disebut tetrad dan terjerat oleh benang gelendong yang dibentuk oleh sentriol-sentriol.
b. Metafase I
Tetrad berkumpul di bidang ekuator.
c. Anafase I
Benang gelendong pembelahan dari tiap- tiap kutub menarik kromosom homolog sehingga setiap pasangan kromosom homolog berpisah, bergerak ke arah kutub yang berlawanan. Sentromer belum membelah. Setiap kutub menerima campuran acak kromosom dari ibu dan bapak.
d. Telofase I
Kromatid memadat, selubung inti terbentuk, dan nukleolus muncul lagi, kemudian sitokinesis berlangsung.
Pada manusia terjadi duplikasi 2 kromosom dari 4 kromatid sehingga terbentuk 23 kromosom yang diduplikasi di setiap kutub. Benang gelendong lenyap. Kromatin muncul kembali.
Sentriol berperan sebagai sentrosom kembali. Sumber: Biology The Dynamics of Life
a. Profase II
Sentrosom membentuk dua sentriol yang terletak pada kutub yang berlawanan dan dihubungkan oleh benang gelendong. Membran inti dan nukleolus lenyap, kromatin berubah menjadi kromosom yang terjerat oleh benang gelendong.
b. Metafase II
Kromosom berada di bidang ekuator, kromatid berkelompok dua-dua. Belum terjadi pembelahan sentromer.
c. Anafase II
Kromosom melekat pada kinetokor benang gelendong, lalu ditarik oleh benang gelendong ke arah kutub yang berlawanan yang menyebabkan sentromer terbelah. Akibatnya tiap-tiap kromotidnya bergerak ke arah yang berlawanan pula.
d. Telofase II
Kromatid terkumpul pada kutub pembelahan lalu berubah menjadi kromatin kembali. Bersamaan dengan itu membran pemisah semakin jelas sehingga akhirnya terjadilah empat sel anakan.
Pada manusia dan hewan Vertebrata, proses pembentukan sel sperma yang berlangsung dalam testis disebut spermatogenesis dan proses pembentukan ovum berlangsung dalam ovarium disebut oogenesis.
Pada tumbuhan berbiji, proses pembentukan sel-sel gamet jantan (serbuk sari) terjadi pada benang sari (kepala putik) dan pembentukan gamet betina (ovum) terjadi pada putik (ovule). Sedangkan pada tumbuhan lumut dan tumbuhan paku berlangsung di dalam sporangium (kotak spora).
Proses ini berlangsung dalam alat kelamin jantan yang pada hewan disebut testis. Dalam testis terdapat bagian yang disebut tubulus seminiferus. Terdapat sel-sel primordial yang bersifat diploid. Sel-sel primordial tersebut berulang kali mengalami pembelahan secara mitosis, di antaranya membentuk spermatogonium yang dianggap sebagai sel induk sperma.
Proses pembentukan sel sperma adalah:
1) Spermatogenesis, dimulai dari pembelahan sel-sel spermatogonium dalam testis dan berlangsung secara mitosis serta bersifat diploid (2n).
2) Spermatogonium tumbuh menjadi sel yang lebih besar disebut spermatosit primer (2n). Spermatosis primer membelah secara miosis menghasilkan 2 sel spermatosik sekunder.
3) Spermatosit sekunder membelah secara meiosis II menghasilkan 4 spermatid yang sama besar.
4) Spermatid, yaitu sebuah sel bundar dengan sejumlah besar protoplasma merupakan gamet dewasa dengan sejumlah kromosom haploid (n).
Spermatid yang telah menyelesaikan pembelahan meiosis, sebelum menjadi gamet fungsional harus melewati sejumlah perubahan kompleks dari struktur sel, seperti hilangnya sebagian sitoplasma.
Pembentukan ekor atau flagellum sebagai alat gerak, nukleus mengecil menjadi kepala sperma, granula sekretori dari badan golgi berkumpul pada ujung sperma dan membentuk sebuah tudung yang disebut akrosom.
Tudung ini mengandung enzim yang berperan untuk menembus membran sel telur. Organel mitokondria pindah ke bagian tengah (di antara kepala dan ekor), berfungsi menyediakan energi untuk menggerakkan ekor.
Sebagian besar sitoplasma dari spermatid dibuang sebagai badan residu, lalu diambil secara fagositosis oleh sel Sertoli dalam tubulus seminiferus. Sel ini berfungsi untuk melindungi, menunjang, dan memberi makan sperma yang sedang berkembang.
Pada manusia perkembangan spermatogonium menjadi matang memerlukan waktu 16 hari.
Setelah terjadi perubahan-perubahan ini, maka sperma menjadi sperma fungsional yang siap membuahi sel telur.
b. Pembentukan gamet betina (oogenesis)
Oogenesis berlangsung dalam ovarium hewan dan kandung lembaga dalam bakal biji tumbuhan berbiji (gametofit betina). Sel primordial (asal) dalam ovarium yang bersifat diploid ialah oogonium. Oogonium mengalami pembelahan secara mitosis membentuk oogonium tambahan yang memiliki jumlah kromosom meiosis diploid (2n).
Pada oogenesis dihasilkan satu sel telur fungsional dan 3 sel kutub atau polosit. Proses pembentukan ovum, adalah:
1) Oogonium membelah secara meiosis menjadi oogonium tambahan yang memiliki jumlah kromosom yang diploid (2n).
2) 1 oogonium tumbuh dan berkembang menjadi sebuah oosit primer.
3) Oosit primer mengalami pembelahan secara meiosis I menghasilkan 2 buah sel yang sama besarnya,. Satu sel berukuran besar disebut oosit sekunder yang mengandung kuning telur dan mempunyai jumlah kromosom yang haploid (n), serta satu sel berukuran kecil disebut badan kutub I.
4) Oosit sekunder mengalami pembelahan meiosis II, serta menghasilkan dua sel yang ukurannya berbeda. Satu sel berukuran besar disebut ootid dan satu sel lain berukuran kecil disebut badan kutub II, serta kedua sel ini bersifat haploid.
5) Pada waktu yang bersamaan badan kutub I membelah menjadi 2 badan kutub II.
6) Ootid mengalami perubahan lebih lanjut sehingga menjadi ovum yang masak.
7) Ketiga badan kutub II kemudian hancur.
Pada manusia dan hewan, oogonium dan oosit dikelilingi oleh selapis sel folikel. Pada waktu seorang bayi perempuan dilahirkan, kedua ovariumnya mengandung 400.000 oosit primer dalam tahap profase pembelahan meiosis I. Oosit primer ini tetap berada dalam tahap profase sampai mencapai kematangan seksual.
a. Pembentukan gamet jantan
Gametofit jantan terdapat pada stamen (benang sari). Benang sari terdiri atas 2 bagian, yaitu anthera dan filamen (tangkai sari).
Proses pembentukan serbuk sari adalah sebagai berikut:
1) Dalam anthera terdapat 4 buah kantong serbuk sari.
2) Tiap kantong serbuk sari mengandung sejumlah sel induk yang disebut sel induk mikrospora dan masing-masing bersifat diploid.
3) Tiap sel induk serbuk sari membelah secara meiosis menghasilkan tetrad yang terdiri dari 4 buah sel mikroskop haploid (n) yang masih bersatu.
4) Mikrospora memisahkan diri membentuk serbuk sari yang haploid (n).
5) Tiap inti serbuk sari membelah secara mitosis menghasilkan 2 buah nukleus haploid, yaitu inti pembuluh serbuk sari dan yang satu lagi disebut inti generatif.
6) Inti generatif mengalami pembelahan secara mitosis dan tidak diikuti sitokinesis betina sehingga terbentuk 2 molekul sperma. Sedangkan nukleus buluh serbuk sari tidak ikut membelah.
7) Serbuk sari yang masak memiliki 3 molekul, masing-masing bersifat haploid, yaitu:
a) Satu nukleus buluh serbuk sari.
b) Dua nukleus sperma, yaitu nukleus generatif dan nukleus vegetatif.
8) Tiap serbuk sari mempunyai dua lapisan kulit, yaitu bagian luar di sebut eksin dan bagian dalam disebut intin.
b. Pembentukan gamet betina
Alat perkembangan betina disebut putik (carpel). Putik terdiri atas stigma (kepala putik) dan ovari (bakal buah). Dalam bakal buah terdapat 1 atau lebih bakal biji (ovule).
Dinding ovule mengalami perubahan bentuk, ke arah luar membentuk integumen dan ke arah dalam membentuk jaringan pelindung.
Bagian ujung integumen sedikit terbuka membentuk mikrofil (lubang kecil tempat masuknya serbuk sari sebagai penghubung kepala putik dengan ovarium). Pada bagian tengah bakal biji terdapat kantong embrio sel induk (mengaspora).
Urutan pembentukan gamet betina yaitu:
1) Dalam bakal biji terdapat sel induk megaspora yang bersifat diploid (2n).
2) Sel induk mengaspora membelah secara meiosis menghasilkan 4 sel megaspora (n).
3) Tiga sel megaspora lenyap dan 1 sel megaspora lainnya membelah secara mitosis 3 kali, menghasilkan 8 sel.
a) Tiga sel yang berada di dekat mikrofil dibedakan menjadi 2 macam, yaitu satu sel yang berada di bagian tengah lebih besar disebut kandung lembaga primer (ovum) dan 2 sel yang berada di sebelah kanan dan sebelah kiri sel telur disebut sel sinergid (pendamping).
b) Tiga sel lainnya bermigrasi ke daerah kalaza (berlawanan dengan mikrofil) disebut antipoda.
c) Dua sel terakhir bergerak ke bagian tengah dan melebur menjadi inti kandung lembaga sekunder.
Mitosis
Mitosis berasal dari bahasa Yunani, yaitu mites berarti benang dan osis berarti proses. Pembelahan mitosis, yaitu proses pembelahan nukleus menjadi dua anakan nukleus, dan masing-masing anakan menerima 1 set kromosom berbentuk benang halus serta panjang yang jumlahnya sama dengan jumlah kromoson sel induknya.Mitosis terjadi pada sel tubuh (sel somatis). Sifat kromosomnya berpasangan, sehingga disebut diploid (2n).
Tahap-tahap mitosis, yaitu:
1. Profase
a. Sel induk yang akan membelah memperlihatkan gejala berupa terbentuknya 2 sentriol dan sentrosoma, yang satu tetap di tempat, yang satu bergerak ke arah kutub yang berlawanan.b. Dari tiap-tiap sentriol akan muncul serabut-serabut berupa filamen yang disebut benang gelendong pembelahan (benang spindel) yang menghubungkan sentriol satu dengan sentriol lain.
c. Membran inti masih tampak pada profase awal namun kemudian segera terpecah-pecah.
d. Butiran kromatin memanjang menjadi benang kromatin yang kemudian memendek menebal menjadi kromosom, dengan bagian yang menggenting disebut sentromer. Sentromer yaitu bagian kromosom yang tidak bisa menyerap warna. Tiap-tiap sentromer mengandung kinetokor, yaitu tempat mikrotubul terikat.
e. Kromosom menduplikasi membujur menjadi dua bagian, yang masing-masing disebut kromatid. Bersamaan dengan itu nukleolus mengecil ukurannya dan menghilang.
f. Kromatid terjerat pada benang spindel.
g. Benang spindel tampak meluas ke luar ke segala arah disebut sebagai aster.
h. Di akhir profase, selubung inti sel pecah dan setiap kromatid melekat di beberapa benang spindel di kinetokor.
i. Kromosom duplikat lalu meninggalkan daerah kutub dan berjajar di ekuator.
Pada sel tumbuhan yang tidak mempunyai sentriol, benang gelendong pembelahan ini terbentuk di antara dua titik disebut titik kutub.
2. Metafase
Yaitu periode selama kromosom di ekuatorial.a. Membran inti sudah menghilang.
b. Kromosom berada di bidang ekuator, dengan sentromernya seolah kromosom berpegang pada benang gelendong pembelahan.
Pada fase ini kromosom tampak paling jelas.
3. Anafase
a. Kromatid bergerak menuju ke arah kutub- kutub yang berlawanan.b. Kinetokor yang masih melekat pada benang spindel berfungsi menunjukkan jalan, sedangkan lengan kromosom mengikuti di belakang.
4. Telofase
a. Kromatid-kromatid mengumpul pada kutub-kutub.
b. Benang gelendong menghilang, kromatid menjadi kusut dan butiran-butiran kromatin muncul kembali.
c. Selaput inti terbentuk kembali dan nukleolus terlihat lagi.
d. Pada bagian ekuator terjadi lekukan yang makin lama makin ke dalam hingga sel induk terbagi menjadi dua yang masing-masing mempunyai sifat dan jumlah kromosom yang sama dengan induknya.
Mitosis merupakan pembelahan kromosom, maka setelah nukleus terbentuk kembali, muncullah sekat pemisah antara kedua nukleus pada bidang ekuator.
Dengan terbentuknya sekat pemisah dari membran menuju ke tengah, maka sel induk telah menghasilkan dua sel anakan, yang disebut sitokinesis (reproduksi sel), pada peristiwa ini terjadi pembagian inti (kariokinesis) dan pembagian plasma (sitoplasma).
Siklus Sel
Siklus sel terdiri dari dua tahap, yaitu:1. Interfase (Fase Istirahat)
Setelah mitosis selesai, kedua anak inti akan memasuki interfase. Interfase merupakan tahap yang terdapat di antara mitosis pertama dengan mitosis berikutnya dan dengan waktu paling lama + 90% dari seluruh waktu siklus sel.Istilah interfase (fase istirahat) sebenarnya kurang tepat karena justru pada saat ini sel tengah mempersiapkan diri untuk pembelahan lagi dengan mengumpulkan materi dan energi, pada fase ini terjadi sintesis protein untuk bahan organel dan replikasi DNA.
Pada interfase terjadi:
a. Struktur kromosom tidak tampak.
b. Terjadi pengumpulan energi.
c. Terjadi sintesis yang terus-menerus sehingga menyebabkan massa dan volume sel bertambah.
d. Pembelahan kromosom dimulai.
Fase interfase dibedakan menjadi tiga subfase, yaitu:
a. Fase G1 (fase pertumbuhan primer), terjadi replikasi organel-organel di dalam sitoplasma.
b. Fase S (fase sintesis), kromosom mengalami replikasi.
c. Fase G2 (fase pertumbuhan sekunder) terjadi penyusun struktur tertentu yang diperlukan pada pembelahan kromosom seperti sintesis benang-benang kumparan.
2. Fase Mitosis
Fungsi Mitosis:a. Mempertahankan faktor genetik dari generasi ke generasi berikutnya tetap normal.
b. Menjaga sel anak yang terbentuk tetap memiliki sifat induknya.
c. Pada organisme multiseluler, berperan untuk pertumbuhan.
d. Pada organisme uniseluler, berperan untuk menambah jumlah populasi organisme.
e. Untuk mengganti sel-sel yang rusak dan sel-sel yang mati.
Meiosis
Meiosis berasal dari bahasa Yunani, yang berarti berkurang.
1. Pembelahan secara meiosis (reduksi), termasuk tak langsung.
2. Pembelahan kromosom berlangsung dua kali berturut-turut diselingi interfase, yaitu meiosis I dan meiosis II, di mana keduanya juga dengan fase-fase seperti mitosis.
3. Meiosis terjadi sel-sel haploid (n kromosom) dan hanya pada sel-sel kelamin.
4. Pada profase I berlangsung 5 stadia, yaitu: Leptonema - Zigonema - Pakinema - Diplonema - Diakinesis.
Pembelahan secara meiosis dapat dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Meiosis I
Meiosis I meliputi fase-fase berikut.a. Profase I
Profase I terbagi lagi menjadi fase-fase berikut.
1) Leptonema/leptoten: benang-benang kromatin menjadi kromosom.
2) Zigonema/zigoten: kromosom yang sama bentuknya (kromosom homolog) berdekatan dan bergandengan. Setiap pasang kromosom homolog disebut bivalen.
3) Pakinema/pakiten: tiap-tiap bangun kromosom homolog mengganda, tetapi masih dalam satu ikatan sentromer sehingga terbentuk tetrad.
4) Diplonema/diploten: kromatid dan tiap-tiap belahan kromosom memendek dan membesar. Terjadi pindah silang (crossing over).
5) Diakinesis: sentrosom membentuk dua sentriol yang masing-masing membentuk benang gelendong pembelahan. Satu sentriol tetap, sedangkan sentriol yang lain bergerak ke arah kutub yang berlawanan. Membran inti dan nukleous hilang. Empat kromatid bivalen tadi disebut tetrad dan terjerat oleh benang gelendong yang dibentuk oleh sentriol-sentriol.
b. Metafase I
Tetrad berkumpul di bidang ekuator.
c. Anafase I
Benang gelendong pembelahan dari tiap- tiap kutub menarik kromosom homolog sehingga setiap pasangan kromosom homolog berpisah, bergerak ke arah kutub yang berlawanan. Sentromer belum membelah. Setiap kutub menerima campuran acak kromosom dari ibu dan bapak.
d. Telofase I
Kromatid memadat, selubung inti terbentuk, dan nukleolus muncul lagi, kemudian sitokinesis berlangsung.
Pada manusia terjadi duplikasi 2 kromosom dari 4 kromatid sehingga terbentuk 23 kromosom yang diduplikasi di setiap kutub. Benang gelendong lenyap. Kromatin muncul kembali.
Sentriol berperan sebagai sentrosom kembali. Sumber: Biology The Dynamics of Life
2. Meiosis II
Meiosis II meliputi fase-fase berikut:a. Profase II
Sentrosom membentuk dua sentriol yang terletak pada kutub yang berlawanan dan dihubungkan oleh benang gelendong. Membran inti dan nukleolus lenyap, kromatin berubah menjadi kromosom yang terjerat oleh benang gelendong.
b. Metafase II
Kromosom berada di bidang ekuator, kromatid berkelompok dua-dua. Belum terjadi pembelahan sentromer.
c. Anafase II
Kromosom melekat pada kinetokor benang gelendong, lalu ditarik oleh benang gelendong ke arah kutub yang berlawanan yang menyebabkan sentromer terbelah. Akibatnya tiap-tiap kromotidnya bergerak ke arah yang berlawanan pula.
d. Telofase II
Kromatid terkumpul pada kutub pembelahan lalu berubah menjadi kromatin kembali. Bersamaan dengan itu membran pemisah semakin jelas sehingga akhirnya terjadilah empat sel anakan.
Proses Mitosis dan Meiosis dalam Pewarisan Sifat
Proses pembentukan sel-sel gamet melibatkan pembelahan secara mitosis dan meiosis. Pembelahan mitosis terlibat pada pembentukan sel- sel induk yang bersifat diploid, sedangkan pembelahan meiosis terlibat pada proses perubahan sel-sel induk sel gamet menjadi sel-sel gamet yang bersifat haploid. Proses pembentukan sel-sel gamet disebut gametogenesis.Pada manusia dan hewan Vertebrata, proses pembentukan sel sperma yang berlangsung dalam testis disebut spermatogenesis dan proses pembentukan ovum berlangsung dalam ovarium disebut oogenesis.
Pada tumbuhan berbiji, proses pembentukan sel-sel gamet jantan (serbuk sari) terjadi pada benang sari (kepala putik) dan pembentukan gamet betina (ovum) terjadi pada putik (ovule). Sedangkan pada tumbuhan lumut dan tumbuhan paku berlangsung di dalam sporangium (kotak spora).
1. Pembentukan Sel Gamet pada Hewan dan Manusia
a. Pembentukan gamet jantan (spermatogenesis)Proses ini berlangsung dalam alat kelamin jantan yang pada hewan disebut testis. Dalam testis terdapat bagian yang disebut tubulus seminiferus. Terdapat sel-sel primordial yang bersifat diploid. Sel-sel primordial tersebut berulang kali mengalami pembelahan secara mitosis, di antaranya membentuk spermatogonium yang dianggap sebagai sel induk sperma.
Proses pembentukan sel sperma adalah:
1) Spermatogenesis, dimulai dari pembelahan sel-sel spermatogonium dalam testis dan berlangsung secara mitosis serta bersifat diploid (2n).
2) Spermatogonium tumbuh menjadi sel yang lebih besar disebut spermatosit primer (2n). Spermatosis primer membelah secara miosis menghasilkan 2 sel spermatosik sekunder.
3) Spermatosit sekunder membelah secara meiosis II menghasilkan 4 spermatid yang sama besar.
4) Spermatid, yaitu sebuah sel bundar dengan sejumlah besar protoplasma merupakan gamet dewasa dengan sejumlah kromosom haploid (n).
Spermatid yang telah menyelesaikan pembelahan meiosis, sebelum menjadi gamet fungsional harus melewati sejumlah perubahan kompleks dari struktur sel, seperti hilangnya sebagian sitoplasma.
Pembentukan ekor atau flagellum sebagai alat gerak, nukleus mengecil menjadi kepala sperma, granula sekretori dari badan golgi berkumpul pada ujung sperma dan membentuk sebuah tudung yang disebut akrosom.
Tudung ini mengandung enzim yang berperan untuk menembus membran sel telur. Organel mitokondria pindah ke bagian tengah (di antara kepala dan ekor), berfungsi menyediakan energi untuk menggerakkan ekor.
Sebagian besar sitoplasma dari spermatid dibuang sebagai badan residu, lalu diambil secara fagositosis oleh sel Sertoli dalam tubulus seminiferus. Sel ini berfungsi untuk melindungi, menunjang, dan memberi makan sperma yang sedang berkembang.
Pada manusia perkembangan spermatogonium menjadi matang memerlukan waktu 16 hari.
Setelah terjadi perubahan-perubahan ini, maka sperma menjadi sperma fungsional yang siap membuahi sel telur.
b. Pembentukan gamet betina (oogenesis)
Oogenesis berlangsung dalam ovarium hewan dan kandung lembaga dalam bakal biji tumbuhan berbiji (gametofit betina). Sel primordial (asal) dalam ovarium yang bersifat diploid ialah oogonium. Oogonium mengalami pembelahan secara mitosis membentuk oogonium tambahan yang memiliki jumlah kromosom meiosis diploid (2n).
Pada oogenesis dihasilkan satu sel telur fungsional dan 3 sel kutub atau polosit. Proses pembentukan ovum, adalah:
1) Oogonium membelah secara meiosis menjadi oogonium tambahan yang memiliki jumlah kromosom yang diploid (2n).
2) 1 oogonium tumbuh dan berkembang menjadi sebuah oosit primer.
3) Oosit primer mengalami pembelahan secara meiosis I menghasilkan 2 buah sel yang sama besarnya,. Satu sel berukuran besar disebut oosit sekunder yang mengandung kuning telur dan mempunyai jumlah kromosom yang haploid (n), serta satu sel berukuran kecil disebut badan kutub I.
4) Oosit sekunder mengalami pembelahan meiosis II, serta menghasilkan dua sel yang ukurannya berbeda. Satu sel berukuran besar disebut ootid dan satu sel lain berukuran kecil disebut badan kutub II, serta kedua sel ini bersifat haploid.
5) Pada waktu yang bersamaan badan kutub I membelah menjadi 2 badan kutub II.
6) Ootid mengalami perubahan lebih lanjut sehingga menjadi ovum yang masak.
7) Ketiga badan kutub II kemudian hancur.
Pada manusia dan hewan, oogonium dan oosit dikelilingi oleh selapis sel folikel. Pada waktu seorang bayi perempuan dilahirkan, kedua ovariumnya mengandung 400.000 oosit primer dalam tahap profase pembelahan meiosis I. Oosit primer ini tetap berada dalam tahap profase sampai mencapai kematangan seksual.
2. Pembentukan Gamet pada Tumbuhan Berbiji Tertutup (Angiospermae)
Pembentukan gamet jantan pada tumbuhan berbiji terjadi dalam gametofit jantan, yaitu kepala sari (anthera) dan menghasilkan butir serbuk sari (polen). Pembentukan gamet bertina berlangsung dari dalam gametofit betina, yaitu di dalam bakal biji (ovule) dan menghasilkan sel telur (ovum).a. Pembentukan gamet jantan
Gametofit jantan terdapat pada stamen (benang sari). Benang sari terdiri atas 2 bagian, yaitu anthera dan filamen (tangkai sari).
Proses pembentukan serbuk sari adalah sebagai berikut:
1) Dalam anthera terdapat 4 buah kantong serbuk sari.
2) Tiap kantong serbuk sari mengandung sejumlah sel induk yang disebut sel induk mikrospora dan masing-masing bersifat diploid.
3) Tiap sel induk serbuk sari membelah secara meiosis menghasilkan tetrad yang terdiri dari 4 buah sel mikroskop haploid (n) yang masih bersatu.
4) Mikrospora memisahkan diri membentuk serbuk sari yang haploid (n).
5) Tiap inti serbuk sari membelah secara mitosis menghasilkan 2 buah nukleus haploid, yaitu inti pembuluh serbuk sari dan yang satu lagi disebut inti generatif.
6) Inti generatif mengalami pembelahan secara mitosis dan tidak diikuti sitokinesis betina sehingga terbentuk 2 molekul sperma. Sedangkan nukleus buluh serbuk sari tidak ikut membelah.
7) Serbuk sari yang masak memiliki 3 molekul, masing-masing bersifat haploid, yaitu:
a) Satu nukleus buluh serbuk sari.
b) Dua nukleus sperma, yaitu nukleus generatif dan nukleus vegetatif.
8) Tiap serbuk sari mempunyai dua lapisan kulit, yaitu bagian luar di sebut eksin dan bagian dalam disebut intin.
b. Pembentukan gamet betina
Alat perkembangan betina disebut putik (carpel). Putik terdiri atas stigma (kepala putik) dan ovari (bakal buah). Dalam bakal buah terdapat 1 atau lebih bakal biji (ovule).
Dinding ovule mengalami perubahan bentuk, ke arah luar membentuk integumen dan ke arah dalam membentuk jaringan pelindung.
Bagian ujung integumen sedikit terbuka membentuk mikrofil (lubang kecil tempat masuknya serbuk sari sebagai penghubung kepala putik dengan ovarium). Pada bagian tengah bakal biji terdapat kantong embrio sel induk (mengaspora).
Urutan pembentukan gamet betina yaitu:
1) Dalam bakal biji terdapat sel induk megaspora yang bersifat diploid (2n).
2) Sel induk mengaspora membelah secara meiosis menghasilkan 4 sel megaspora (n).
3) Tiga sel megaspora lenyap dan 1 sel megaspora lainnya membelah secara mitosis 3 kali, menghasilkan 8 sel.
a) Tiga sel yang berada di dekat mikrofil dibedakan menjadi 2 macam, yaitu satu sel yang berada di bagian tengah lebih besar disebut kandung lembaga primer (ovum) dan 2 sel yang berada di sebelah kanan dan sebelah kiri sel telur disebut sel sinergid (pendamping).
b) Tiga sel lainnya bermigrasi ke daerah kalaza (berlawanan dengan mikrofil) disebut antipoda.
c) Dua sel terakhir bergerak ke bagian tengah dan melebur menjadi inti kandung lembaga sekunder.
