Meiosis: Perbedaan antara revisi

'''Meiosis''' (dari [[bahasa Yunani]] yang berarti "berkurang") adalah salah satu jenis pembelahan [[Sel (biologi)|sel]] yang terjadi pada organisme yang [[Reproduksi seksual|bereproduksi]] secara seksual untuk memproduksi [[sel gamet]] seperti sperma maupun sel telur. Ciri utama dari meiosis adalah prosesnya terjadi dalam dua tahapan pembelahan. Pada akhirnya, sel yang mengalami meiosis akan menghasilkan empat sel dengan setiap sel hanya memiliki satu salinan dari [[kromosom]] induknya ([[haploid]]).<ref name=":0">{{Cite book|last=Zakrinal; Purnama|first=Sinta|date=|url=https://books.google.co.id/books?id=CE568QH2ybMC|title=Jago Biologi SMA|location=|publisher=Niaga Swadaya|isbn=978-979-1474-25-2|pages=139|language=id|url-status=live}}</ref> Selain itu, sebelum pembelahan pertama, kromosom dari sel yang mengalami meiosis akan saling berbagi materi genetik dalam suatu proses yang disebut [[pindah silang]] sehingga akan menghasilkan kombinasi materi genetik pada setiap kromosom sel tersebut. Nantinya, ketika sel hasil meiosis yang haploid ini menyatu dengan sel haploid lainnya dalam suatu proses yang disebut [[fertilisasi]], sel yang memiliki dua pasangan kromosom ([[diploid]]) akan terbentuk kembali sebagai [[zigot]]. Mekanisme meiosis ini memungkinkan organisme yang melakukan reproduksi secara seksual untuk tetap mempertahankan jumlah kromosomnya.

Kesalahan dalam proses meiosis akan menghasilkan kondisi yang disebut aneuploidi, yaitu sebuah kondisi dimana sel hasil meiosis-nya memiliki jumlah kromosom yang tidak sesuai.<ref>{{Cite book|last=Ferdinand|first=Fictor|last2=Ariewibowo|first2=Mukti|date=|url=https://books.google.co.id/books?id=Y-ho6ZawoLAC&pg=PA114&dq=aneuploidi&hl=en&sa=X&ved=2ahUKEwjq6tfgwZjtAhVGdCsKHT_WDj8QuwUwAHoECAAQCA#v=onepage&q&f=false|title=Praktis Belajar Biologi|location=|publisher=PT Grafindo Media Pratama|isbn=978-979-9177-67-4|pages=119|language=id|url-status=live}}</ref> Aneuploidi merupakan salah satu penyebab utama dari keguguran dan salah satu penyebab paling utama pada kelainan perkembangan janin.

Meiosis terjadi pada semua organisme eukariot yang bereproduksi secara seksual{{Efn|Recombination repair systems exist in both prokaryotes and eukaryotes, but meiosis is limited to eukaryotes}}, baik itu organisme sel tunggal maupun [[Organisme multiseluler|multiseluler]].<ref name=":3">{{Cite journal|last=Lodé|first=Thierry|date=2011|title=Sex is not a solution for reproduction: The libertine bubble theory|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/bies.201000125|journal=BioEssays|language=en|volume=33|issue=6|pages=419–422|doi=10.1002/bies.201000125|issn=1521-1878|efn=sexual reproduction limits the overallnumber of offspring, sex is known tohave an evolutionary price to pay, the‘twofold cost’ of sex}}</ref>

Meiosis dimulai dengan sel yang diploid, yaitu sel yang memiliki dua salinan untuk setiap kromosom. Kedua salinan kromosom ini disebut dengan kromosom homolog. Pertama-tama, sel mengalami replikasi DNA, sehingga setiap kromosom homolog ini akan mereplikasi dirinya masing-masing membentuk struktur yang identik yang disebut dengan kromatid bersaudara. Selanjutnya, setiap pasangan homolog ini nantinya akan membentuk kiasmata, yaitu jembatan antara kromosom homolog ini dan saling berbagi [[Pengantar genetika|informasi genetik]] dengan [[Rekombinasi genetika|rekombinasi genetik]].<ref name=":4">{{Cite book|last=Agus|first=Rosana|date=2018-01-16|url=https://books.google.co.id/books?id=9BxtDwAAQBAJ&pg=PA87|title=Dasar-Dasar Biologi Molekuler: Basics of Molecular Biology (IND SUB)|location=|publisher=Celebes Media Perkasa|isbn=978-602-51177-6-3|pages=89|language=id|url-status=live}}</ref> Struktur pasangan kromosom yang memiliki kromatid pasangannya serta berpasangan pula dengan kromosom homolognya disebut dengan tetrad. Pada fase pembelahan meiosis pertama, kromosom homolog ini akan berpisah dengan benang spindel. Selanjutnya, sel akan memasuki meiosis tahap dua dimana kromatid bersaudara ini akan berpisah. Sehingga pada akhirnya, meiosis akan menghasilkan empat sel dengan kromosom haploid. Namun, hewan betina hanya akan memiliki satu sel fungsional saja yang akan berekmbang menjadi ovum, sisanya akan membentuk badan polar.<ref name=":5">{{Cite book|last=Fried|first=George|last2=J. Hademenos|first2=George|date=|url=https://books.google.co.id/books?id=1dlZZkx_pYoC&pg=PA98&dq=badan+polar&hl=en&sa=X&ved=2ahUKEwjZrpnPwpjtAhVHeX0KHT8mAtEQ6wEwAnoECAYQAQ#v=onepage&q&f=false|title=Schaums : Tss Biologi Ed. 2|location=|publisher=Erlangga|isbn=978-979-781-713-8|pages=98|language=id|url-status=live}}</ref>

Karena rekombinasi genetik, suatu kromatid tunggal akan memiliki [[Pengantar genetika|kombinasi informasi]] genetik dari ayah dan ibu, sehingga menghasilkan anak yang secara genetis berbeda dari kedua orangtuanya. Perbedaan genetik yang dihasilkan dari reproduksi seksual ini berkontribusi terhadap variasi sifat yang dimiliki suatu spesiesspebisies.<ref name=":4" /> Sifat-sifat ini nantinya akan [[Seleksi alam|diseleksi oleh alam]].

Meiosis banyak menggunakan mekanisme yang sama seperti mitosis, yaitu pembelahan sel yang digunakan oleh [[eukariota]] untuk membagi sel menjadi dua sel yang identik. Pada beberapa [[tanaman]], [[jamur]], dan [[protista]], meiois menghasilkan spora, yaitu sel haploid yang dapat membelah tanpa harus melewati [[Pembuahan|fertilisasi]]. Beberapa eukariota, seperti [[rotifera]], tidak dapat melakukan meiosis. Tapi mereka dapat bereproduksi lewat [[Partenogenesis|parthenogenesis]].<ref>{{Cite book|last=Schön|first=Isa|last2=Martens|first2=Koen|last3=Dijk|first3=Peter van|date=2009-09-22|url=https://books.google.co.id/books?id=GaWD_OtE0AMC|title=Lost Sex: The Evolutionary Biology of Parthenogenesis|location=|publisher=Springer Science & Business Media|isbn=978-90-481-2770-2|pages=261|language=en|url-status=live}}</ref>

Meiosis tidak ada pada [[arkea]] maupun [[bakteri]], yang biasanya bereproduksi secara [[Reproduksi aseksual|aseksual]] lewat pembelahan biner.<ref>{{Cite book|last=Sudjadi|first=Bagod|last2=Laila|first2=Siti|date=2007|url=https://books.google.co.id/books?id=TwmVv-Fhf_YC&pg=PA84|title=Biologi|location=|publisher=Yudhistira Ghalia Indonesia|isbn=978-979-676-571-3|pages=84|language=id|url-status=live}}</ref> Namun, mereka juga memiliki proses "seksual" yang disebut dengan [[transfer gen horizontal]]. Proses ini memungkinkan bakteri maupun arkea mengirimkan DNA mereka dan DNA tersebut akan direkombinasi dengan DNA lain sehingga menghasilkan molekul DNA yang merupakan percampuran dari dua asal yang berbeda.

Meiosis dibagi menjadi dua, yaitu meiosis I dan meiosis II. Pembagian ini juga dapat dibagi lebih jauh lagi menjadi kariokinesis I, sitokinesis I, kariokinesis II, dan sitokinesis II. Tahapan persiapan sebelum menuju meiosis identik dengan tahapan interfase dari mitosis. [[Interfase]] dibagi menjadi tiga tahapan<ref name=":6">{{Cite book|last=Susilowarno|first=Gunawan|last2=Hartono|first2=Sapto|last3=Mulyadi|first3=|last4=Mutiarsih|first4=Enik|last5=Murtiningsih|first5=|first6=Umiyati|date=|url=https://books.google.co.id/books?id=VZpoowMG8sMC&pg=PA89|title=Biologi SMA/MA Kls XII (Diknas)|location=|publisher=Grasindo|isbn=978-979-025-021-5|pages=89|language=id|url-status=live}}</ref> :

Pada meiosis, beberapa gen [[Transkripsi (genetik)|ditranskripsikan]] dengan sangat banyak.<ref>{{Cite journal|last=Brar|first=Gloria A.|last2=Yassour|first2=Moran|last3=Friedman|first3=Nir|last4=Regev|first4=Aviv|last5=Ingolia|first5=Nicholas T.|last6=Weissman|first6=Jonathan S.|date=2012-02-03|title=High-Resolution View of the Yeast Meiotic Program Revealed by Ribosome Profiling|url=https://science.sciencemag.org/content/335/6068/552|journal=Science|language=en|volume=335|issue=6068|pages=552–557554|doi=10.1126/science.1215110|issn=0036-8075|pmc=PMC3414261|pmid=22194413}}</ref> Selain itu, ada juga mekanisme translasi protein yang spesifik untuk meregulasi fase-fase meiosis. Oleh karena itu, baik transkripsi maupun [[Translasi (genetik)|translasi]] dari gen-lah yang mengatur restrukturisasi sel untuk menjalankan meiosis.

Pada fase diploten atau disebut juga ''diplonema'' dari bahasa Yunani yang berarti "dua benang", kompleks sinaptonemal terurai dan kromosom homolog sedikit berpisah satu sama lain, namun tidak pada tempat terjadinya pindah silang, sehingga bentuk tetrad sudah dapat terlihat.<ref>{{Cite book|last=Begot|first=Santoso|date=Juni, 2007|url=https://books.google.co.id/books?id=FbIawWDzoQoC&pg=PA76|title=Biologi Pelajaran Biologi untuk SMA/MA|location=Jakarta|publisher=Ganeca Exact|isbn=978-979-744-700-7|pages=76|language=id|url-status=live}}</ref> Tempat terjadinya pindah silang tersebut dinamakan kiasmata. Kiasmata tetap berada pada kromosom sampai anafase I dimana kromosom homolog dipaksa untuk bergerak ke bagian sel yang berlawanan.

Pembelahan meiosis pertama berakhir setelah kromosom sampai pada kutub yang berlawanan. Setiap sel anak sekarang memiliki setengah jumlah kromosom awalnya namun masih memiliki kromatid bersaudara. [[Mikrotubulus|Mikrotobulus]] yang sebelumnya merambat pada jaringan spindel dalam sel mulai menghilang dan membran inti mulai terbentuk pada pasangan kromosom haploid tersebut. Kromsom mulai kembali memudar menjadi [[kromatin]]. Membran sel mulai mengalami [[sitokinesis]], proses dimana membran sel mulai menjempit (atau pada tumbuhan, pembentukan dinding sel) terjadi. Sitokinesis menyelesaikan pembentukan dua sel anak. Namun, sitokinesis yang tidak terjadi secara sempurna akan membentuk "jembatan sitokinesis" yang memungkinkan kedua sel anakan masih menyatu sampai akhir meiosis II.<ref>{{Cite journal|last=Haglund|first=Kaisa|last2=Nezis|first2=Ioannis P.|last3=Stenmark|first3=Harald|date=2011-01-01|title=Structure and functions of stable intercellular bridges formed by incomplete cytokinesis during development|url=https://doi.org/10.4161/cib.13550|journal=Communicative & Integrative Biology|volume=4|issue=1|pages=1–97|doi=10.4161/cib.13550|pmid=21509167}}</ref> Kromatid bersaudara masih ada pada telofase I.

Asal usul dari meiosis belum diketahui secara sempurna. Saat ini, belum ada konsensus antara ilmuwan tentang bagaimana jenis kelamin muncul dalam [[eukariota]] lewat [[evolusi]]. Hal ini penting karena jenis kelamin-lah yang memerlukan meiosis. Pertanyaan-pertanyaan yang muncul selain itu adalah apa sebenarnya fungsi jenis kelamin dan mengapa jenis kelamin dipetahankan dalam evolusi, mempertimbangkan bahwa [[reproduksi seksual]] tidaklah efisien karena memiliki biaya dua kali lipat dibanding reproduksi aseksual{{Efn|sexual reproduction limits the overallnumber of offspring, sex is known tohave an evolutionary price to pay, the‘twofold cost’ of sex}} (organisme aseksual dapat bereproduksi jauh lebih cepat dibanding dengan orangisme seksual).<ref name=":3" /> Yang sudah diketahui, sudah jelas bahwa jenis kelamin berevolusi sekitar 1,2 milyar tahun yang lalu dan hampir semua spesies yang merupakann keturunan organisme yang bereprodusi seksual sampai sekarang masih bereproduksi seksual pula, termasuk [[tanaman]], [[fungi]], dan [[hewan]].

Meiosis merupakan siklus kunci pada [[eukariota]]. Meiosis dapat ditemukan dari organisme bersel tunggal seperti ragi sampai organisme multiseluler kompleks seperti manusia. Eukariota berkembang dari prokariota lebih dari 2,2 milyar tahun yang lalu.<ref>{{Cite journal|last=Retallack|first=Gregory J.|last2=Krull|first2=Evelyn S.|last3=Thackray|first3=Glenn D.|last4=Parkinson|first4=Dula|date=2013-09-01|title=Problematic urn-shaped fossils from a Paleoproterozoic (2.2Ga) paleosol in South Africa|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301926813001812|journal=Precambrian Research|language=en|volume=235|issue=|pages=71–8778|doi=10.1016/j.precamres.2013.05.015|issn=0301-9268}}</ref>

Meiosis muncul pada siklus hidup eukariota yang mengalami reproduksi seksual. Proses ini terjadi seiring dengan terjadinya mitosis. Pada tahapan tertentu, [[sel nutfah]] akan menghasilkan sel gamet lewat proses meiosis. Sedangkan sel-sel tubuh fungsional akan dihasilkan oleh sel somatik yang dihasilkan lewat proses mitosis. Pada organisme mulitseluler, meiosis dan fertilisasi terjadi berulang-ulang. Pengulangan ini menghasilkan transisi antara keadaan organisme yang [[haploid]] dan [[diploid]]. Kehidupan suatu organisme dapat terjadi pada masa diploid, sehingga disebut ''diplontik,'' atau organisme tersebut hidup pada masa haplod, sehingga disebut ''haplontik,'' atau bahkan keduanya, sehingga disebut ''haplodiplontik.'' Dengan pembagian seperti ini, ada tiga tipe organisme yang melakukan reproduksi secara seksual yang dibedakan dengan pada jumlah kromosom berapa suatu organisme tersebut hidup.<ref name=":9">{{Cite book|last=Experts|first=Arihant|date=2019-06-04|url=https://books.google.co.id/books?id=XBrzDwAAQBAJ&pg=PA58PA47|title=Master The NCERT for NEET Biology - Vol.1 2020|location=|publisher=Arihant Publications India limited|isbn=978-93-131-9230-5|pages=5847|language=en|url-status=live}}</ref>

Meiosis terjadi pada semua jenis hewan dan tumbuhan. Produksi gamet dengan setengah jumlah kromosom. Namun detail prosesnya berbeda. Pada hewan, meiosis langsung menghasilkan gamet. Sedangkan pada tanaman, terdapat pergiliran generasi dimana generasi diploid yang disebut [[sporofit]] akan menghasilkan [[spora]] haploid. Spora ini akan membelah lewat mitosis dan berkembang menjadi gametofit haploid, yang akan menghasilkan gamet secara langsung (tanpa meiosis). Pada kedua hewan dan tanaman, tahapan terkahirnya tetap sama, yaitu [[Fusi sel|fusi]] kedua gamet sehingga mengembalikan jumlah kromosom induknya.<ref>{{Cite book|last=Campbell|first=|last2=Reece|first3=Mitchell|date=|url=https://books.google.co.id/books?id=MmtYqOgh3FYC&pg=PA155|title=Biologi Jl. 2 (lux) Ed. 5|location=|publisher=Erlangga|isbn=978-979-688-469-8|pages=155|language=id|url-status=live}}</ref>

Selain non-disjungsi, variasi lain pada meiosis mungkin terjadi dengan cara meiosis hanya satu tahap. Meiosis satu tahap ini sangatlah jarang dan terjadi hanya pada beberapa [[flagellata]]. Seperti pada kecoa pemakan kayu ''[[Cryptocercus]].''<ref>{{Cite journal|last=Raikov|first=Igor B.|date=1995-03-15|title=Meiosis in protists: Recent advances and persisting problems|url=httphttps://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0932473911803494|journal=European Journal of Protistology|language=en|volume=31|issue=1|pages=1–71|doi=10.1016/S0932-4739(11)80349-4|issn=0932-4739|efn=One-divisional meiosis seems to be rather a rarity having independent and secondary origin (in some flagellates from the gut of Cryptocercus).}}</ref>