Siklus Sel dan Fase Mitosis pada Akar Bawang (Allium cepa)
Pengantar dan Alasan Penggunaan Akar Bawang
Proses pembelahan sel secara mitosis memiliki peran yang sangat vital, baik dalam pertumbuhan jaringan maupun reproduksi seluler. Mitosis memastikan bahwa setiap sel anak menerima salinan materi genetik yang persis sama dengan sel induknya.
Akar bawang merah (Allium cepa) sering digunakan secara in vitro untuk mengevaluasi efek dari berbagai bahan kimia. Tanaman ini merupakan spesimen yang ideal untuk pengamatan sitologi dengan beberapa alasan :
- Bawang adalah tumbuhan monokotil yang memiliki kromosom berukuran besar, sehingga sangat mudah dikenali dan diamati di bawah mikroskop.
- Sel bawang hanya memiliki 8 kromosom, jauh lebih sedikit dibandingkan sel manusia yang memiliki 46 kromosom.
- Bagian ujung akar mengandung sel-sel meristematik, yaitu sel-sel yang secara aktif terus melakukan pembelahan untuk pertumbuhan organ akar.
Siklus Sel (The Cell Cycle)
Siklus sel merujuk pada urutan proses di mana sel membelah, mereplikasi DNA-nya, dan membagi organel untuk menghasilkan dua sel anak. Siklus ini terbagi menjadi fase persiapan (Interfase) dan fase pembelahan (Mitosis). Sel menghabiskan sebagian besar masa hidupnya dalam Interfase sebelum akhirnya memulai mitosis. Interfase terbagi menjadi tiga tahap krusial:
- Fase G1
Ini adalah periode sebelum sintesis DNA dimulai. Sel sangat aktif secara metabolik dan terus mengalami pembesaran ukuran, namun belum menyalin DNA-nya. - Fase S
Pada tahap ini, sel melakukan sintesis atau replikasi DNA. Jika kandungan DNA awal sel adalah 2N, maka setelah replikasi menjadi 4N. Kendati demikian, jumlah kromosom tetap konstan (misalnya 2n kromosom di fase G1 akan tetap 2n di akhir fase S). - Fase G2
Ini adalah interval antara selesainya replikasi DNA dan dimulainya fase mitosis (profase). Sel bersiap membelah dengan memproduksi RNA, protein, dan makromolekul lain yang esensial untuk pembentukan gelendong (spindle) dan perkembangan organel.
Tahapan Mitosis (Fase M)
Sebagian besar siklus hidup sel dihabiskan pada fase interfase. Fase ini terjadi tepat sebelum profase dan merupakan tahap persiapan sebelum mitosis dimulai (di mana DNA direplikasi/disalin). Secara teknis, profase adalah tahap awal dari proses pembelahan ini karena pada tahap inilah nukleus (inti sel) mulai membelah. Mitosis terdiri dari serangkaian tahapan yang berkesinambungan:
- Profase
Profase, yang terjadi tepat setelah fase S dan G2 pada siklus sel, ditandai dengan kondensasi (pemadatan) materi genetik menjadi kromosom mitotik padat. Kromosom ini terdiri dari dua kromatid yang terhubung pada sentromer. Menjelang akhir profase, gelendong mitotik (spindle), mikrotubulus, dan komponen sitoplasma berbasis protein yang membantu proses pembelahan mulai terbentuk. Pemecahan selubung nukleus juga mulai terjadi. Pada titik ini, kromosom mulai menggulung dan menebal; selain itu, nukleolus (anak inti) dan membran inti mulai menyusut dan akhirnya menghilang, yang menandakan dimulainya fase mitotik secara aktif. - Prometafase
Selubung nukleus hancur sepenuhnya pada tahap prometafase. Mikrotubulus kini dapat memanjang secara bebas menuju sentromer kromosom. Mikrotubulus tersebut menempel pada kinetokor, sehingga sel dapat menggerakkan kromosom. Ketika kumpulan serat bergabung membentuk benang gelendong (spindle fibers), tahap ini telah mencapai kondisi akhirnya. - Metafase
Pada titik ini, kromosom mulai ditarik oleh mikrotubulus dengan kekuatan yang sama rata, sehingga posisinya berakhir di bagian tengah sel. Area tengah ini disebut sebagai pelat metafase (bidang ekuator). Mekanisme ini memastikan setiap sel anak nantinya menerima genom yang berfungsi penuh. Kromosom menebal secara maksimal selama tahap ini. Setiap kromosom memiliki dua kromatid yang berbeda, masing-masing menempel pada benang gelendong di sisinya, dan berbaris sejajar di sepanjang bagian tengah sel. - Anafase
Anafase dimulai dengan pemisahan kromatid bersaudara (sister chromatids). Kromatid bersaudara ini nantinya akan berkembang menjadi kromosom pada inti sel anak. Benang-benang yang terhubung ke kinetokor setiap kromosom kemudian menarik kromosom ke arah kutub masing-masing. Sentromer dari setiap kromosom berada di posisi depan saat ditarik, sementara lengan kromosom mengikuti di belakangnya. Setiap pasangan kromatid terpisah dari sentromernya dan bergerak menuju ujung (kutub) sel yang berlawanan melalui benang gelendong. Membran sel di bagian tengah juga mulai mengalami pelekukan pada tahap ini. - Telofase
Seiring dengan mulai terbentuknya kembali membran inti, kromosom-kromosom yang telah terkumpul di kedua kutub mulai menyatu menjadi massa yang tidak berdiferensiasi (kembali terurai menjadi benang kromatin). Setelah menghilang pada tahap profase, nukleolus, badan Golgi, dan kompleks Retikulum Endoplasma (RE) mulai terbentuk kembali. - Sitokinesis
Sitokinesis, atau pembelahan sitoplasma menjadi dua sel anak, terjadi setelah telofase. Hal ini menandakan berakhirnya pembelahan sel. Kedua ujung sel kini telah diisi oleh kromatid. Dengan hilangnya benang gelendong, terurainya kromosom anak menghasilkan pembentukan kembali serat kromatin. Pembentukan kembali nukleolus dan membran inti menghasilkan kemunculan dua inti sel anak di kutub yang berlawanan. Sitokinesis atau pemisahan sel secara utuh dapat terjadi pada tahap ini. - Fase siklus sel selanjutnya setelah mitosis dikenal sebagai interfase, dan terjadi di antara dua pembelahan sel yang berurutan. Sebagian besar masa hidup sel dihabiskan dalam interfase, yang mencakup tahapan G1, S, dan G2.
Referensi
Gupta, S., Kumar, A. (2023). Chromosomes and the Mitotic Cell Cycle Phase in Onion Roots. Int Internal Med J, 1(5), 224-228.
