Pewarisan materi genetik pada mitosis dan miosis
Proses siklus sel dan mitosis akan digambarkan secara ringkas di bawah ini


Gambar 2. Fase M (faculty.uca.edu)
Meiosis
1. Gamet yang bersifat haploid (n) tapi berasal dari sebuah sel induk diploid (2n). Berhubung dengan itu, pembentukan gamet harus didahului dengan pembelahan reduksi dari jumlah kromosom dan pembelahan ini lazim disebut sebagai meiosis (Suryo,2005)
2. Proses meiosis terdiri dari 2 pembelahan sel secara berurutan dengan satu duplikasi kromosomnya saja. Masing-masing dari kedua pembelahan meiotik itu dapat dipisahkan menjadi fase-fase yang serupa dengan fase-fase mitosis. Akan tetapi terdapat perbedaan-perbedaan penting pada perilaku kromosomnya dalam pembelahan yang pertama (Kimball,1999).
a. Meiosis 1
1) Profase 1
a) Leptoten
Ketika kromosom mula-mula mulai nampak, setiap homolog kelihatannya memiliki struktur tunggal, namun seperti halnya mitosis, kebanyakan DNA selnya berganda selama fase S yang mendahului profase 1. Jadi kita harus berkesimpulan bahwa sebenarnya struktur itu sudah berganda (Kimball,1999)
b) Zigoten
Setiap kromosom dalam sel itu berpasangan dengan homolognya menurut panjangnya. Homolog yang berpasangan itu disebut bivalen (Kimball,1999)
c) Pakiten
Fase pakiten diwakili oleh gambar berikut

Gambar 3. Tahapan-tahapan dari meiosis. (a) Pre-meiotic interphase. (b) Leptotene. (c) Zygotene. (d) Pachytene. (e) Diplotene/ diakinesis. (f) Metaphase I. (g) Anaphase I. (h) Metaphase II. (i) Anaphase II. (j) Telophase II (content.answers.com)
d) Diploten
Setiap bivalen mengandung 4 utasan kromatid. Titik tempel antara 2 kromatid yang tidak berasal dari kromosom yang ssama disebut kiasma.Pada kiasma, kromatid tidak seasal telah bertukar segmen-segmen. Proses ini disebut alih silang. Proses ini bersifat berbalasan. Lokasi dan jumlah kiasma beragam pada berbagai kromosom dan bermacam-macam sel. Pada fase ini, kedua homolog mulai saling menjauh (Kimball,1999)
e) Diakinesis
Di sini struktur tetrad betul-betul terlihat. Nukleolinya menghilang, membrane nucleus terdisintegrasi menjadi vesikel, dan benang-benang spindle mulai terlihat (content.answer.com)

Gambar 4. Kiasma (carolguze.com)
2) Metafase 1
Bivalen –bivalen menempatkan diri di bidang tengah dari sel secara acakan (Suryo,2005).
3) Anafase 1 dan telofase 1
Dengan dimulainya anafaase 1, kedua sentromer setiap bivalen berpindah ke kutubnya masing-masing. Hal ini memisahkan bivalen tersebut. Pada anafase ini, tidak terjadi pemisahan sentromer tapi terjadi pemisahan kromosom homolognya. Jadi pada telofase dihasilkan dua sel anakan yang masing-masing hanya mempunyai satu anggota dari setiap pasangan homolog kromosomnya yang terdapat pada sel asalnya (kimball,1999)
b. Interkinesis
Waktu yang pendek antara meiosis 1 dan meiosis 2 (Suryo,2005)
c. Meiosis 2
1) Profase II
Serabut serabut gelendong terbentuk lagi (Suryo,2005)
2) Metafase II
Sentromer – sentromer menempatkan diri di tengah sel (Suryo,2005)


3) Anafase II
Sentromer dari tiap kromosom membelah, kromatid-kromatid memisahkan diri dan bergerak ke kutub yang berlawanan dan merupakan kromosom (Suryo,2005)
4) Telofase II
Berlangsunglah sitokinese lagi, diikuti dengan terbentuknya dinding inti. Jadi pada meiose, maka sebuah sel induk diploid akhirnya menghasilkan empat sel anakan masing – masing haploid (Suryo,2005)
Mitosis
Diawali aktivasi MPF (Mitosis Promoting Factor) yang memicu proses fosforilasi protein yang diakhiri dengan defosforilasi
Fosforilasi menyebabkan perubahan morfologi sel seperti pemampatan kromatin menjadi kromatid untuk kemudian 2 kromatid bersatu menjadi kromosom, menghilangnya selubung nukleus dan perubahan organisasi sitoskelet.
Perubahan organisasi sitoskelet diawali dengan terduplikasinya sentrosoma jadi 2 kutub pembelahan mitotik dan inti sentrosoma akan memancarkan mikrotubula aster. Mikrotubula ini berperan dalam mengatur letak kromosom selama proses pembelahan
Profase
a. Sentrosoma memancarkan mikrotubula aster yang makin lama makin memanjang dan kedua sentrosoma akan saling bergerak menjauh
b. Benang-benang kromatin menduplikasi diri dan berkondensasi menjadi kromatid. Dua kromatid diikat jadi satu di daerah sentromer menjadi kromosom. Sentromer diikat kinetokor dan kinetokor diikat mikrotubula kinetokor. Selubung inti pecah terurai menjadi komponen-komponen penyusunnya yang kemudian larut di sekitar sel yang membelah
Prometafase
c. Selubung inti pecah sehingga mikrotubula bisa memasuki daerah inti
d. Akhir prometafase ditandai dengan bergeraknya kromosom ke bidang ekuator pembelahan


Metafase
e. Terjadi pengaturan letak dan arah kromosom oleh mikrotubula kinetokor sehingga setiap kromosom menghadap kutub masing-masing
f. Mikrotubula kinetokor menggerakkan kromosom ke bidang ekuator. Kromosom tertata di bidang ekuator
Anafase
g. Terbelahnya kromosom jadi 2 kromatida dimana masing-masing dengan sebuah kinetokor
h. Kromatida tersebut akan bergerak ke arah kutub pembelahan masing-masing karena memendeknya mikrotubula kinetokor secara tiba-tiba. Di fase ini kutub mitosis akan saling menjauh
i. Setelah kromatida-kromatida berkumpul di kutub pembelahan masing-masing, kariokinesis memasuki tahap telofase
Telofase
j. Terakitnya kembali selubung nukleus di sekeliling tiap kelompok kromosom baru
k. Mikrotubula kinetokor menghilang. Mikrotubula kutub masih ada dan memanjang
Sitokinesis
l. Proses pembelahan sitoplasma yang ditandai dengan pelekukan pada sel. Pelekukan terjadi di tengah bidang pembelahan karena aktivitas cincin kontraktil
m. Pelekukan menyebabkan mikrotubula kutub tumpang tindih. Mikrotubula kutub yang saling tumpang tindih membentuk mid body (berfungsi sebagai tambatan 2 sel anakan)
n. Setelah pelekukan pada tengah bidang pembelahan sempurna, cincin kontraktil akhirnya menghilang (terurai menjadi komponen penyusunnya)
o. Selubung inti dan nukleolus terbentuk lengkap



Perbandingan antara mitosis dan miosis

Mitosis Miosis
Terjadi pada hampir semua sel somatis Hanya terjadi pada sel generatif, yaitu dlam alat pembiakan generatif
Hanya berlangsung satu kali saja selama satu daur Berlangsung dalam dua tingkat selama satu daur, yang disebut meiosis I dan II
Merupakan pembelahan yang memisahkan kromatid serupa (sister chromatid) Pada meiosis I terjadi pembelahan reduksi yang memisahkan kromosom homolog dalam anafase I, sedang pemisahan kromatid serupa berlangsung selama meiosis II
Kromosom tidak berpasangan. Biasanya tidak berbentuk kiasmata, sehingga tidak terjadi pertukaran sifat-sifat genetik Kromosom-kromosom homolog berpasangan, dan biasanya terbentuk kiasmata sehingga ada pertukaran sifat-sifat genetik
Dari satu sel diploid dihasilkan dua sel anakan yang masing-masing tetap diploid. Jumlah kromosom anakan sama dengan kromosom indukan Dari satu induk yang diploid dihasilkan empat sel anakan yang masing-masing haploid. Jumlah kromosom sel anakan separoh dari jumlah kromosom sel induk
Hasil mitosis dapat mengalami mitosis lagi Hasil miosis tidak dapat mengalami meisosi lagi, tetapi dapat mengalami mitosis.

Pindah Silang

Selama berlangsung sinapsis dalam gametogenesis, kromosom-kromosom suatu pasangan homolog itu berkontak erat sekali. Dalam kontak tersebut gen-gen alelomorf dapat ditranslokasikan, yaitu gen-gen untuk karakter-karakter alternative berganti tempat melalui beberapa macam jalan. Peristiwa ini kemungkinan terpuntirnya kromosom –kromosom satu terhadap yang lain ketika berlangsung sinapsis. Hasil akhirnya adalah karakter-karakter tertentu yang telah terjadi bersama-sama(linked) mungkin kadang terpisah lagi. Jika pemisahan suatu kromosom lebih panjang dari semestinya akan memungkinkan terjadinya pindah silang(crossing over) yang lebih besar.(Brotowidjoyo, 1989).


Perkawinan antara jumlah kromosom yang berbeda

Euploida
Euploidi ialah keadaan bahwa jumlah kromosom yang dimiliki oleh sesuatu makhluk merupakan kelipatan dari kromosom dasarnya (kromosom haploidnya).

Tipe euploid Jumlah genom Komplomen kromosom
Monoploid N A B C
Diploid 2n AA BB CC
Poliploid >2n
Triploid 3n AAA BBB CCC
Tetraploid 4n AAAA BBBB CCCC
Pentaploid 5n AAAAA BBBBB CCCC
Heksaploid 6n AAAAAA BBBBB CCCC
Monoploid
Individu monoploid hanya mempunyai satu genom, yaitu hanya ada satu homolog untuk setiap kromosom
Poliploid
Poliploidi adalah keadaan bahwa individu memiliki lebih dari dua genom. Salah satu sebab mengapa pada hewan amat jarang didapatkan poliploidi ialah karena hewan memiliki kromosom kelamin sehingga poloploidi akan menyebabkan terjadinya kelainan pada keseimbangan seks. Demikian pula pada manusia, yang biasanya mengalami keguguran.
Kemungkinan terjadinya poliploidi pada tumbuhan ialah,
1. Poloploidi terjadi di dalam alam.
Kelipatan somatis. Sel kadang-kadang mengalami pemisahan yang tak teratur selama mitosis sehingga menghasilkan sel-sel meristematik, yang menyebabkan kelipatan jumlah kromosomnya tetap berada dalam generasi baru dari tanaman itu.
Sel sel reproduktif dapat mengalami reduksi yang tak teratur atau mengalami pembelahan sel yang tak teratur sehingga kromosom nya tidak memisah secara sempurna ke kutub-kutub sel diwaktu anafase.
2. poliploidi secara induksi (suryo, 2005)
Tipe-tipe Poliploidi
a. tanaman autopoliploidi, yaitu apabila genom yang sama mengalami kelipatan, misalnya (n1+n1)
b. tanaman allopoliploidi, yaitu apabila genom-genom yang berbeda berkumpul melalui hibridisasi (misalnya m1+m1) (suryo, 2005)

Mutasi
Macam-macam
Mutasi Dapat Terjadi Pada Tingkat DNA. Gen, dan Kromosom.     Mutasi adalah peristiwa perubahan genetik (gen ataukromosom) dari suatu individu yang bersifat menurun.
a. Mutasi Gen
Antara timin dan adenine atau antara guanin dan sitosin dihubungkan oleh ikatan hidrogen yang lemah " Atom-atom hidrogen dapat berpindah dari satu posisi ke posisi lain pada purin atau pirimidin. Perubahan kimia sedemikian disebut perubahan tautomer. Misalnya, secara tidak normal, adenin berpasangan dengan sitosin dan timin dengan guanin. peristiwa perubahan genetic seperti ini disebut mutasi gen karena hanya terjadi di dalam gen. Mutasi gen disebut juga mutasi titik (point mutation). Mutasi gen dapat terjadi karena substitusi basa N.
Macam-macam mutasi gen antara rain:
1. Mutasi tak bermakna (nonsense mutatton); terjadi perubahan kodon (triplet) dari kode basa N asam amino tetapi tidak mengakibatkan kesalahan pembentukan protein. Misalnya, uuu diganti uus yang sama -sama kode fenilalanin.
2. Mutasi ganda tiga (triplet mutations); terjadi karena adanya penambahan atau pengurangan tiga basa secara bersama - sama.
3. Mutasi bingkai (frarneshift mutattons); terjadi karena adanya penambahan sekaligus pengurangan satu atau beberapa pasangan basa secara bersama - sama.

b. Mutasi Kromosom
Istilah mutasi pada umumnya digunakan untuk perubahan gen, sedangkan perubahan kromosom yang dapat diamati dikenal sebagai variasi kromosom atau aberasi. Kita akan membahas mutasi kromosom atau mutasi besar atau yang pada prinsipnya digolongkan rnenjadi dua, yaitu.
1. Mutasi kromosom tejadi karena peruhahan jumlah kromosom
mutasi kromosom yang terjadi karena perubahan jumlah kromosom (ploid) meiibatkan kehilangan atau penambahan perangkat kromosom (genom) disebut euploid, sedang yang hanva terjadi pada salah satu kromosom dari genorn disebu aneuploid.
a) Euploid
eu = benar; ploid = unit)
Makhluk hidup yang terjadi dari perkembangbiakan secara kawin , pada umumnya bersifat diploid, memiliki 2 perangkat kromosom atau 2 genom pada sel somatisnya (2n kromosom).
Organisme yang kehilangan I set kromosomnya disebut monoploid. Organisme monoploid memiliki satu genom atau satu perangkat kromosom (n kromosom) dalam sel somatisnya.
sel kelamin (gamet), yaitu sel telur (ovum) dan spermatozoon, masing – masing memiliki satu perangkat kromosom. Satu genom (n kromosom) yang disebut haploid. sedang organisme yang memiliki lebih dari dua genom disebut poliploid, misalnya: triploid (3n kromosom): tetraploid (4n kromosom); heksaploid( 6n kromosom). Poliploid yang terjadi pada tumbuhan misalnya pada apel, dan tebu. poliploid pada hewan misalnya pada Daphnia, Rana esculenta, dan Ascaris.
Macam poliploid ada dua, yaitu otopoliploid, terjadi pada krornosom homolog, misalnya semangka tak berbiji; dan alopoIiploid, terjadi pada kromosom non homolog, misalnya Rhaphanobrassica (akar seperti
kol, daun mirip lobak).

b) Aneuploid
   (an = tidak; eu = benar; Ploid = Unit)
Mutasi kromosom ini tidak melibatkan seluruh genom yang berubah,rnelainkan hanya terjadi pada salah satu kromosom dari genom. Disebut juga dengan istilah aneusomik.
Macam-macam aneusomik antara lain sebagai berikut:

1) monosomik (2n-1); yaitu mutasi karena kekurangan satu kromosom
2) nullisomik (2n-2); yaitu mutasi karena kekurangan dua kromosom
3) trisomik (2n + 1); yaitu mutasi karena kelebihan satu kromosom
4) tetrasomik (2n * 2); yaitu mutasi karena kelebihan dua kromosom.
2. Mutasi kromosom yang terjadi karena perubahan struktur kromosom
Mutasi karena perubahan struktur kromosom atau kerusakan bentuk kromosom disebut juga dengan istilah aberasi.
Macam-macam aberasi dapat dijelaskan sebagai berikut:
    a) Delesi atau defisiensi adalah mutasi karena kekurangan segmen kromosom.      
Macam-macam delesi antara lain:
1) Delesi terminal; ialah delesi yang kehilangan ujung segmen kromosom.
2) Delesi intertitial; ialah delesi yang kehilangan bagian tengah kromosom
3) Delesi cincin; ialah delesi yang kehilangan segmen kromosom sehingga berbentuk lingkaran seperti cincin.
4) Delesi loop; ialah delesi cincin yang membentuk lengkungan pada kromosom lainnya. Hal ini terjadi pada waktu meiosis, sehingga memungkinkan adanya kromosom lain (homolognya) yang tetap normal.
    b) Duplikasi adalah mutasi karena kelebihan segmen kromosom. Peristiwa patahnya suatu bagian dari kromosom dan menempel pada bagian kromosom homolognya sehingga kromosom homolognya mengalami kelebihan gen. Contoh kasus adalah mata drosophila yang makin mengecil setelah mengalami duplikasi
Contoh skematis:
                                      

c. Translokasi.
Translokasi ialah mutasi yang mengalami pertukaran segmen kromosom ke kromosom non homolog.
Macam-macam translokasi antara lain:
l. Translokasi homozigot (resiprok)
Translokasi homo zigot ialah translokasi yang mengalami pertukaran segmen kedua kromosom homolog dengan segmen kedua kromosom non homolog.
2. Translokasi heterozigot (non resiprok)
Translokasi heterozigot ialah translokasi yang hanya mengalami pertukaran satu segmen kromosom ke satu segmen kromosom nonhomolog.
3. Translokasi Robertson
Translokasi Robertson ialah translokasi yang terjadi karena penggabungan dua kromosom akrosentrik menjadi satu kromosom metasentrik, maka disebut juga fusion (penggabungan)
d. Inversi
Inversi ialah mutasi yang mengalami perubahan letak gen-gen, karena selama meiosis kromosom terpilin dan terjadi kiasma.
lihat gambar berikut!
Macam-macam inversi antara lain:
1 . Inversi parasentrik; teriadi pada kromosom yang tidak bersentromer.
2. lnversi perisentrik; terjadi pada kromosom yang bersentromer.


mutasi kromosom (elearning.unej.ac.id)
e. Isokromosom
lsokromosom ialah mutasi kromosom yang terjadi pada waktu menduplikasikan diri, pembelahan sentromernya mengalami perubahan arah pembelahan sehingga terbentuklah dua kromosom yang masing – masing berlengan identik (sama).
Dilihat dari pembelahan sentromer maka isokromosom disebut juga fision, jadi peristiwanya berlawanan dengan translokasi Robertson (fusion) yang mengalami penggabungan.
f. Katenasi
Katenasi ialah mutasi kromosom yang terjadi pada dua kromosom non homolog yang pada waktu membelah menjadi empat kromosom, salinq bertemu ujung-ujungnya sehingga membentuk lingkaran
3. Mutasi Dapat Terjadi Secara Alami dan Buatan
a. Menurut tipe sel atau macam sel yang mengalami mutasi
1. Mutasi somat[s yaitu mutasi yang terjadi pada sel-sel tubuh atau sel soma. Mutasi somatis kurang mempunyai arti genetis.
2. Mutasl germina yaitu mutasi yang terjadi pada sel kelamin (gamet), sehingga dapat diturunkan.
b. Menurut sifat genetiknya
1. Mutasi dominan, terlihat pengaruhnya dalam keadaan heterozigot
2. Mutasi resesif, pada orqanisme diploid tidak akan diketahui selama dalam keadaan heterozigot, kecuali resesif pautan seks. Namun pada organism haploid (monoploid) seperti virus dan bakteri, pengaruh mutasi dominan dan juga resesif dapat dilihat pada fenotipe virus dan bakteri tersebut.
c. Menurut arah mutasinya
1. Mutasi maju atau forward mutations, yaitu mutasi dari fenotipe normal meniadi abnormal.
2. Mutasi balik atau back mutations, yaitu peristiwa mutasi yang dapat mengembalikan dari fenotipe tidak normal menjadi fenotipe normal.
d. Menurut kejadiannya
1. Mutasi alam atau mutasi spontan, yaitu mutasi yang penyebabnya tidak diketahui. Mutasi ini terjadi di alam secara spontan (alami), secara kebetulan dan jarang terjadi. Contoh mutagen alam adalah sinar kosmis, radio aktif alam, dan sinar ultraviolet.
2. Mutasi buatan, yaitu mutasi yang terjadi dengan adanya campur tangan manusia. Proses perubahan gen atau kromosom secara sengaja diusahakan oleh manusia dengan zat kimia, sinar x, radiasi, dan sebagainya; maka sering disebut juga mutasi induksi.
                Mutasi buatan dengan sinar x dipelopori oleh Herman Yoseph Muller (murid Morgan) yang berkebangsaan Amerika Serikat ( 1890-1945). Muller berpendapat bahwa mutasi Pada sel soma tidak membawa perubahan, sedangkan mutasi pada sel-sel generative atau gamet kebanyakan letal dan membawa kematian sebelum atau segera sesudah lahir. Selanjutnya pada tahun 1927 dapat diketahui bahwa sinar x dapat menyebabkan gen mengalami ionisasi sehingga sifatnya menjadi labil. Dan akhirnya mutasi buatan dilaksanakan pula dengan pemotongan daun/ penyisipan DNA pada organism – organism yang kita inginkan. Mutan – mutan buatan yang telah kita peroleh antara lain: anggur tanpa biji, tomat tanpa biji, hewan atau tumbuhan poliploidi (misal: kol poliploidi), Pamato raphanobrassica (akar seperti kol, daun seperti lobak).
(anonim a, 2009)
Contoh
Di bawah ini dapat diketahui beberapa mutasi pada manusia yang diakibatkan bukan dari mutasi buatan, sehingga diharapkan kita dapat menghindarkan diri dari unsur-unsur mutagen.
   1. Sindrom Turner ditemukan oleh H.H. Turner tahun 1938.


Ciri-ciri:
a. kariotipe : 45 X O (44 autosom + satu kromosom X) diderita oleh wanita
b. tinggi badan cenderung pendek
c. alat kelamin terlambat perkembangannya (infantil)
d. sisi leher tumbuh tambahan daging
e. bentuk kaki X
f. kedua puting susu berjarak melebar
g. keterbelakangan mental
2. Sindrom Klinefelter; ditemukan oleh Klinefelter tahun 1942.
Ciri-ciri:
a. kariotipe: 47, XXY (kelebihan kromosom seks X) diderita oleh pria
b. bulu badan tidak tumbuh
c. testis mengecil, mandul (steril)
d. buah dada membesar
e. tinggi badan berlebih
f. jika jumlah kromosom X lebih dari dua, mengalami keterbelakangan
mental.
     3. Sindrom Jacob, ditemukan oleh P.A. Jacobs tahun 1965
Ciri-ciri:
a. kariotipe 47 , XW (kelebihan sebuah kromosom seks Y), diderita oleh pria
b. berperawakan tinggi
c. bersifat antisosial, agresif
d. suka melawan hukum
      4. Sindrom Down, ditemukan oleh Longdon Down tahun 1866.
Ciri-ciri:
a. kariotipe 47, XX atau 47, XY
b. mongolism, bertelapak tebal seperti telapak kera
c. mata sipit miring ke samping
d. bibir tebal, lidah menjulur, liur selalu menetes
e. gigi kecil-kecil dan jarang
f. I. Q. rendah (± 40 ).     
(anonim a, 2009)

Syarat terjadinya hibridisasi
Hibridisasi adalah persilangan antara dua spesies atau genus yang berlainan tetapi
masih mempunyai hubungan kerabat dekat.
Apabila hibrid F1 memiliki genom berlainan maka hibrid ini hibrid ini steril dan disebut hibrid interspesifik. Apabila kromosom-kromosom dari hibrid interspesifik dilipat gandakan maka didapatkan tanaman baru bersifat allopoliploid ( suryo, 2005)
(https:/.../html/1974/136/images/darwin06.gif)











DAFTAR PUSTAKA
Anonim a, Mutasi Dapat Terjadi Pada Tingkat DNA GEN dan Kromosom.
http://www.scribd.com/doc/6108784/Mutasi-Dapat-Terjadi-Pada-Tingkat-DNA-GEN-Dan-KROMOSOM yang diakses 6 Oktober 20009
Anonim b, 2009. Image Darwin.
https:/.../html/1974/136/images/darwin06.gif akses 6 Oktober 2009

Cellular Reproduction.faculty.uca.edu yang diakses 6 Oktober 20009

Brotowidjoyo, Mukayat D. 1989. Zoologi Dasar. Penerbit Erlangga : Jakarta

Kimball,John W.1999.Biologi edisi kelima jilid.Penerbit Erlangga;Jakarta

Suryo.2005. Genetika. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press

Sumadi dan Aditya Marianti.2007.Biologi Sel.Graha Ilmu;Yogyakarta