Anafase I: Pengertian, persiapan dan proses

Anafase I adalah tahap ketiga meiosis I dan mengikuti profase I dan metafase I. Tahap ini cirikan dengan pergerakan kromosom ke kedua kutub sel meiosis melalui jaringan mikrotubulus yang dikenal sebagai aparatus gelendong. Mekanisme ini memisahkan kromosom homolog menjadi dua kelompok terpisah.

Dalam anafase I, tujuan utama aparatus gelendong terlihat jelas. Fase ini hanya dapat terjadi setelah hasil pos pemeriksaan gelendong positif pada akhir fase sebelumnya, metafase. Pemeriksaan ini memastikan bahwa kinetokor memungkinkan kromosom untuk bekerja di sepanjang jaringan mikrotubulus yang memancarkan dari sentriol – terpasang dengan benar. Kinetokor adalah protein yang menghubungkan mikrotubulus ke kromosom sentromer. Hanya sekali semua kromosom melekat erat ke jaringan spindel, bisa memulai anafase I.

Persiapan untuk Anafase I

Sentrosom secara umum diyakini sebagai unit-unit manufaktur utama dari aparatus gelendong. Sentriol adalah komponen utama sentrosom dan muncul sebagai silinder mikrotubulus pendek dalam rakitan mirip bintang yang terdiri dari kelompok tiga mikrotubulus, seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini. Sentriol ada berpasangan. Ketika dikombinasikan dengan bahan pericentriolar (PCM) mereka membentuk sentrosom.

pasangan sentriol
pasangan sentriol

Sepasang sentriol tidak terikat, tetapi selama tahap replikasi (sintesis, atau fase-S) dari siklus sel, mereka juga direplikasi untuk membentuk sentriol anak. Sentriol asli dan anak melekat dan akan tetap demikian sampai tahap profase mitosis atau profase I dari meiosis dimulai. Penting bahwa empat struktur tersedia, karena ini akan dibagi menjadi dua pasangan – satu pasang untuk setiap sel anak.

Selama profase, sentrosom terpisah dan bermigrasi ke dua kutub yang berlawanan di luar membran inti yang hancur, di mana mereka menghasilkan mikrotubulus yang lebih panjang yang mencapai pusat sel (lempeng metafase atau plat ekuator). Mikrotubulus memiliki ujung pertumbuhan yang tumbuh lambat (minus) yang melekat pada PCM setiap sentrosom, dan ujung ‘tumbuh cepat’ (plus) yang tumbuh menuju pelat metafase.

Selama prometafase, protein kinetokor terbentuk dekat dengan sentromer kromosom dan melekat pada mikrotubulus terdekat. Jika sebuah sentromer rusak, tidak ada kinetokor yang akan terbentuk dan tidak akan ada anafase. Satu dari setiap pasangan kromosom ditakdirkan untuk dibawa ke satu kutub, yang lain ke kutub yang berlawanan.

Selama metafase, setiap kromosom selaras dan siap untuk diangkut ke kedua kutub. Seperti disebutkan, hasil positif untuk pemeriksaan spindel harus diselesaikan sebelum pindah ke anafase, di mana pasangan kromosom dipisahkan dari pasangannya dan diangkut ke kedua sisi sel.

Apa yang Terjadi Selama Anafase I?

Bagaimana kromosom dibawa ke setiap sisi sel selama anafase sekarang dipahami sebagai gangguan jaringan mikrotubulus, memperpendek serat mikrotubulus (MT) dan karenanya membawa setiap kromosom lebih dekat ke tujuan akhir. Karena itu, fungsi kinetokor sangat penting, karena kromosom-kromosom ini tetap melekat, seperti penggulung tali, ke tali yang dapat terlepas kapan saja.

Karena sebagian besar kinetokor melekat pada lebih dari satu mikrotubulus – biasanya bundel – pemecahan satu bagian mikrotubulus tidak mengarah pada pelepasan kromosom dari spindel, namun kelekatan ini harus tetap kuat.

Selama anafase, berbagai jenis dan fungsi mikrotubulus menjadi penting. MTs kinetokor, astral, dan interpolar adalah tiga jenis mikrotubulus yang penting untuk pembentukan gelendong. Mereka terbentuk dari lapisan protein tubulin alfa dan beta, seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

mikrotubulus
mikrotubulus

Kinetokor MTs adalah serat sentrosom yang terhubung ke kromosom sentromer melalui kinetokor. MTs interpolar adalah mikrotubulus panjang yang memanjang melewati lempeng metafase, tumpang tindih dengan ujung positif MTs interpolar yang berasal dari kutub yang berlawanan. MT astral tidak terhubung ke kinetokor dan diperkirakan membuat jaringan navigasi untuk area lain dari jaringan gelendong.

Anafase sebenarnya terdiri dari dua tahap: anafase A dan B. Ini terjadi secara bersamaan tetapi merupakan mekanisme yang sangat berbeda. Dalam anafase A, serat penghubung dari mikrotubulus gelendong memendek melalui pemecahan bagian kecil, sementara kinetokor menuntun kromosom mereka naik atau turun. Mikroskop elektron biasanya menunjukkan titik perlekatan kinetokor lebih dekat ke kutub, dengan lengan kromosom menjuntai ke arah yang berlawanan.

Namun, beberapa penelitian tanaman dan serangga menunjukkan lengan kromosom didepan, dengan kinetokor sedikit di belakang. Ini menunjukkan bahwa ada kekuatan lain yang bekerja di vertebrata yang menciptakan ‘seret’ pada lengan kromosom. Kekuatan-kekuatan ini disebut angin kutub. Karenanya, Kinetokor harus selalu bergerak untuk mencegah pembalikan arah atau ke-bolak-balik sepanjang poros, atau dikenal sebagai ketidakstabilan arah. Ini mirip dengan ketidakstabilan dinamis selama anafase A, yang disebabkan oleh pergantian antara kerusakan dan pertumbuhan mikrotubulus – kerusakan (pemendekan) untuk membawa kromosom lebih dekat ke tujuan, pertumbuhan (pemanjangan) untuk memisahkan kutub lebih jauh.

Dalam anafase B, jaringan gelendong memanjang, memisahkan kutub sel lebih jauh. Bagian mikrotubulus yang tumpang tindih – plus ujungnya yang berasal dari kedua kutub – terlepas. Mekanisme ini sangat diatur. Sel membentang dan memanjang, di mana kutub menjadi lebih jauh. Ini membantu untuk mencegah pembelahan sel yang tidak lengkap.

Setelah satu set kromosom lengkap telah tiba di kedua kutub sel, fase berikutnya – telofase – dapat dimulai.

Pembentukan & Organisasi Aparatus Spindle – Apakah Sentriole Diperlukan?

Karena organisasi struktur yang diperlukan untuk pembelahan sel sangat menarik bagi para ahli kesuburan, banyak penelitian telah dilakukan mengenai konstruksi gelendong. Kromosom yang tidak terpasang dengan benar atau jaringan spindel yang tidak berkembang sempurna selama meiosis menyebabkan infertilitas atau keguguran. Melarutkan membran inti, memungkinkan sentrosom untuk bermigrasi ke kedua kutub sel, tidak diatur waktunya sesuai dengan perkembangan gelendong. Ini berarti bahwa jaringan gelendong mungkin tidak selesai pada waktunya untuk pemisahan pasangan kromosom pada meiosis I, atau dari kromosom tunggal pada meiosis II. Atau, disintegrasi dini membran nuklir berarti bahwa peralatan gelendong dapat sepenuhnya dibentuk sebelum anafase.

Sel yang biasanya mengandung sentrosom dapat membentuk jaringan spindel bahkan setelah sentriolnya secara artifisial dikeluarkan dalam pengaturan laboratorium. Banyak sel tanaman dan semua oosit (sel telur) tidak mengandung centrosom, tetapi jaringan mikrotubulus masih terbentuk di dalamnya. Disarankan bahwa jaringan mikrotubulus itu sendiri bertanggung jawab untuk pembentukan gelendong, dan bukan sentrosom.

Fakta bahwa sentrosom juga bertanggung jawab untuk pembentukan flagel dan silia, dan bahwa semua sel vertebra jantan memiliki sentrosom, mungkin menunjuk ke arah sentrosom yang diperlukan untuk flagela, tetapi hanya komplementer untuk pembentukan gelendong. Karena ova adalah gamet yang sangat besar, pembentukan gelendong dari mikrotubulus yang sudah ada dalam sitoplasma mungkin lebih hemat energi.

Namun, ukuran telur yang besar bisa menimbulkan masalah lain. Setidaknya 10% kehamilan manusia menghasilkan embrio aneuploid dengan kromosom ekstra atau hilang. Yang paling sering dikutip adalah trisomi 21, atau sindrom Down. Ini karena pembentukan dan posisi gelendong yang tidak lazim dapat menyebabkan pembelahan sel yang asimetris dan hilangnya atau bertambahnya satu atau lebih kromosom pada salah satu sel anak.

Memisahkan Tetrad

Karena replikasi selama fase pendahuluan dalam mitosis (pembelahan sel non-gamet) pasangan kromosom yang dipisahkan selama anafase I berbeda dari pasangan kromosom pada kariotipe manusia normal.

Sebelum persiapan untuk mitosis (sel somatik) atau meiosis (gamet atau sel kelamin), sel manusia mengandung 46 kromatid yang terbungkus longgar di dalam nukleusnya. Ini diatur berpasangan – satu dari ibu dan satu dari ayah. Ini berarti sel manusia yang tidak membelah mengandung 23 pasang kromatid, jumlah totalnya adalah 46 kromatid. Satu-satunya perbedaan antara kromatid dan kromosom adalah pengemasannya – ketika secara longgar mengemas kompleks DNA dan protein pengikat disebut kromatid, ketika dikemas dengan kencang disebut kromosom.

Tetrad (atau bivalen) spesifik untuk proses meiosis. Ini adalah hasil replikasi dalam fase S dari siklus sel alami dalam kombinasi dengan prosedur spesifik meiosis untuk menyeberang, yang hasilnya adalah rekombinasi – pencampuran alel-alel pada pasangan kromosom. Setelah rekombinasi, sepasang kromosom disebut sebagai tetrad. Pada mitosis, persilangan tidak terjadi dan pasangan kromosom yang direplikasi yang dihasilkan hanyalah itu, pasangan kromosom. Jadi tetrad hanya mengacu pada sepasang kromosom yang direkombinasi selama meiosis.

Karena tetrad bukan salinan yang tepat, pengembangan dan akhirnya berbagi selama reproduksi menyebabkan variasi genetik di seluruh spesies. Untuk membelah, sel membutuhkan satu set materi genetik lengkap dalam bentuk 23 pasangan kromatid. Namun meiosis adalah pembelahan sel dua tahap di mana sel tunggal membentuk empat sel anak, masing-masing dengan kromosom tunggal. Pada tahap pertama – meiosis I – sel tunggal terbagi menjadi dua sel anak, masing-masing berisi 23 pasang kromosom atau 46 kromosom. Pada meiosis II, kedua sel anak ini membelah lagi, kali ini masing-masing mengandung 23 kromosom, bukan pasangan kromosom. Karena satu-satunya sel yang dibuat oleh meiosis adalah sel sperma dan sel telur, ini masuk akal. Selama pembuahan, zigot tunggal terbentuk dari dua gamet yang harus mengandung 23 pasangan kromosom – kombinasi dari gen ibu dan ayah.

Apakah Anafase I dari Meiosis dan Mitosis Berbeda?

Selama fase siklus sel yang disebut fase S (fase sintesis), DNA yang merupakan komponen utama kromatid disalin atau direplikasi. Ini menciptakan dua untai yang hampir persis sama untuk masing-masing 46 kromosom. Untuk memastikan mereka tetap dekat satu sama lain dan tidak menyebabkan cacat genetis melalui materi genetik yang ‘hilang’, kromatid sister ini bergabung dengan sentromer.

Pertama, tidak ada anafase I dalam mitosis, hanya anafase. Mitosis adalah proses satu langkah di mana satu sel menjadi dua. Meiosis adalah proses dua langkah, pertama membuat dua sel dari satu, dan kemudian empat sel dari dua.

Sementara replikasi DNA adalah sama dalam mitosis dan meiosis selama siklus sel normal, begitu sel bergerak ke dalam proses pembelahan, perbedaan dimulai. Ini karena tujuan mitosis dan meiosis sama sekali berbeda. Tujuan mitosis adalah untuk membuat salinan sel yang setepat mungkin dari satu sumber tunggal. Meiosis, di sisi lain, menginginkan campuran informasi genetik yang dapat diteruskan ke generasi berikutnya dari dua sumber yang sama sekali berbeda (ibu dan ayah).

Tinggalkan Balasan