APA ITU SITOKINESIS DAN BAGAIMANA IA DIHASILKAN? - BIOLOGI - 2025

The sitokinesis adalah proses pembahagian sitoplasma sel mengakibatkan dalam dua sel anak semasa pembahagian sel. Ia berlaku pada mitosis dan meiosis dan sering terjadi pada sel haiwan.

Dalam kes beberapa tumbuhan dan kulat, sitokinesis tidak berlaku, kerana organisma ini tidak pernah membahagi sitoplasma mereka. Kitaran pembiakan sel memuncak dengan pembahagian sitoplasma melalui proses sitokinesis.

Dalam sel haiwan biasa, sitokinesis berlaku semasa proses mitosis, namun, mungkin ada beberapa jenis sel seperti osteoklas yang dapat melalui proses mitosis tanpa sitokinesis berlaku.

Proses sitokinesis bermula semasa anaphase dan berakhir semasa telofase, berlaku sepenuhnya pada saat antarmuka seterusnya bermula.

Tahap mitosis telofase dan sitokinesis. Sumber: Kelvin Song CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) melalui Wikimedia Commons,

Perubahan sitokinesis pertama yang dapat dilihat pada sel haiwan menjadi jelas apabila alur pembelahan muncul di permukaan sel. Alur ini dengan cepat menjadi lebih jelas dan mengembang di sekitar sel sehingga terbelah sepenuhnya di tengah.

Dalam sel haiwan dan banyak sel eukariotik, struktur yang menyertai proses sitokinesis dikenal sebagai "cincin kontraktil", sebuah kumpulan dinamis yang terdiri daripada filamen aktin, filamen myosin II, dan banyak protein struktur dan peraturan. Ia mengendap di bawah membran plasma sel dan berkontrak untuk membaginya menjadi dua bahagian.

Ciliates menjalani sitokinesis. Sumber: The Alpha Wolf CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) melalui Wikimedia Commons

Masalah terbesar yang dihadapi oleh sel yang menjalani sitokinesis adalah memastikan bahawa proses ini berlaku pada waktu dan tempat yang tepat. Oleh kerana sitokinesis tidak boleh berlaku lebih awal semasa fasa mitosis atau boleh mengganggu pembelahan kromosom yang betul.

Gelendong mitotik dan pembahagian sel

Perbandingan proses sitokinesis pada sel tumbuhan dan haiwan. Sumber: Mathilda Brinton CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) melalui Wikimedia Commons,

Gelendong mitotik dalam sel haiwan tidak hanya bertanggung jawab untuk memisahkan kromosom yang dihasilkan, mereka juga menentukan lokasi cincin kontraktil dan oleh itu bidang pembelahan sel.

Cincin kontraktil mempunyai bentuk yang tidak dapat dielakkan dalam bidang plat metafasa. Apabila berada pada sudut yang betul, ia bergerak di sepanjang paksi spindle mitotik, memastikan bahawa pembahagian berlaku di antara dua set kromosom yang berasingan.

Bahagian gelendong mitotik yang menentukan satah pembelahan boleh berbeza-beza bergantung pada jenis sel. Hubungan antara mikrotubulus gelendong dan lokasi cincin kontraktil telah banyak dikaji oleh para saintis.

Mereka telah memanipulasi telur yang disenyawakan dari haiwan vertebrata untuk memerhatikan kelajuan alur muncul di dalam sel tanpa mengganggu proses pertumbuhan.

Apabila sitoplasma jelas, gelendong dapat dilihat dengan lebih mudah, serta momen dalam masa nyata di mana ia berada dalam kedudukan baru dalam keadaan anafase awal.

Pembahagian asimetri

Di kebanyakan sel, sitokinesis berlaku secara simetri. Di kebanyakan haiwan, misalnya, cincin kontraktil terbentuk di sekitar garis khatulistiwa sel induk, sehingga dua sel anak yang dihasilkan mempunyai ukuran dan sifat yang sama.

Simetri ini dimungkinkan berkat lokasi spindle mitotik, yang cenderung memusatkan perhatian pada sitoplasma dengan bantuan mikrotubulus astral dan protein yang menariknya dari satu sisi ke sisi lain.

Dalam proses sitokinesis terdapat banyak pemboleh ubah yang mesti berfungsi secara serentak agar berjaya. Walau bagaimanapun, apabila salah satu pemboleh ubah ini berubah, sel dapat membelah secara tidak simetri, menghasilkan dua sel anak dengan ukuran yang berbeza dan dengan kandungan sitoplasma yang berbeza.

Biasanya, sel dua anak perempuan ditakdirkan untuk berkembang secara berbeza. Agar ini dapat dilakukan, sel induk mesti mengeluarkan beberapa komponen penentu nasib ke satu sisi sel dan kemudian mencari satah pembelahan sehingga sel anak yang ditunjukkan mewarisi komponen-komponen ini pada masa pembelahan.

Untuk meletakkan pembahagian secara tidak simetri, gelendong mitotik mesti digerakkan secara terkawal di dalam sel yang hendak dibahagi.

Nampaknya, pergerakan gelendong ini didorong oleh perubahan kawasan daerah korteks sel dan oleh protein tempatan yang membantu menggeser salah satu kutub gelendong dengan bantuan mikrotubulus astral.

Cincin kontraktil

Oleh kerana mikrotubulus astral menjadi lebih lama dan kurang dinamik dalam tindak balas fizikalnya, cincin kontraktil mula terbentuk di bawah membran plasma.

Walau bagaimanapun, banyak persiapan untuk sitokinesis berlaku lebih awal dalam proses mitosis, bahkan sebelum sitoplasma mula membelah.

Semasa antara muka, filamen aktin dan myosin II bergabung untuk membentuk rangkaian kortikal, dan bahkan di beberapa sel, mereka menghasilkan kumpulan sitoplasma besar yang disebut gentian tekanan.

Ketika sel memulakan proses mitosis, susunan ini pecah dan sebahagian besar aktin disusun semula dan filamen myosin II dilepaskan.

Oleh kerana kromatid terpisah semasa anafase, myosin II mula berkumpul dengan cepat untuk membuat cincin kontraktil. Di beberapa sel, perlu menggunakan protein dari keluarga kinase untuk mengatur komposisi kedua spindle mitotic dan cincin kontraktil.

Apabila cincin kontraktil bersenjata sepenuhnya, ia mengandungi banyak protein selain aktin dan myosin II. Matriks filamen aktin bipolar dan myosin II yang ditumpangkan menghasilkan daya yang diperlukan untuk membahagikan sitoplasma menjadi dua bahagian, dalam proses yang serupa dengan yang dilakukan oleh sel otot licin.

Walau bagaimanapun, cara kontrak cincin kontraktil masih menjadi misteri. Nampaknya, ia tidak beroperasi atas nama mekanisme kord dengan filamen aktin dan myosin II bergerak di atas satu sama lain, seperti otot rangka.

Oleh kerana, ketika cincin berkontrak, ia mengekalkan ketegaran yang sama sepanjang proses. Ini bermaksud bahawa bilangan filamen berkurang apabila cincin ditutup.

Pembahagian organel dalam sel anak perempuan

Proses mitosis mesti memastikan bahawa setiap sel anak perempuan menerima bilangan kromosom yang sama. Walau bagaimanapun, apabila sel eukariotik membelah, setiap sel anak juga mesti mewarisi sejumlah komponen sel penting, termasuk organel yang tertutup dalam membran sel.

Organel sel seperti mitokondria dan kloroplas tidak dapat dihasilkan secara spontan dari komponennya masing-masing, ia hanya boleh timbul daripada pertumbuhan dan pembelahan organel yang sudah ada.

Begitu juga, sel tidak dapat membuat retikulum endoplasma baru, kecuali sebahagian daripadanya terdapat dalam membran sel.

Beberapa organel seperti mitokondria dan kloroplas terdapat dalam pelbagai bentuk dalam sel induk, untuk memastikan bahawa dua sel anak perempuan mewarisi mereka dengan jayanya.

Retikulum endoplasma dalam tempoh antara muka selular sentiasa bersama dengan membran sel dan disusun oleh mikrotubulus sitoskeletal.

Setelah memasuki fasa mitosis, penyusunan semula mikrotubulus melepaskan retikulum endoplasma, yang terpecah-pecah kerana sampul inti juga pecah. Alat Golgi mungkin juga terpecah-pecah, walaupun di beberapa sel nampaknya ia diedarkan melalui retikulum dan kemudian muncul di telofase.

Mitosis tanpa sitokinesis

Walaupun pembahagian sel biasanya diikuti oleh pembahagian sitoplasma, terdapat beberapa pengecualian. Beberapa sel melalui pelbagai proses pembahagian sel tanpa sitoplasma dipecahkan.

Sebagai contoh, embrio lalat buah melalui 13 peringkat pembelahan nuklear sebelum pembahagian sitoplasma berlaku, menghasilkan sel besar dengan hingga 6,000 nukleus.

Penyusunan ini kebanyakannya bertujuan untuk mempercepat proses pengembangan awal, kerana sel tidak perlu waktu lama untuk melalui semua tahap pembelahan sel yang melibatkan sitokinesis.

Setelah pembelahan nuklear yang cepat ini berlaku, sel-sel diciptakan di sekitar setiap nukleus dalam satu proses sitokinesis, yang dikenali sebagai celurisasi. Cincin kontraktil terbentuk di permukaan sel, dan membran plasma memanjang ke dalam dan mengetatkan untuk menutup setiap inti.

Proses mitosis bukan sitokinesis juga terjadi pada beberapa jenis sel mamalia, seperti osteoklas, trofoblas, dan beberapa sel hepatosit dan otot jantung. Sel-sel ini, misalnya, tumbuh dengan cara multinuklear, seperti juga sel-sel dari beberapa kulat atau buah.

Rujukan

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2002). Biologi Molekul Sel. Edisi ke-4. New York: Sains Garland.
2. Biologi-Online.org. (12 Mac 2017). Biologi Dalam Talian. Diperolehi dari Cytokinesis: biology-online.org.
3. Brill, JA, Hime, GR, Scharer-Schuksz, M., & Fuller, &. (2000).
4. Pendidikan, N. (2014). Pendidikan Alam. Diperolehi dari sitokinesis: nature.com.
5. Guertin, DA, Trautmann, S., & McCollum, D. (Jun 2002). Diperolehi dari Cytokinesis di Eukaryotes: ncbi.nlm.nih.gov.
6. Rappaport, R. (1996). Sitokinesis dalam Sel Haiwan. New York: Cambridge University Press.
7. Zimmerman, A. (2012). Mitosis / Sitokinesis. Akhbar Akademik.