Pendahuluan

Semasa proses reproduksi seksual, dua gamet (ovum dan sperma) bercantum dan genom bergabung untuk membentuk generasi seterusnya. Bagi memastikan bilangan kromosom bagi setiap generasi dikekalkan,setiap sel anak mestilah dikurangkan dan mempunyai separuh daripada bilangan kromosom sel induk sebelum bermulanya peringkat penghasilan gamet yang seterusnya. Proses pengurangan ini boleh dicapai melalui proses pembahagian sel yang dipanggil meiosis (Gambarajah 1).

Meiosis berlaku dalam ovari dan testis, di mana satu sel membahagi sebanyak dua kali bagi menghasilkan empat sel anak yang mengandungi separuh daripada maklumat genetik sel induk. Sel-sel ini adalah sel pembiakan di dalam manusia iaitu sperma bagi lelaki dan ovum bagi wanita.

Gambarajah 1: Pembahagian sel: Mitosis (a) dan Meiosis (b)
© 2004 Nature Publishing Group (Marston, A. L. et al. Meiosis: cell-cycle controls shuffle and deal. Nature Reviews Molecular Cell Biology 5, 984 (2004). All rights reserved.)

Sejarah

Proses meiosis pada mulanya di terangkan oleh Oscar Hetwig pada pertengahan tahun 1870, ketika beliau membuat kajian ke atas telur landak laut. Edouard Van Beneden kemudiannya meluaskan lagi penemuan Oscar Hetwig dengan mengemukakan tentang pemerhatiannya ke atas pergerakan kromosom di dalam sel-sel germa. Kajian August Weismann pada tahun 1890 akhirnya telah mengenal pasti tentang peranan pengurangan yang sangat penting yang berlaku di dalam proses meiosis. Dua puluh tahun kemudian, pada tahun 1911 Thomas Hunt Morgan mengkaji proses meiosis di dalam Drosophila (lalat) dan mendapati berlaku mekanisme pindah silang kromosom.

Gambarajah 2: Saintis yang memberi sumbangan dalam penemuan meiosis
Dari kiri: Oscar Hetwig, Edouard Van Beneden, August Weissmann dan Thomas Hunt Morgan

Peranan Meiosis

Peranan utama meiosis ialah mengurangkan ploidi (bilangan kromosom) daripada gamet diploid (2n atau dua set 23 kromosom) kepada haploid (1n atau satu set 23 kromosom). Meiosis memastikan kepelbagaian genetik serta menyediakan kondisi yang sesuai bagi keberkesanan proses reproduktif. Sekiranya proses meiosis mengalami masalah, ia boleh mengakibatkan pertumbuhan embrio terganggu dan pada sesetengah kes boleh menjadi punca keguguran serta kecacatan genetik seperti Sindrom Down.

Peringkat-Peringkat Meiosis

Meiosis melibatkan dua pembahagian nukleus:

1. Meiosis I : Bilangan kromosom dikurangkan separuh daripada bilangan kromosom dalam sel induk. DNA sel anak yang haploid dihasilkan.
2. Meiosis II : Setiap sel haploid membahagi secara mitosis untuk membentuk empat sel anak.

Meiosis I

1. Interfasa:
   1. Kromosom bereplikasi untuk membentuk pasangan kromatid
2. Profasa I:
   1. Sentriol bergerak ke kutub bertentangan
   2. Kromosom menebal dan jelas kelihatan serta terdiri daripada dua pasang kromatid
   3. Kromosom homolog berpasangan dalam proses yang dipanggil sinapsis
   4. Pindah silang berlaku dan terdapat pertukaran bahan genetik di antara dua kromatid bukan pasangan.
   5. Terdapat kombinasi baru bahan genetik yang menyebabkan variasi
   6. Membran nukleus dan nukleolus mula menghilang
   7. Gentian gelendong mula terbentuk Kromosom homolog berpasangan
3. Metafasa I:
   1. Kromosom homolog yang berpasangan menyusun di khatulistiwa sel
4. Anafasa I:
   1. Pasangan kromosom homolog berpisah dan bergerak ke kutub bertentangan
   2. Gentian gelendong mengecut untuk menarik kromosom ke kutub bertentangan
5. Telofasa I:
   1. Setiap kutub mempunyai satu set kromosom
   2. Gentian gelendong menghilang.
   3. Membran nukleus terbentuk semula di sekeliling setiap pasangan kromosom

   Meiosis II

6. Profasa II::
   1. Membran nukleus dan nukleolus menghilang
   2. Gentian gelendong mula terbentuk dalam setiap sel anak
7. Metafasa ll:
   1. Kromosom (pasangan kromatid) tersusun di khatulistiwa sel dengan pasangan kromatid menghadap kutub yang bertentangan
8. Anafasa II:
   1. Sentromer membahagi
   2. Pasangan kromatid berpisah dan bergerak ke kutub bertentangan di sepanjang gentian gelendong.
   3. Kromatid yang terpisah kini dipanggil kromosom.
9. Telofasa II dan sitokinesis:
   1. Membran terbentuk pada setiap set kromosom untuk membentuk dua sel
   2. Ini merupakan fasa terakhir meiois, walau bagaimanapun pembahagian sel tidak akan lengkap tanpa sitokinesis.
   3. Selepas sitokinesis lengkap, akan terhasil empat sel anak dengan setiap sel anak mempunyai kromosom haploid. Sel-sel ini adalah:
      1. Sel sperma bagi individu lelaki
      2. Bagi individu wanita satu sel membentuk ovum dan tiga lagi sel membentuk jasad polar.

Gambarajah 3: Peringkat meiosis
Sumber: Genome Research Limited

Rujukan

1. http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(08)00733-1
2. Marston, A. L. et al. Meiosis: cell-cycle controls shuffle and deal. Nature Reviews Molecular Cell Biology 5, 984 (2004).
3. Maayan, Inbar, “Meiosis in Humans”. Embryo Project Encyclopedia (2011-03-24). ISSN: 1940-5030 http://embryo.asu.edu/handle/10776/2084.
4. http://www.yourgenome.org/facts/what-is-meiosis