5.1 Pembahagian Sel

Gen, Asid Deoksiribonukleik (DNA) dan Kromosom

• Genetik: kajian mengenai gen, pewarisan dan variasi dalam organisma.
• Nukleus: struktur sel yang mengawal keseluruhan aktiviti sel; nukleus mengandungi kromosom.
• Kromosom: struktur bebenang halus yang terdiri daripada asid nukleik dan protein, panjang dan berlingkar, yang terletak di dalam nukleus.
  • Setiap kromosom mengandungi satu molekul panjang DNA.
  • Kromosom yang telah bereplikasi terdiri daripada dua kromatid kembar yang bercantum pada sentromer.
• Asid deoksiribonukleik (DNA):
  • terdiri daripada unit asas yang dikenali sebagai nukleotida;
  • setiap nukleotida mengandungi gula deoksiribosa, bes bernitrogen dan kumpulan fosfat;
  • dua rantai polinukleotida berpintal antiselari antara satu sama lain membentuk heliks ganda dua.
• Gen: unit asas pewarisan yang menentukan ciri-ciri individu.
  • Mengawal ciri yang diwarisi seperti kebolehan menggulung lidah pada manusia, bentuk biji kacang pea dan warna bulu kucing.
  • Tersusun sebagai segmen pada DNA di sepanjang kromosom.
  • Satu molekul DNA mempunyai beribu-ribu gen; setiap kromosom boleh mempunyai sehingga 200–300 jenis gen.

Hubungan struktur:

Sel → nukleus → kromosom → DNA → gen (segmen DNA)

Kromosom Manusia dan Kariotip

• Setiap spesies mempunyai bilangan kromosom yang tetap.
• Sel soma manusia yang normal mengandungi 46 kromosom.
• Kromosom wujud secara berpasangan mengikut bentuk dan saiz yang serupa. Setiap pasangan dikenali sebagai kromosom homolog.
• Kariotip ialah susunan kromosom homolog berdasarkan bentuk dan saiznya.
• Kromosom manusia terdiri daripada:

Jenis	Fungsi dan bilangan
Autosom	Membawa gen yang mengawal sifat seperti warna mata, kebolehan menggulung lidah dan jenis rambut; 44 autosom (22 pasang) dalam sel soma
Kromosom seks	Membawa gen yang menentukan jantina; XX bagi perempuan dan XY bagi lelaki

• Sel soma manusia: 46 kromosom.
• Gamet manusia—sperma dan ovum: 23 kromosom.

Mitosis dan Meiosis

• Interfasa berlaku sebelum mitosis atau meiosis:
  • DNA bereplikasi;
  • sel bertumbuh dan bersedia untuk pembahagian sel.

Mitosis

• Mitosis ialah pembahagian sel yang menghasilkan dua sel anak yang seiras.
• Setiap sel anak mempunyai bilangan kromosom dan kandungan bahan genetik yang sama dengan sel induk.
• Berlaku dalam sel soma manusia dan haiwan serta tisu meristem di hujung akar dan pucuk tumbuhan.

1. Profasa: kromosom memendek, menebal dan jelas kelihatan; setiap kromosom terdiri daripada dua kromatid kembar yang bercantum pada sentromer; gentian gelendong terbentuk; membran nukleus dan nukleolus terurai.
2. Metafasa: kromosom tersusun di satah khatulistiwa; gentian gelendong melekat pada sentromer.
3. Anafasa: sentromer membahagi dua; kromatid kembar berpisah dan bergerak ke kutub bertentangan.
4. Telofasa: kromatid tiba di kutub bertentangan; membran nukleus dan nukleolus terbentuk semula; sitoplasma membahagi; dua sel anak dengan bilangan kromosom dan maklumat genetik yang sama seperti sel induk terbentuk.

Meiosis

• Meiosis ialah pembahagian sel yang menghasilkan empat sel anak yang tidak seiras.
• Setiap sel anak mengandungi separuh bilangan kromosom sel induk.
• Berlaku dalam organ pembiakan untuk menghasilkan gamet: testis dan ovari manusia; anter dan ovari tumbuhan.

Meiosis I

1. Profasa I: kromosom memendek, menebal dan jelas kelihatan; kromosom homolog berpasangan; pindah silang menukarkan maklumat genetik antara kromosom homolog.
2. Metafasa I: kromosom homolog tersusun di satah khatulistiwa; gentian gelendong melekat pada sentromer.
3. Anafasa I: kromosom homolog berpisah dan bergerak ke kutub bertentangan.
4. Telofasa I: sitoplasma membahagi; pembahagian meiosis pertama tamat.

Meiosis II

1. Profasa II: gentian gelendong mula terbentuk.
2. Metafasa II: kromosom tersusun di satah khatulistiwa; gentian gelendong melekat pada sentromer.
3. Anafasa II: sentromer membahagi dua; kromatid kembar berpisah dan bergerak ke kutub bertentangan.
4. Telofasa II: membran nukleus dan nukleolus terbentuk semula; sitoplasma membahagi; empat sel anak yang tidak seiras (gamet) dengan separuh bilangan kromosom sel induk terbentuk.

Perbandingan Mitosis dengan Meiosis

Mitosis	Meiosis
DNA bereplikasi sebelum pembahagian sel	DNA bereplikasi sebelum pembahagian sel
Menghasilkan 2 sel anak	Menghasilkan 4 sel anak
Tiada pindah silang	Pindah silang berlaku
Tiada variasi genetik	Variasi genetik berlaku
Sel anak seiras dari segi genetik	Sel anak berbeza dari segi genetik
Bilangan kromosom sel anak sama dengan sel induk	Bilangan kromosom sel anak separuh daripada sel induk
Berlaku dalam sel soma	Berlaku dalam sel pembiakan

Kepentingan Mitosis dan Meiosis

Mitosis penting untuk:

• tumbesaran organisma, termasuk pertumbuhan pada hujung akar tumbuhan;
• menggantikan sel yang rosak atau mati, seperti penghasilan sel kulit baharu untuk menyembuhkan luka;
• pembiakan aseks bagi organisma tertentu seperti Amoeba sp.; sel baharu seiras dengan sel induk.

Meiosis penting untuk:

• penghasilan gamet bagi pembiakan seks.