Definisi
Gametogenesis merupakan proses pembentukan gamet (sel kelamin) yang
terjadi melalui pembelahan meiosis. Gametogenesis berlangsung pada sel kelamin
dalam alat perkembangbiakan. Gametogenesis meliputi spermatogenesis
(pembentukan spermatozoa atau sperma) dan Oogenesis (pembentukan ovum).
Gametogenesis adalah proses pembentukan sel- sel gamet. Sifat
kelamin pria dan wanita ditentukan secara genetik oleh kombinasi kromosom. Pada
pria : 46XY (sering disebut juga 44+XY). Pada wanita : 46XX (sering disebut
juga 44+XX).
Sel-Sel
Gamet
Sel-sel yang berperan pada peristiwa reproduksi menjadi bakal
keturunan selanjutnya. Disebut juga sel benih. Pada pria : sel sperma. Pada
wanita : sel telur / ovum.
Gametogenesis
Proses pembentukan, pembelahan dan pematangan sel-sel gamet sampai
menjadi sel gamet yang siap berperan dalam proses reproduksi.
Pada pria :
spermatogenesis – spermiogenesis
Pada wanita :
oogenesis
Pembelahan
Sel
Tujuan
pembelahan sel-sel :
1.
Mitosis : proses regenerasi
sel.
2.
Miosis : proses pengurangan
kromosom.
Mitosis
o
Kromosom melakukan replikasi
DNA (2n-4n).
o
Stadium : profase - prometafase
- metafase - anafase - telofase, pembelahan sentromer.
o
Jumlah akhir kromosom pada
pembelahan mitosis : kromosom sel anak = kromosom sel induk = 2n = 46.
Miosis
Pembelahan miosis pertama :
·
Replikasi DNA kromosom (2n-4n).
·
Membentuk pasangan homolog.
·
Kemudian mengadakan cross-over
kromatid.
·
Pemisahan membentuk kiasma
·
Terjadi pertukaran gen
interkromosom homolog.
·
Jumlah akhir kromosom pada
pembelahan miosis pertama : kromosom sel anak = kromosom sel induk = 2n = 23
ganda.
Pembelahan miosis kedua :
o
Nonreplikasi.
o
Pembelahan pada sentromer.
o
Jumlah akhir kromosom pada
pembelahan miosis kedua : kromosom sel anak = ½ kromosom sel induk = n = 23
tunggal.
Gambar
pembelahan miosis
SEL-SEL
BENIH PRIMORDIAL
Sel benih pria maupun wanita merupakan turunan langsung sel-sel
benih primordial (primordial germ cells) yang terbentuk pada masa embrional. Sel
benih primordial mulai tampak di dinding yolk sac pada akhir minggu ke-3
pertumbuhan embrio. Dalam perkembangannya sel benih primordial berpindah /
migrasi ke arah jaringan gonad, sampai kira-kira minggu ke-5.
SPERMATOGENESIS
- SPERMIOGENESIS (PADA PRIA)
Hampir semua spesies hewan tingkat tinggi terutama mamalia mempunyai
proses spermatogenesis yang hampir sama, dalam pembahasan ini akan di jelaskan
mengenai proses spermatogenesis pada nanusia.
1.) Tempat spermatogenesis
Spermatogenesis terjadi di testis.
Didalam testis terdapat tubulus seminiferus. Dinding tubulus seminiferus
terdiri dari jaringan epitel dan jaringan ikat, pada jaringan epithelium
terdapat sel – sel spermatogonia dan sel sertoli yang berfungsi memberi nutrisi
pada spermatozoa. Selain itu pada tubulus seminiferus terdapat pula sel leydig
yang mengsekresikan hormone testosterone yang berperan pada proses spermatogenesis.
2.) Proses Spermatogenesis
Pada masa pubertas, spermatogonia membelah diri secara mitosis
sehingga menghasilkan lebih banyak spermatogonia. Pada manusia, spermatogonia
mengandung 23 pasang kromosom atau 46 kromosom (diploid)
Beberapa spermatogonia membelah diri kembali, sedangkan lainnya
berkembang menjadi spermatosit primer yang juga mengandung kromosom sebanyak 46
kromosom. Sel – sel spermatosit primer tersebut kemudian membelah secara
meiosis nebjadi dua spermatosit sekunder yang jumlah kromosomnya menjadi
setengahnya (23 kromosom haploid). Selanjutnya spermatosit sekunder membelah
lagi secara meiosis menjadi empat spermatid. Jadi, spermatid.jadi, spermatosit
primer mengalami pembelahan meiosis I yang menghasilkan dua spermatosit
sekunder. Selama pembelahan meiosis II, kedua spermatosit sekunder membelah
lagi menghasilkan empat spermatid. Selanjutnya spermatid berdiferensi menjadi
sel kelamin dewasa(masak) yang disebut spermatozoa atau sperma. Ini juga
memiliki23 kromosom (haploid).
Pada manusia proses spermatogenesis berlangsung setiap hari. Siklus
spermatogenesis berlangsung rata – rata 74 hari. Artinya , perkembangan sel
spermatogonia menjadi spermatozoa matang memerlukan waktu rata – rata 74 hari.
Sementara itu pemasakan spermatosit menjadi sperma memerlukan waktu dua
hari.proses pemasakan spermatosit menjadi sperma dinamakan spermatogenesis dan
terjadi didalam epidemis.
Pada pria dewasa normal, proses spermatogenesis terus berlangsung
sepanjang hidup, walaupun kualitas dan kauntitasnya makin menurun dengan
bertambahnya usia.
Pada pria, sel benih primordial tetap berada pada stadium
embrionalnya, di dalam jaringan testis, dikelilingi dengan sel-sel penunjang,
sampai saat sesudah lahir dan menjelang pubertas. Diferensiasi lanjutan dari
sel benih primordial dan penunjangnya baru mulai pada masa pubertas.
Pada masa pubertas, sel penunjang berkembang menjadi sel-sel
sustentakuler Sertoli untuk nutrisi gamet. Sel benih primordial berkembang
menjadi spermatogonium kemudian menjadi spermatosit primer. Spermatosit primer
ini kemudian mengadakan mitosis untuk memperbanyak diri terus menerus. Kemudian
hasil akhir pembelahan tersebut menjalani proses miosis pertama menjadi
spermatosit sekunder. Setelah itu spermatosit sekunder menjalani proses miosis
kedua menjadi spermatid.
Perkembangan selanjutnya dari spermatid menjadi sel sperma dewasa disebut
sebagai spermiogenesis. Pada proses spermiogenesis, terjadi beberapa proses
penting :
1.
Badan dan inti sel spermatid
menjadi "kepala" sperma.
2.
Sebagian besar sitoplasma luruh
dan diabsorpsi.
3.
Terjadi juga pembentukan leher,
lempeng tengah dan ekor.
4.
Kepala sperma diliputi akrosom.
Hasil akhir proses ini adalah sel-sel sperma dewasa yaitu
spermatozoa.
3.) Bagian – Bagian Sperma
Sperma dewasa terdiri dari tiga bagian yaitu kepala, bagian tengah
dan ekor (flagelata). Kepala sperma mengandung nucleus. Bagian ujung kepala ini
mengandung akrosom yang menghasilkan enzim yang berfungsi untuk menembus
lapisan – lapisan sel telur pada waktu fertilisasi. Bagian tengah sperma
mengandung mitokondria yang menghasilkan ATP sebagai sumber energi untuk
pergerakan sperma. Ekor sperma berfungsi sebagai alat gerak.
Karena terjadi pemisahan pasangan kromosom, suatu sel sperma akan
mengandung kromosom separuh dari induknya (44+XY) yaitu kemungkinan 22+X atau
22+Y. Keseluruhan proses spermatogenesis - spermiogenesis normal pada pria
memerlukan waktu 60-70 hari.
Setelah terbentuk sempurna, spermatozoa masuk ke dalam rongga
tubulus seminiferus, kemudian akibat kontraksi dinding tubulus spermatozoa terdorong
ke arah epididimis.
Suasana keseimbangan asam-basa dan elektrolit yang sesuai di
intratubulus dan epididimis memberikan spermatozoa kemampuan untuk bergerak
(motilitas sperma).
OOGENESIS (PADA WANITA)
Pada masa pubertas, oosit primer mengadakan pembelahan meiosis I
menghasilkan satu sel oosit sekunder yang besar dan satu sel badan kutub
pertama (polar body primer) yang lebih kecil. Perbedaan bentuk ini disebabkan
sel oosit sekunder mengandung hampir semua sitoplasma dan kuning telur,
sedangkan sel badan kutub pertama hanya terdiri dari nucleus saja. Oosit
sekunder ini mempunyai kromosom setengah kromosom oosit primer yaitu 23
kromosom (haploid).
Dalam pembelahan meiosis II, oosit sekunder membelah diri
menghasilkan satu sel ootid yang besar dan satu badan kutub kedua (polar body
sekunder). Ootid yang besar tersebut mengandung hamper semua kuning telur dan
sitoplasma. Pada saat yang sama, badan kutub pertama membelah diri menjadi dua
kutub. Selanjutnya ootid tumbuh menjadi sel telur (ovum) yang mempunyai 23
kromosom (haploid). Sedangkan ketiga badan kutub kecil hancur sehingga setiap
oosit primer hanya menghasilkan satu sel telur yang fungsional. Sel telur
(ovum) yang besar itu mengandung sumber persediaan makanan, ribosom, RNA, dan
komponen – komponen sitoplasma lain yang berperan dalam perkembangan embrio.
Sel telur yang matang diselubungi oleh membrane corona radiate dan zona
pellusida.
Oogenesis hanya berlangsung hingga seseorang usia 40 sampai 50
tahun. Setelah wanita tidak mengalami menstruasi lagi (menopause) sel telur
tidak diproduksi lagi.
Pada wanita, setelah tiba di gonad, sel benih primordial segera berdiferensiasi
menjadi oogonium.
Oogonium kemudian mengalami beberapa kali mitosis, dan pada akhir
perkembangan embrional bulan ketiga setiap oogonium dikelilingi oleh selapis
sel epitel yang berasal dari permukaan jaringan gonad, yang nantinya menjadi
sel folikuler.
Sebagian besar oogonium terus mengalami mitosis, sebagian lain
berdiferensiasi dan tumbuh membesar menjadi oosit primer.
Oosit primer kemudian mengadakan replikasi DNA dan memasuki proses
miosis pertama sampai tahap profase.
Pada embrio bulan ke-5 sampai ke-7, jumlah oogonium diperkirakan
mencapai 5-7 juta sel. Pada saat itu sel-sel mulai berdegenerasi, sehingga
banyak oogonium dan oosit primer berhenti tumbuh dan menjadi atretik.
Tetapi oosit primer yang telah memasuki tahap profase miosis pertama
tetap bertahan pada stadiumnya dengan dilapisi sel folikuler epitel gepeng
(selanjutnya oosit primer dengan sel folikuler ini disebut sebagai folikel
primordial).
Folikel primordial tetap pada stadiumnya (disebut fase istirahat/
fase diktioten / diplotene stage), sampai sesudah kelahiran dan menjelang
pubertas. Jumlahnya pada saat kelahiran sekitar 700 ribu - 2 juta folikel.
Pada masa pubertas, sambil mulai terbentuknya siklus menstruasi,
folikel primordial / oosit primer mulai melanjutkan pematangannya dengan
kecepatan yang berbeda-beda.
Pada saat ovulasi suatu siklus haid normal, yaitu sekitar dua minggu
sebelum terjadinya perdarahan haid berikutnya, hanya satu sel folikel yang
mengalami pematangan sampai tingkat lanjut dan keluar sebagai ovum yang siap dibuahi.
Pertumbuhan / pematangan diawali dengan pertambahan ukuran oosit
primer / folikel primordial menjadi membesar, dan sel-sel epitel selapis gepeng
berubah menjadi kuboid dan berlapis-lapis. Pada tingkat pertumbuhan ini, oosit
primer bersama lapisan epitelnya disebut bereda dalam stadium folikel primer.
Awalnya oosit primer berhubungan erat dengan sel folikuler kuboid
yang melapisinya, namun selanjutnya terbentuk suatu lapisan mukopolisakarida
yang membatasi / memisahkan di antaranya, yang disebut zona pellucida.
Kemudian terbentuk juga suatu rongga dalam lapisan folikuler (antrum
folikuli) yang makin lama makin besar. Tetapi sel-sel folikuler yang berbatasan
dengan zona pellucida oosit primer tetap utuh dan menjadi cumulus oophorus. Stadium
perkembangan ini disebut stadium folikel sekunder.
Kemudian antrum folikuli semakin membesar, sementara bagian tepi
luar lapisan folikuler mulai dilapisi oleh dua lapisan jaringan ikat yaitu teka
interna (lapisan seluler, sebelah dalam, yang kemudian menghasilkan hormon
estrogen) dan teka eksterna (lapisan fibrosa, sebelah luar).
Pada stadium ini, folikel disebut sebagai berada dalam stadium sudah
matang, disebut sebagai folikel tersier atau folikel deGraaf.
Setelah tercapai pematangan folikel, oosit primer memasuki
pembelahan miosis kedua dengan menghasilkan dua sel anak yang masing-masing
mengandung jumlah DNA sebanyak separuh sel induk (23 tunggal, ).
Tetapi hanya SATU sel anak yang tumbuh menjadi oosit sekunder,
sementara sel anak lainnya hanya menjadi badan kutub (polar body) yang tidak
tumbuh lebih lanjut.
Pada saat oosit sekunder mencapai stadium pembentukan kumparan (coiling)
terjadilah OVULASI di mana oosit tersebut dilepaskan dari folikel deGraaf,
bersama dengan lapisan cumulus oophorus dari sel folikular dan lapisan zona
pellucida. Susunan cumulus oophorus di sekeliling zona pellucida kemudian
menjadi corona radiata.
Folikel bekas tempat oosit kemudian di bawah pengaruh hormon LH
hipofisis akan menjadi korpus luteum yang kemudian menghasilkan hormon
progesteron.
Kemudian, oleh gerakan kontraksi dinding tuba dan ayunan
serabut-serabut fimbriae dinding tuba, oosit tersebut ikut terbawa ke arah
uterus. Di dalam tuba inilah terdapat kemungkinan terjadinya pembuahan dengan
sel sperma.
Jika terjadi pembuahan, oosit sekunder menyelesaikan stadium
pembelahan pematangan keduanya sampai menjadi oosit matang, kemungkinan dengan
menghasilkan satu buah polar body lagi. Sementara polar body hasil pembelahan
sebelumnya diperkirakan juga mengadakan satu pembelahan lagi.
Jika terjadi pembuahan dan kehamilan, korpus luteum tetap aktif
karena hormon progesteron yang dihasilkannya berfungsi mempertahankan
keseimbangan hormonal selama masa-masa awal kehamilan. Jika tidak terjadi
pembuahan, oosit sekunder akan mengalami degenerasi dalam waktu sekitar 24-48
jam pasca ovulasi. Jika tidak terjadi pembuahan dan kehamilan, sampai dengan
9-10 hari sesudah ovulasi korpus luteum akan berdegenerasi dan mengalami fibrosis
menjadi korpus albikans. Akibat degenerasi ini produksi progesteron juga
menurun, menjadi stimulasi untuk terjadinya perdarahan haid berikutnya.
Hasil akhir oogenesis normal kemungkinan adalah satu buah oosit matang
dan 1-3 buah polar bodies. Kromosom yang dikandung oleh oosit adalah separuh
dari induknya, yaitu 23+X.
Gambar :
Perbandingan antara gametogenesis pada pria dan wanita