Dalam tubuh organisme multiseluler, sel-sel yang rusak atau mati secara konstan perlu diperbarui untuk menjaga kelangsungan hidup jaringan. Proses pembaruan ini terjadi melalui pembelahan sel, sebuah mekanisme fundamental yang memastikan pertumbuhan, perbaikan, dan regenerasi. Rangkaian peristiwa yang kompleks, mulai dari persiapan sel induk untuk membelah, penggandaan komponen internalnya, hingga akhirnya menghasilkan sel anakan, dikenal sebagai daur sel. Durasi daur sel ini sangat bervariasi, tergantung pada jenis sel dan organismenya.

Secara garis besar, daur sel pada eukariota terbagi menjadi dua tahapan utama: interfase dan fase pembelahan (fase M). Interfase, yang merupakan bagian terpanjang dari daur sel, adalah periode pertumbuhan dan persiapan. Fase ini dibagi lagi menjadi tiga subfase: fase tumbuh pertama (G1​), fase sintesis (S), dan fase tumbuh kedua (G2​). Fase M sendiri mencakup dua proses yang berbeda namun terkoordinasi: mitosis (pembelahan nukleus atau kariokinesis) dan sitokinesis (pembelahan sitoplasma).

Tahapan Interfase: Periode Persiapan Intensif

Meskipun sering dianggap sebagai fase “istirahat”, interfase adalah periode aktivitas metabolik yang sangat tinggi di mana sel mempersiapkan diri untuk membelah.

• Fase G1​ (Gap 1): Setelah pembelahan sel selesai, sel-sel anakan memasuki fase G1​, di mana mereka tumbuh dan berkembang. Selama fase ini, terjadi pertumbuhan dan diferensiasi sel. Banyak sel di dalam jaringan tubuh organisme multiseluler akan berhenti membelah pada fase ini dan memasuki keadaan diam yang disebut fase G0​. Dalam fase G0​, sel-sel tersebut menjalankan fungsi spesifiknya hingga mencapai batas usia mereka, lalu mati dan digantikan oleh sel-sel baru.
• Fase S (Sintesis): Fase ini adalah titik krusial di mana sel menggandakan materi genetiknya. DNA direplikasi secara presisi untuk memastikan setiap sel anakan akan menerima salinan genom yang identik. Proses ini diawali dengan penggandaan DNA, yang segera diikuti dengan perakitan protein histon dan non-histon untuk membentuk filamen kromatin baru, yang disebut nukleofilamen.
• Fase G2​ (Gap 2): Setelah replikasi DNA selesai, sel memasuki fase G2​. Pada tahap ini, sel terus tumbuh dan mempersiapkan segala sesuatu yang dibutuhkan untuk mitosis. Salah satu penanda utama akhir dari fase G2​ adalah dimulainya pemampatan atau kondensasi filamen kromatin yang telah digandakan menjadi struktur kromosom yang lebih padat.

Sistem Pengatur Daur Sel: Orkestrasi yang Presisi

Daur sel bukanlah proses yang berjalan secara otomatis; ia diatur oleh sistem pengatur yang sangat canggih untuk memastikan setiap tahapan berjalan dalam urutan yang benar dan selesai sepenuhnya sebelum memulai tahapan berikutnya. Sebagai contoh, jika proses sintesis DNA terhenti sementara, maka mitosis dan pembelahan sel juga harus ditunda.

Sistem pengatur ini bekerja melalui serangkaian “titik pemeriksaan” (checkpoints) yang memonitor kondisi internal dan eksternal sel. Terdapat dua titik pemeriksaan utama:

1. Titik Pemeriksaan G1​: Berlokasi di antara fase G1​ dan S, titik ini memeriksa apakah ukuran sel sudah cukup besar dan apakah lingkungan eksternal mendukung untuk terjadinya proliferasi sel.
2. Titik Pemeriksaan G2​: Berlokasi di antara fase G2​ dan M, titik ini memastikan bahwa seluruh replikasi DNA telah selesai dengan sempurna sebelum sel diizinkan untuk memasuki fase mitosis.

Mitosis: Pembelahan Nukleus dalam Empat Fase

Mitosis adalah proses pembelahan nukleus yang terbagi menjadi empat fase berurutan: profase, metafase, anafase, dan telofase.

• Profase: Pada fase ini, nukleofilamen yang telah terbentuk di fase S dan dirakit sejak G2​ akan terus memadat hingga membentuk kromosom yang jelas terlihat. Setiap kromosom terdiri dari dua buah kromatid identik yang saling mengait di sebuah daerah penyempitan yang disebut sentromer. Pada daerah sentromer, terdapat struktur protein kompleks yang disebut kinetokor, yang berfungsi sebagai pusat pengorganisasian mikrotubulus (microtubule organizing centre).
• Metafase: Kromosom yang telah sepenuhnya terkondensasi kemudian bergerak menuju bidang ekuator sel. Metafase merupakan stadium yang relatif stabil, di mana sel dapat bertahan dalam kondisi ini selama lebih dari dua jam.
• Anafase: Transisi dari metafase ke anafase terjadi secara tiba-tiba. Proses ini diawali dengan terbelahnya sentromer, sehingga setiap kromosom terpisah menjadi dua kromatid tunggal. Pemicu anafase diduga melibatkan kenaikan kadar ion kalsium (Ca2+) di dalam sitosol. Setiap kromatid (yang kini dianggap sebagai kromosom individual) kemudian bergerak menuju kutub yang berlawanan. Pergerakan ini didorong oleh dua mekanisme berbeda:

1. 1. Anafase A: Terjadi pemendekan mikrotubulus kinetokor yang menarik kromosom ke arah kutub.
   2. Anafase B: Kutub-kutub gelendong mitosis saling menjauh akibat pemanjangan mikrotubulus kutub. Pada sel manusia, anafase B dimulai segera setelah pergerakan kromatid dan berhenti ketika panjang gelendong mencapai sekitar dua kali panjangnya saat metafase.

• Telofase: Menjelang akhir anafase, setiap set kromosom telah mencapai kutub masing-masing dan membentuk kelompok. Proses ini memicu defosforilasi protein-protein yang sebelumnya terfosforilasi, seperti histon H1 dan molekul laminin. Akibatnya, vesikula-vesikula membran nukleus akan berhubungan dengan setiap kromosom dan melebur untuk membentuk kembali selubung nukleus. Pori-pori nukleus dirakit kembali, dan lamina nukleus terbentuk lagi. Kromosom kemudian mulai terurai kembali menjadi benang-benang kromatin, dan sintesis RNA di dalam nukleus anakan pun dimulai kembali.

Sitokinesis: Langkah Akhir Pembelahan Sel

Sitokinesis adalah proses pembelahan sitoplasma yang biasanya dimulai pada saat anafase dan berlanjut selama telofase. Mekanismenya berbeda secara signifikan antara sel hewan dan sel tumbuhan.

• Sitokinesis pada Sel Hewan: Tanda pertama sitokinesis pada sel hewan adalah munculnya lekukan pada membran sel di bidang ekuator, yang tegak lurus dengan sumbu gelendong mitosis. Pelekukan ini disebabkan oleh kontraksi sebuah cincin kontraktil yang terdiri dari filamen aktin yang terikat pada membran sel. Saat cincin ini mengerut, lekukan semakin dalam hingga akhirnya memisahkan sel induk menjadi dua sel anakan. Sisa dari gelendong mikrotubulus kutub akan membentuk struktur yang disebut badan-tengah (midbody), yang menjadi tambatan sementara antara dua sel anakan sebelum akhirnya menghilang.
• Sitokinesis pada Sel Tumbuhan: Karena adanya dinding sel yang kaku, sel tumbuhan tidak dapat membelah dengan cara melekuk. Sebaliknya, sitoplasma dibagi oleh pembentukan dinding sel baru yang disebut sekat sel atau dinding-lintang di dalam sel induk. Proses ini dimulai dengan sisa-sisa mikrotubulus kutub yang membentuk struktur yang disebut fragmoplas di antara dua nukleus anakan. Vesikula-vesikula kecil yang berasal dari aparatus Golgi dan berisi prazat dinding sel (seperti pektin dan hemiselulosa) diangkut di sepanjang mikrotubulus menuju bidang ekuatorial. Vesikula-vesikula ini kemudian melebur membentuk sekat sel. Sekat ini terus berkembang hingga akhirnya menyatu dengan dinding sel induk, sehingga terbentuklah dua sel anakan yang terpisah.

Secara keseluruhan, daur sel adalah sebuah simfoni proses molekuler yang diatur dengan sangat ketat. Dari pertumbuhan sel di interfase, replikasi DNA yang presisi, hingga pemisahan kromosom yang akurat selama mitosis dan sitokinesis, setiap langkah memastikan bahwa informasi genetik diwariskan secara utuh dari satu generasi sel ke generasi berikutnya, menjadi dasar bagi kehidupan dan kelangsungan semua organisme multiseluler.

Daftar Referensi

Jurnal & Publikasi Ilmiah

Amalia, R., & Nurmaliah, C. (2020). Pengaruh Minuman Berenergi terhadap Fase Pembelahan Mitosis Sel Akar Bawang Merah (Allium cepa L.). Jurnal Biologi Edukasi (Bioleuser), 11(2), 38-42. https://jurnal.usk.ac.id/bioleuser/article/download/14884/11194

Asghar, U., Witkiewicz, A. K., Turner, N. C., & Knudsen, E. S. (2019). The cell cycle: a review of regulation, deregulation and therapeutic targets in cancer. Cell, 179(3), 544–561. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6496723/

Lee, S. Y., & Lee, J. S. (2021). Regulation of Cell Cycle Progression by Growth Factor-Induced Cell Signaling. Cells, 10(12), 3377. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8699227/

Sulistyaningrum, Y. I., Hendro, R., & Daryono, B. S. (2020). Indeks Mitosis dan Jumlah Kromosom Kentang Hitam (Coleus tuberosus Benth.). Vegetalika, 9(4), 364-375. https://jurnal.ugm.ac.id/jbp/article/download/50565/29941

Universitas Esa Unggul. (n.d.). MODUL 8 MATA KULIAH BIOLOGI SEL: Siklus Sel dan Mitosis. Diakses 14 Oktober 2025, dari https://digilib.esaunggul.ac.id/public/UEU-Course-23481-MODUL%208%20MATA%20KULIAH%20BIOLOGI%20SEL.pdf

Sumber Online

OpenStax. (n.d.). Cell cycle regulators. Khan Academy. Diakses 14 Oktober 2025, dari https://www.khanacademy.org/science/ap-biology/cell-communication-and-cell-cycle/regulation-of-cell-cycle/a/cell-cycle-regulators