Semua organisme eukariotik yang berkembang biak secara seksual tergantung dari reproduksi sel. Hal ini karena zigot yang terbentuk berasal dari sel telur yang dibuahi oleh sel sperma. Zigot yang bersel tunggal harus mengalami pembelahan atau reproduksi untuk mencapai ukuran tertentu. Bagaimanakah caranya?
Pada dasarnya, pembelahan sel dibedakan menjadi 2 macam, yaitu pembelahan sel secara langsung dan secara tak langsung. Pembelahan sel secara langsung jika proses pembelahan tidak didahului dengan pembentukan gelondong pembelahan dan penampakan kromosom. Adapun pembelahan sel secara tak langsung jika proses pembelahan didahului dengan pembentukan gelondong pembelahan dan penampakan kromosom. Pembelahan sel secara langsung disebut amitosis, sedangkan pembelahan secara tidak langsung meliputi pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis.

Pembelahan amitosis terjadi pada bakteri, Protozoa, dan ganggang bersel satu. Proses pembelahan ini tidak melalui tahapan-tahapan pembelahan. Satu sel induk akan membelah secara langsung menjadi dua, dua menjadi empat, empat menjadi delapan, dan seterusnya hingga sel tersebut bertambah banyak. Proses pembelahan langsung didahului oleh pembelahan inti menjadi dua, diikuti oleh pembelahan sitoplasma dan akhirnya sel terbagi menjadi dua sel anak.

Pembelahan Sel secara Mitosis dan Meiosis
Proses pembelahan mitosis terjadi pada semua sel tubuh makhluk hidup, kecuali pada gonad (sel kelamin) yang menghasilkan sel kelamin. Pembelahan ini menyebabkan terjadinya proses pertumbuhan dan perkembangan jaringan dan organ tubuh makhluk hidup.

Siklus Sel
Siklus sel adalah rangkaian peristiwa perkembangan sel dengan urutan tertentu yang akan kembali pada tahap semula. Siklus sel terdiri dari dua tahap, yaitu interfase dan tahap mitotik.Interfase merupakan fase antara mitosis yang satu dengan mitosis berikutnya. Interfase terdiri atas tiga tahap yaitu GI (awal dari interfase), tahap S, dan tahap G2 (akhir dari interfase). Pada fase S terjadi sintesis atau duplikasi DNA.

Pembelahan Mitosis
Pembelahan mitosis merupakan pembelahan sel yang terjadi apabila sel anak mempunyai jumlah kromosom sama dengan jumlah kromosom induknya. Fase-fase pembelahan mitosis adalah profase, metafase, anafase, dan telofase. Dalam sekali membelah terdapat interfase. Selama interfase tidak tampak adanya struktur kromosom .

Interfase
Pada fase ini sel belum melakukan kegiatan pembelahan tetapi sel sudah siap untuk membelah. Selama interfase sel tampak keruh dan benang-benang kromatin halus lama-kelamaan akan kelihatan. Beberapa ahli menganggap interfase bukan merupakan salah satu tahap dalam mitosis sehingga interfase sering disebut fase istirahat.

Profase
· Fase terlama dan paling banyak memerlukan energi-energi yang terkumpul selama interfase digunakan untuk membentuk gelondong-gelondong pembelahan.
· Pada profase selaput inti dan membran inti melebur sehingga sel tidak tampak memiliki membran inti.
· Benang kromatin memendek dan menebal membentuk kromosom. Setiap kromosom melakukan duplikasi menjadi kromatid.
· Pada sel manusia dan sel hewan, sentriol berpisah kemudian menuju kutub berlawanan dan terbentuk benang spindel

Metafase
Membran inti sudah menghilang dan kromosom-kromosom berkumpul pada bidang ekuator, yaitu bidang tengah dari sel sehingga kromosom tampak paling jelas. Sentromer dari seluruh kromosom membuat formasi sebaris. Kromatid menggantung pada benang-benang spindel melalui sentromer. Pada metafase, tampak adanya dua kromatid hasil penggandaan pada profase yang sedang mengalami pembagian menjadi dua.

Anafase
Pada fase ini sentromer membelah dan kedua kromatid dari setiap kromosom berpisah. Selanjutnya kromatid bergerak menuju ke kutub sel melalui benang-benang spindel. Karena benang spindel melekat pada sentromer maka sentromer bergerak terlebih dahulu pada pergerakan kromosom ke kutub sel. Tiap kromatid hasil pembelahan mempunyai sifat yang sama dengan induknya sehingga setiap kromatid merupakan kromosom baru.

Telofase
Kromosom yang telah berada di daerah kutub masing-masing makin lama makin menipis, kemudian berubah menjadi benang-benang kromatin yang tipis. Serabut gelondong lenyap, sedangkan membran inti dan inti mulai terbentuk kembali. Selanjutnya terjadi peristiwa pembagian inti (kariokinesis) dan sitoplasma terbagi menjadi dua bagian (sitokinesis). Masing-masing bagian mengandung satu nukleus yang memiliki 2n kromosom (diploid). Terbentuknya 2 sel anak yang mempunyai jumlah kromosom sama dengan induknya.

Pembelahan Meiosis
Pembelahan meiosis merupakan pembelahan sel yang menghasilkan sel anak dengan jumlah kromosom setengah dari jumlah kromosom sel induknya. Meiosis terjadi pada alat reproduksi, yaitu pada gametosit (sel kelamin jantan dan sel kelamin betina). Pembelahan kromosom berlangsung dua kali berurutan tanpa diselingi interfase, yaitu meiosis I dan meiosis II.

Meiosis I
Profase I
Pada profase I terjadi beberpa tahapan, yaitu sebagai berikut.
  • Leptonema (leptoten), kromatin membentuk kromosom.
  • Zigonema (zigoten), terbentuk pasangan kromosom homolog.
  • Pakinema (pakiten), kromosom mengganda menjadi 2 kromatid.
  • Diplonema (diploten), kromatid menebal, membesar, rapat, dan bergandengan.
  • Diaknesis, terjadi pindah silang rekombinasi gen, dan sentriol berpisah.
Metafase I
Pasangan kromosom homolog mengatur diri dan saling berhadapan di daerah ekuator. Setengah dari pasangan kromosom homolog mengarah ke kutub yang satu dan setengah pasangan kromosom homolog lainnya mengarah ke kutub yang lain.
Anafase I
  • Kromosom homolog berpisah dan menuju kutub yang berlawanan.
  • Kromatid belum berpisah karena sentromer masih satu untuk satu kromosom.
Telofase I
Kromosom yang masih terdiri dari dua kromatid berada di kutub. Selanjutnya terbentuk membran nukleus yang diikuti oleh proses sitokinesis. Akhir telofase I terbentuk dua sel anak. Setiap sel anak mengandung n kromosom sehingga pada akhir meiosis I terbentuk dua sel anak yang haploid.

Meiosis II
Profase II
  • Benang-benang kromatin kembali menebal menjadi kromosom.
  • Kromosom yang terdiri dari 2 kromatid tidak mengalami duplikasi lagi.
  • Nukleus dan dinding inti melebur.
  • Sepasang sentriol bergerak menuju ke kutub yang berlawanan, kemudian mulai terbentuk benang-benang spindel.
Metafase II
  • Kromosom yang telah membelah menjadi dua kromatid berjajar pada bidang pembelahan. Selanjutnya sentromer menempatkan diri di tengah sel.
Anafase II
  • Sentromer membelah menjadi dua. Masing-masing kromatid berpisah dan bergerak ke kutub yang berlawanan.
  • Kromatid tersebut merupakan kromosom baru.
Telofase II
  • Kromatid sampai di kutub dan berubah menjadi benang kromatin.
  • Terbentuk kembali membran inti dan anak inti.
  • Terjadi sitokinesis dan terbentuk 4 sel anakan yang memiliki kromosom setengah dari induknya.