Basic Science Nursing

MITOSIS
Pembelahan mitosis merupakan pembelahan tidak langsung dan terjadi pada sel
tubuh (somatis) dan organisme Protista. Siklus sel somatis meliputi dua tahap, yaitu tahap
interfase dan pembelahan sel (mitosis). Tahap interfase disebut juga fase istirahat.
Pembelahan mitosis adalah pembelahan yang menghasilkan 2 sel anak dengan jumlah
kromosom sel anak sama dengan jumlah kromosom sel induk. Pembelahan mitosis dapat
terjadi pada pertumbuhan, perkembangan zigot menjadi embrio, pengganti sel-sel tubuh
yang rusak dan untuk mempertahankan jumlah kromosom. Pembelahan mitosis
dikendalikan oleh gen dalam masing-masing sel. Kerja gen ini dipengaruhi oleh hormon
pertumbuhan dan faktor tumbuh lain.
Pembelahan mitosis terdiri dari 4 tahap yaitu profase, metafase, anafase, dan
telofase.
•
Profase
Pada awal profase, sentrosom mengalami replikasi sehingga dihasilkan 2
sentrosom. Selanjunya, masing-masing sentrosom bermigrasi ke kutub-kutub
inti sel yang letaknya berlawanan, Pada saat yang bersamaan, mikrotubulus
mulai terlihat di antara 2 sentrosom dan membentuk benang-benang gelondong
(spindel). Kromosom terdiri dari 2 kromatid identik.
•
Metafase
Pada tahap ini, kromatid-komatid bersaudara bergerak ke bidang ekuator
(bagian tengah inti sel) dan membentuk lempeng metafase (metaphasic plate).
Setiap sentromer memiliki 2 kinetokor, yang masing-masing dihubungkan ke
satu sentrosom oleh serabut kinetokor yang melekat pada sentromer.
•
Anafase
Pada tahap ini, masing-masing kromatid memisahkan diri dari sentromer.
Masing-masing kromosom ditarik oleh serabut kinetokor sehingga terpisah dan
bergerak menuju kutub-kutub yang berlawanan. Sitokinesis mulai terjadi pada
akhir anafase.
•
Telofase
Tahap telofase dimulai ketika masing-masing kromosom telah sampai pada
kutib-kutub yang berlawanan, benang-benang gelondong tidak terlihat lagi dan
kromosom menjadi panjang, tipis, serta tidak dapat dilihat dengan jelas.
Kromosom berubah mnjadi kromatin. Membran inti mulai terbentuk dan
sitokinesis telah lengkap. Pada akhir telofase dihasilkan 2 sel anak yang identik
dengan sel induknya.
Setelah tahap telofase, sel memasuki tahap interfase. Interfase adalah
tahap istirahat diantara 2 pembelahan sel. Interfase merupakan tahap terlama
dalam siklus sel. Selama interfase, sel-sel melaksanakan fungsinya seperti biasa,
mialnya respirasi dan menghasilkan enzim. Sel juga tumbuh dan berkembang
menjadi sel yang matang pada tahap interfase.
MEIOSIS
Meiosis atau pembelahan reduksi adalah pembelahan dengan proses yang hampir
sama dengan pembelahan mitosis namun pada meiosis terjadi pengurangan (reduksi)
1
jumlah kromosom. Meiosis terbagi menjadi 2 tahapan besar yaitu meiosis I dan meiosis
II, masa istirahat antara keduanya disebut interfase. Sel somatik manusia terdiri dari 46
kromosom (23 pasang kromosom), setengah berasal dari tiap orang tua. Masing-masing
dari 22 autosom maternal memiliki kromosom paternal yang homolog. Pasangan
kromosom ke 23 adalah kromosom seks yang menentukan jenis kelamin seseorang. Sel
ovum dan sperma hanya mempunyai setengah kromosom (haploid / n), apabila ovum dan
sperma bersatu (fertilisasi) akan terbentuk zigot diploid (2n) yang akan tumbuh menjadi
individu baru dengan gen hasil kombinasi dari ovum dan sperma. Meiosis hanya terjadi
pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah. Pada meiosis, terjadi perpasangan
dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel
anak. Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu
pembelahan I (meiosis I) dan pembelahan II (meiosis II). Meiosis I dan meiosis II terjadi
pada sel tumbuhan. Demikian juga pada sel hewan terjadi meiosis I dan meiosis II. Baik
pada pembelahan meiosis I dan II, terjadi fase-fase pembelahan seperti pada mitosis.
Oleh karena itu dikenal adanya profase I, metafase I, anafase I , telofase I, profase II,
metafase II, anafase II, dan telofase II. Akibat adanya dua kali proses pembelahan sel,
maka pada meiosis, satu sel induk akan menghasilkan empat sel baru, dengan masingmasing sel mengandung jumlah kromosom setengah dari jumlah kromosom sel induk.
PROSES GAMETOGENESIS PADA LAKI-LAKI DAN PEREMPUAN
•
Gametogenesis pada jantan (spermatogenesis)
Umumnya sel diploid yang akan menjadi sel induk sperma
(spermatogenesis) menjadi besar sebelum membelah secara meiosis. Sel
demikian disebut sel spermatosit primer. Sel ini kemudian membelah pada tahap
meiosos I menjadi 2 sel spermatosit sekunder. Selanjutnya, kedua sel tersebut
membelah pada meiosis II dan menghasilkan 4 sel spermatid. Sel spermatid
tersebut kemudian berkembang menjadi sperma.
2
•
Gametogenesis pada betina (oogenesis)
Umumnya tahap-tahap oogenesis serupa pada spermatogenesis. Sel induk
telur (oogonium) menjadi besar sebelum membelah secara meiosis. Sel yang
menjadi besar disebut oosit primer. Akan tetapi, dibandingkan spermatogenesis,
ada 2 perbedaan utama pada oogenesis, yaitu :
1.
Sel oosit primer jauh lebih besar karena mengandung komponen
sitoplasmik lebih banyak.
2.
2 sel oosit sekunder (hasil pembelahan meiosis I) berbeda ukuran
dan fungsi.
Salah satu oosit sekunder mempunyai ukuran yang lebih besar. Sel oosit sekunder
yang berukuran lebih besar ini akan melakukan meiosis II yang hanya akan
menghasilkan satu sel ovum (sel telur) yang sehat dan fungsional, sedangkan sel
oosit sekunder atau badan kutub pertama yang berukuran lebih kecil akan
mengalami degenerasi. Sel oosit sekunder lain yang lebih kecil ini disebut badan
polar. Sel pada badan kutub pertama juga membelah pada meiosis II, tetapi sel
badan kutub yang dihasilkan juga mengalami degenerasi (mati).
PERBEDAAN MITOSIS DAN MEIOSIS
Aspek yang dibedakan
Mitosis
Tujuan
Untuk pertumbuhan
Hasil pembelahan
Sifat sel anak
Tempat terjadinya
2 sel anak
diploid (2n)
sel somatic
Meiosis
Sifat
mempertahan-kan
diploid
4 sel anak
haploid (n)
sel gonad
3
KOMUNIKASI ANTAR SEL
Jaringan komunikasi antara satu sel dengan yang lain menghasilkan suatu
koordinasi untuk mengatur pertumbuhan, reproduksi, osmoregulasi, dan lain-lain pada
berbagai jaringan maupun organ. Sistem komunikasi ini selain dilakukan oleh sistem
saraf, juga dilakukan oleh sistem endokrin,atau bahkan sistem saraf bersama-sama
dengan sistem endokrin mengontrol aktivitas organ atau jaringan tubuh.kedua sistem ini
saling mengisi secara fungsional yang demikian luar biasa,sehingga unsur-unsur saraf
dan
endokrin
sering
dianggap
menyusun
sistem
neuroendokrin.
Sistem saraf mengatur kegiatan tubuh dengan cepat, seperti kontraksi otot, peristiwa
visceral yang berubah dengan cepat, dan bahkan kecepatan sekresi beberapa kelenjar
endokrin. Sedangkan,sistem endokrin mengatur fungsi metabolik tubuh pada jalur
lambat. Sistemsaraf menerima ribuan informasi kecil dari berbagai organ indra seperti
salinitas,suhu,periode panjang harimenuju alat-alat gerak dan kemudian mengintegrasin
dengan sistem endokrin untuk mengontrol osmoregulasi, metabolisme, pertumbuhan,
reproduksi.
Ada tiga kelompok komunikasi ekstraseluller, yaitu :
1) endocrine,hormon yang merupakan substansi isysrat yang dilepaskan organ
endokrin dengan sasaran organ target tertentu.
2) isyarat parakrin, sel target bedekatan dengan sel sekretori,isyarat kimiawi parakrin
disebut neurotransmitter atau neurohormon.
3)isyarat autokrin biasanya terjadi pada kondisi patologik, misalya pada sel tumor.
Komunikasi antar sel biasanya melewati enam tahap:
1)sintesis,
2) pelepasan hormon,
3) transpor ke organ target,
4) pengenalan petunjuk (sering oleh reseptor protein yang spesifik),
5) penerjemahan,
6) respons.
4
Prinsip umum komunikasi sel
Molekul sinyal ekstraseluler berikatan dengan reseptor yang spesifik. Sebagai
contoh, budding pada khamir Saccharomyces cerevisiae. Sel-sel khamir berkomunikasi
dengan sel lainnya untuk perkawinan dengan mensekresikan beberapa macam peptida
kecil. Molekul sinyal ekstraseluler dapat bertindak pada jarak yang dekat ataupun jauh.
Tipe Sinyal
Tiga tahap proses cell signaling yaitu:
•
Reception, agak mirip dengan pengenalan enzim dengan substratnya (kompleks
enzim-substrat), sama dengan hipotesis kunci dan gembok dari pengenalan enzim
dan substrat. Molekul ligan (biasanya larut dalam air) dikenal oleh hanya 1
protein reseptor yang berikatan dengan membran sel.
•
Transduksi, menimbulkan perubahan konformasi pada reseptor.
konformasi ini menyebabkan reseptor berinteraksi dengan molekul
lainnya.
Transduksi
mungkin
menyebabkan
banyak
konformasi/struktural pada protein seluler lainnya. Enzim yang
menjadi aktif;
•
Respon, biasanya aktivitas seluler, sebagai katalisis enzim atau penyusunan
kembali sitoskeleton atau aktivitas gen yang spesifik.
Perubahan
intraseluler
perubahan
tidak aktif
Ada 4 tipe sinyal yaitu paracrine, signaling, synaptic signaling, endocrine
signaling, dan autocrine signaling.
•
Paracrine signaling
Bergantung pada sinyal-sinyal yang dikeluarkan ke dalam ruang ekstraseluler dan
menyebabkan terjadinya suatu proses secara lokal atas sel-sel tetangga. Pada tipe
sinyal ini, molekul-molekul sinyal disekresikan, molekul sinyal yang disekresikan
mungkin dibawa jauh untuk bertindak berdasarkan target yang jauh, atau mungkin
bertindak sebagai perantara lokal yang hanya mempengaruhi sel-sel dalam
lingkungan yang dekat dari pemberian isyarat sel.
•
Synaptic signaling
Dilakukan dengan neuron yang meneruskan sinyal-sinyal secara elektrik
sepanjang akson dan melepaskan neurotransmitter di sinapsis, yang seringkali
berlokasi jauh sekali dari sel. Sel saraf (neuron) dimana khususnya menyampaikan
5
proses-proses panjang (akson) memungkinkan sel saraf untuk kontak dengan sel
target yang letaknya jauh sekali. Ketika diaktivasi oleh sinyal-sinyal dari lingkungan
atau dari sel-sel saraf lainnya, neuron mengirimkan impuls elektrik secara cepat di
sepanjang akson; ketika impuls mencapai ujung akson, hal ini menyebabkan ujung
saraf mensekresikan sinyal kimiawi yang disebut neurotransmitter. Sinyal ini
disekresikan ke cell junctions khusus yang disebut chemical synapses. Synaptic
signaling lebih tepat daripada endocrine signaling dalam hal waktu dan tempat.
•
Endocrine signaling
Bergantung pada sel-sel endokrin, yang mengsekresikan hormon ke aliran darah
yang lalu didistribusikan secara luas di sepanjang tubuh. Sel-sel endokrin
mensekresikan molekul-molekul sinyal yang disebut hormon ke aliran darah yang
membawa sinyal ke sel target yang didistribusikan secara luas ke seluruh tubuh.
•
Autocrine signaling
Tipe ini dapat mengkoordinasi keputusan dengan grup-grup sel serupa. Pada
autocrine signaling, sel mensekresikan molekul sinyal yang dapat berikatan kembali
dengan reseptornya sendiri. Autocrine signaling merupakan tipe paling efektif ketika
dilakukan secara serempak dengan sel-sel tetangga yang tipenya sama. Autocrine
signaling dianggap menjadi suatu mekanisme yang mungkin mendasari "efek
komunitas" yang diamati pada perkembangan awal, selama grup sel-sel serupa dapat
menanggapi sinyal yang menginduksi diferensiasi tapi tidak dapat pada sel tunggal
bertipe sama yang terisolir. Sel kanker seringkali menggunakan autocrine signaling
untuk mengatasi kontrol normal pada perkembangbiakan dan kelangsungan hidup sel.
Gap junctions membolehkan informasi sinyal untuk dibagi dengan sel-sel tetangga.
Saluran-saluran gap junctions membolehkan pertukaran molekul-molekul sinyal
intraseluler kecil (perantara intraseluler), seperti Ca2+ dan cyclic AMP, tetapi bukan
makromolekul, seperti protein atau asam nukleat. Sel-sel yang terhubung dengan gap
junctions dapat berkomunikasi dengan sel lainnya secara langsung.
Reseptor
Ada 2 tipe reseptor yaitu reseptor intraseluler dan reseptor permukaan sel. Reseptor
intraseluler ada yang lambat (mengubah ekspresi gen) dan cepat (mengubah fungsi
protein). Contoh reseptor intraseluler yang cepat adalah sinyal gas nitrat oksida yang
berikatan secara langsung dengan enzim dibagian dalam sel target.
3 kelas terbesar pada protein reseptor permukaan sel adalah ion-channel-linked, Gprotein-linked, dan enzyme-linked receptors.
•
Ion-channel-linked receptors juga dikenal sebagai transmitter-gated ion channels
atau ionotropic receptors. Membuka atau menutup secara singkat sebagai jawaban
atas pengikatan suatu neurotransmitter.
6
•
G-protein-linked receptors: memerantarai respon terhadap berbagai macam
molekul sinyal,meliputi hormon, neurotransmitter, dan perantara lokal. Semua Gprotein-linked receptors termasuk famili besar homolog, 7-pass transmembrane
proteins. Protein reseptor ini dapat mengaktivasi atau inaktivasi enzim yang
terikat pada membran plasma atau ion channel melewati protein G secara tidak
langsung.
Enzyme-linked receptors memiliki 6 subfamili yaitu receptor tyrosine kinase, tyrosinekinase associated-receptors, receptorlike tyrosine phosphatases, receptor serine/threonine
kinases,receptor guanylyl cyclases, dan histidine-kinase-associated receptors. Protein
reseptor ini merupakan protein transmembran dengan domain pengikatan ligan pada
permukaan luar membran plasma. Contoh: kemotaksis bakteri yang diperantarai oleh
histidine-kinase-associated chemotaxis receptors.
7
DAFTAR PUSTAKA
Syulasmi, Ammi. 2008. Persiapan Ujian Nasional Biologi Sekolah Menengah Atas.
Bandung. Grafindo Media Pratama.
Program Persiapan Langsung Seleksi Perguruan Tinggi Negeri, Periode 1, Nurul Fikri.
Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. 2002. Molecular Biology of
the Cell. Ed ke-4.
Bickenbach J. 2006. Principles in molecular and cell biology.
Biology kenyon. 2008. Plasmodesmata.
Biology ultranet. 1999. Junctions between cells.
Miami.edu. 2008. How do cells communicate.
Schultz GS, Ladwig G, Wysocki A. 2005. Extracellular matrix: review of its roles in
acute and chronic wounds.
Wikipedia. 2008. Cell junction.
http://id.wikipedia.org/wiki/Interaksi_Sel_dan_Lingkungannya
http://askaryunusumi.blogspot.com/2009/05/komunikasi-antar-sel.html
8