presentasi kuliah IV-Reproduksi Sel

REPRODUKSI SEL
(AMITOSIS, MITOSIS,
MEIOSIS & GAMETOGENESIS)
Sri Lestari Utami, S.Si., MKes.
REPRODUKSI SEL DAN ORGANISME
 Reproduksi merupakan pemanjangan
keberadaan benda-benda hidup dalam ruang
& waktu → memperbanyak diri &
berketurunan.
 Pada skala luas : growth (pertumbuhan),
healing (restitusi) dan regenerasi.
 Variasinya pada hewan :
1.Aseksual : fission (pembelahan biner, anak
 induk) ; budding/menguncup (pembelahan
yang tidak sama, anak  induk & gemmule)
; fragmentasi (organisem pecah) &
sporulasi/multiple fission (satu induk menjadi
banyak anak)
2. Seksual : konjugasi (jenis kelamin individunya
sukar dibedakan → isogamet & anisogamet);
reproduksi biparental (dioe-cious) &
hermaphroditisme (monocious)
3. Modifikasi seksual : partenogenesis (individu
dapat berkembang dari telur yang tidak dibuahi,
seleu bergantian dengan reproduksi biparental
setelah beberapa generasi, contoh tawon
dengan telur dibuahi → ♀ & tidak dibuahi → ♂)
Siklus Kehidupan
 Siklus sel & siklus kehisupan pada organisme
→ survival & perpetuative → proses
pembelahan sel
 Siklus sel = siklus kehidupan pada organisme
prokaryotik
 Pada organisme eukaryotik & multiseluler :
☻siklus kehidupan : pertumbuhan dan
perkembangan sel zigot menjadi individu
dewasa melalui proses cleavage, morulasi,
blastulasi, gastrulasi, differensiasi dan
spesialisasi pada organogenesis.
☻siklus sel : proses pembelahan sel : mitosis
atau meiosis
 Pembelahan sel melibatkan pewarisan salinan
matari genetik induk pada keturunan → berupa
DNA dalam kromosom :
organisme prokaryotik → panjang molekulnya,
rantai tungga yang sirkuler & pada nukleoid
organisme eukaryotik → molekulnya panjang
yang double heliks dengan ujung-ujung
yang terbuka dan terlilit pada protein
Siklus sel dan siklus kehidupan. Pada gambar ini ditunjukkan beberapa siklus sel dan siklus kehidupan yang terjadi pada
organisme multiseluler seperti manusia. Diantara siklus sel-siklus sel terdapat siklus sel yang akan menghasilkan sel gamet
betina yang akan difertilisasi oleh sel gamet jantan sehingga dihasilkan sel zigot yang akan memasuki suatu siklus kehidupan.
Siklus kehidupan ini akan menghasilkan organisme baru. Sehingga walaupun setiap organisme dewasa pada akhirnya akan
mati, tetapi keturunannya akan terus hidup.
SIKLUS SEL PADA ORGANISME
PROKARYOTIK – AMITOSIS
 Merupakan pembelahan biner → pembelahan
langsung dari satu sel menjadi dua sel tanpa
melalui fase-fase & tidak ada kondensasi DNA
 Terdiri atas tahap-tahap :
melekatnya kromosom sirkuler pada suatu titik
→ berreplikasi (agar setiap sel anak harus
memperoleh seperangkat informasi genetik
yang identik) → 2 kromosom sirkuler yang
saling bersisian dan masing-masing melekat
pada satu titik di membran ;
saat sel memanjang maka titik-titik perlekatan
ini akan bergerak ke ujung-ujung sel yang
berlawanan dengan kromosom sirkuler yang
diikatnya ;
terbentuk sekat di bagian tengah sel → terbelah
menjadi 2 sel anak, dengan kromosom yang
lengkap ;
ribosom dan struktur sel lain yang telah
mengganda jumlahnya terbagi sama pada
kedua sel anak selama pembelahan ; dan
dihasilkan dua sel anak yang identik
Pembelahan sel pada Prokaryotik. (a) Bakteri seperti E. coli akan berrepro-duksi melalui pembelahan biner
dimana DNAnya akan mengganda dan sel terbelah menjadi 2. (b). Tahapan-tahapan pada pembelahan biner
yang melibatkan replikasi DNA (1-3), pemanjangan/elongasi sel (4) dan pembelahan menjadi 2 sel anak yang
masing-masing sel anak mempunyai kromosom yang identik (5, 6, 7).
SIKLUS SEL PADA ORGANISME EUKARYOTIK
– MITOSIS DAN MEIOSIS
 Siklus sel pada organisme eukaryotik terdiri
atas 2 periode : interfase/istirahat (pemisah
antara 2 pembelahan yang berurutan & terdiri :
fase G1, S dan G2 ) & M (Mitosis)
 Fase G1 : lamanya menentukan lama siklus sel
(sangat cepat atau sangat lambat) yang tergantung jenis sel, peranan orga-nisme dan kondisi
lingkungan. Jika terjadi pada masa dormansi
(biji & kuncup tumbuhan) dan hewan (hibernasi)
maka akan masuk fase G0 → aktivitas fisiologis
↓, pada musim dingin sel aktif mensintesis RNA
(transkripsi) dan protein (translasi) seperti histon, nonhiston, enzim-enzim dan faktor-faktor
pendukung transkripsi dan translasi ; seluruh
bahan sitosol, membran sel dan organel akan
dibuat rangkap sehingga inti dan sitoplasma
sel akan terlihat membesar ; dan kromatin mulai
terkondensasi.
 Fase S : sel aktif mensintesis DNA (replikasi
atau duplikasi)
 Fase G2  G1
(a) 4 fase siklus sel : G1, S, G2 dan M pada sel eukaryotik.
 Mitosis : didahului karyokinesis dan diakhiri
sitokinesis
 Faktor yang berpengaruh pada mitosis sel
hewan multiseluler
Letak sel
Titik batas (R point = restriction point)
Besar kecil sel anak
Restriction point pada siklus sel
Pirimidin
Purin
Base Pairing
Pemadatan dan pelilitan DNA menjadi krosomom
Bagaimana DNA memadat menjadi kromosom. (a) Nukleus dari sel darah putih manusia yang dihentikan di
pertengahan Mitosis akan menunjukkan 46 kromosom. (b) Satu kromosom terlihat seperti massa benang kusut
saat dilihat dengan SEM. (c, d) Satu benang saat diperbesar mungkin terlihat seperti tumpukan cakram. (e)
Setiap cakram dibentuk oleh protein histon dan dikelilingi oleh DNA yang membelitnya membentuk suatu unit
yang disebut nukleosom. (f) Akhirnya DNA yang terbelit di sekitar nukleosom mempunyai konfigurasi yang
sudah lazim yaitu double helix atau untai ganda.
 Pembagian siklus sel berdasarkan substansisubstansi yang terlibat : siklus sentrosom, siklus
nukleus, siklus sitoplasma & siklus kromosom
 Terdapat 3 jenis mikrotubulus yang terkait
dengan spindel : mikrotubulus astral,
mikrotubulus kutub & mikrotubulus konetokhor
Anatomi dari kromosom. Kromosom yang terduplikasi akan tersusun dalam 2 tangkai yang
disebut dengan kromatid dan terikat secara bersama-sama oleh sentomer. (a) Kromosom dengan
lengan pendek dan lengan panjang. (b) Gambaran skematik kromosom yang tersusun atas
kromatid dan sentromer.
Mikrotubulus dari spindel pembelahan. Terdapat 3 jenis mikrotubulus : astral, kutub dan
kinetokhor.
Mitosis
 Mitosis terjadi pada sel-sel somatis/tubuh dari organisme
multiseluler dan merupakan pembelahan equasi yaitu
pembelahan sel yang menghasilkan dua sel anak yang identik
yaitu sel-sel anak yang memiliki jumlah kromosom sebanyak
yang dimiliki oleh sel induknya.
 Diantara tujuan dari pembelahan mitosis adalah memperbesar
ukuran tubuh makhluk hidup bersel banyak yang merupakan
proses pertumbuhan (Growth), mengganti sel tubuh yang
mengalami kerusakan pada organisme multiseluler dan
merupakan proses regenerasi, dan untuk reproduksi aseksual
pada hewan multiseluler tingkat rendah dan tumbuhan.
 Tempat terjadinya pada organisme adalah pada jaringan yang
selalu tumbuh, yaitu : pada tumbuhan terdapat di jaringan
embrional dan jaringan meristem (titik tumbuh di ujung batang
dan akar serta jaringan kambium) dan pada hewan terdapat di
jaringan embrional dan jaringan meristem (jaringan tulang dan
jaringan kelenjar serta epitel).
 Profase, Metafase Anafase dan Telofase
Mitosis pada sel hewan
Mitosis pada sel tumbuhan
Sitokinesis pada sel hewan dan tumbuhan. (a) Sel hewan seperti terjepit pada 2 tempat di dekat
membran sel karena adanya cincin kontraktil, yang akan membentuk kerutan dan akhirnya
memisahkan sel-sel anaknya. (b) Sekat cell plate pada sel tumbuhan dari dalam ke luar akan
membentuk dua sel anak.
Meiosis
 Merupakan proses pembelahan sel yang terjadi
pada sel-sel kelamin dari organisme yang
mengadakan reproduksi secara seksual atau
generatif.
 Prinsip : terjadi sekali duplikasi kromosom yang
diikuti oleh 2 kali pembelahan yaitu Meiosis I
dan Meiosis II serta terjadi karyokinesis melalui
pasangan kromosom homolog (satu dari ayah
dan satu dari ibu) dan akan memberikan
rekombinasi antara informasi genetik yang
berasal dari ayah dan ibu untuk masing-masing
kromosom, yang kemudian diakhiri dengan
sitokinesis. Hasil dari Meiosis I adalah 2 sel
anak dengan jumlah kromosom separuh jumlah
kromosom induknya (N/haploid).
Meiosis
 Hasil : sel induk diploid akan menghasilkan 4
sel anak yang haploid yang tidak identik dengan
sel induk.
 Tujuan : 1. mempertahankan agar jumlah
kromosom sel tubuh tetap dari generasi ke
generasi ; 2. pembentukan sel-sel kelamin (sel
gamet) yang merupakan sel haploid.
 Organisme : Tumbuhan yaitu dalam kepala sari
melalui pembentukan spermatozoid/ mikrospora
(Gymnospermae) dan pembentukan inti sperma
I dan inti sperma II (Angiospermae) serta
pembentukan sel telur dan inti kandung
lembaga dalam kandung lembaga putik. Hewan
yang terjadi dalam testis untuk yang jantan dan
menghasilkan spermatozoa (prosesnya disebut
spermatogenesis) sedangkan yang betina di
dalam ovarium menghasilkan ovum (prosesnya
disebut oogensis).
 Yang terjadi pada Meiosis :
Pembelahan Meiosis I yang akan
melibatkan pindah silang (crossing over) dan
pertukaran informasi maternal (dari ibu) dan
paternal (dari ayah) yang terjadi diantara
kromatid-kromatid non sister.
Pembelahan Meiosis II yang pada dasarnya
merupakan siklus pembelahan sel yang sama
dengan Mitosis untuk membentuk gamet-gamet
yang haploid.
 Terdiri atas Profase I, Metafase I, Anafase I,
Telofase I, Interkinesis, Profase II, Metafase II,
Anafase II, Telofase II,
(a) Proses terjadinya pindah silang (crossing over) dan fotomikrograf elektron dari
kromosom yang mengalami pindah silang. (b) Pasangan kromosom homolog. (c)
Kompleks sinaptonemal.
Pembelahan Meiosis pada sel hewan. (a) Profase I : (1) Leptotene, (2) Zygotene, (3) Pachytene, (4) Diplotene
dan (5) Diakinesis ; (b) Metafase I ; (c) Anafase I ; (d) Telofase I ; (e) Interfase ; (f) Profase II ; (g) Metafase II ;
(h) Anafase II dan (i) Telofase II dan sitokinesis.
GAMETOGENESIS
Terdapat beberapa penggolongan fase-fase pada
gametogenesis. Diantara penggolongan tersebut
adalah :
Multiplication (perbanyakan atau atau proliferasi)
yang terjadi melalui pembelahan Mitosis yang
akan menghasilkan sel yang diploid.
Growth (pertumbuhan) yang menunjukkan
persiapan-persiapan intraseluler agar sel dapat
mempunyai ukuran yang optimal agar dapat
membelah.
Maturation (pematangan/pemasakan/maturasi)
melalui pembelahan Meiosis sebagai pembelahan
reduksi \dan menghasilkan sel yang haploid.
Gametogenesis yang terdiri atas (a) oogenesis dan (b) spermatogenesis