Siklus sel - STIKes Dharma Husada Bandung
advertisement
Siklus Sel Disampaikan Untuk Mata Kuliah Fisika dan Biologi Prodi DIII Keperawatan STIKes Dharma Husada Bandung Siklus sel Peran kunci : Pembelahan sel * Mitosis sel anakan sama dg sel induk * Meiosis sel anakan tidak sama dg sel induk MITOSIS DAN MEIOSIS • Type pembelahan sel: berbeda • Ciri-ciri sama Persamaan : 1. Duplikasi seluruh isi kromosom sel sebelum pembelahan 2. Mempergunakan sel induk sbg acuan u/ membuat DNA & RNA 3. Menggunakan serat gelendong u/ memisahkan kromosom Perbedaan 1. Prilaku kromosom hasil duplikasi setelah replikasi DNA : MITOSIS *Jml kromosom anak sama dg jml kromosom induk MEIOSIS * Jml kromosom anak separuh jml kromosom induk 2. Materi genetik: Mitosis : tdk terjadi pertukaran materi genetik Meiosis: terjadi pertukaran materi genetik anak kromosom 4 kromatid (tetrad) Keaktifan pembelahan sel • Sel yang sudah terspesialisasi dan tidak akan mengalami pembelahan lagi pada organisme dewasa mis: sel saraf • Sel yang secara umum tidak dapat membelah lagi, tetapi jika diinduksi akan membelah mis: sel hati * Sel yang mempunyai aktifitas tinggi Prinsip Siklus Sel • Pembelahan sel menghasilkan sel-sel anak yang identik secara genetik • Bagaimana mendistribusikan materi genetik yg identik ke sel-sel anak • Pada sel eukariot diregulasi oleh sistem kontrol molekular yg meregulasi jalannya siklus sel eukariot • Bila sistem kontrol molekuler gagal berfungsi, regulasi siklus sel memainkan peran penting dalam perkembangan kanker • Fase mitotik silih berganti dengan interfase dalam siklus sel • Distribusi materi genetik yang identik dan ketepatan pewarisan DNA dari satu generasi ke generasi berikutnya • Berdasarkan jumlah kromosom sel terdiri dari: sel somatik (46 kromosom) sel gamet (23 kromosom) • Sel somatik membelah secara mitosis, sel gamet membelah secara miosis Kromosom terbuat dari kromatin, kompleks DNA dan molekul2 protein terkait yang mempertahankan struktur kromosom dan membantu mengontrol aktivitas gen Distribusi kromosom selama pembelahan • Sel sedang tidak membelah atau sedang menduplikasi DNA-nya dalam persiapan u/pembelahan sel, kromosom dlm serat kromatin yg rapat, panjang dan tipis • Setelah duplikasi DNA, kromosom berkondensasi, setiap serat kromatin menjadi terkumpar dan terlipat rapat sehingga kromosom jauh lebih pendek tebal • Setiap kromosom terduplikasi memiliki dua kromatid yg masing2 mengandung mol DNA identik, saling melekat berkat kompleks protein adhesif (kohesin) • Dlm proses pembelahan sel, kedua kromatid memisah & bergerak menuju kedua nukleus baru, satu nukleus terbentuk pd masing2 ujung sel • Pembelahan nukleus diikuti pembelahan sitoplasma (sitokinesis) Fase siklus sel Pada sel manusia: • Fase G1 (tumbuh) 10 jam • Fase S (sintesis) sel bertumbuh sambil menjalin kromosom2 nya 9 jam • Fase G2 tumbuh sambil mempersiapkan untuk pembelahan 4 jam • Fase M (mitotik) mitosis dan sitokinesis ± 1 jam Mitosis & sitokinesis G2 Interfase Mitosis 1. Profase 2. Prometafase 3. Metafase 4. Anafase 5. Telofase INTERFASE • Interfase akhir nukleus terbentuk jelas, dibungkus o/ selubung nukleus • Mempunyai satu atau lebih nukleolus • Terdapat dua sentromer Profase • Kromatin tersusun longgar pd interfase di profase akan yergulung lebih rapat, memadat menjadi kromosom • Perubahan nukleus dan sitoplasma • Nukleoli menghilang, kromosom terduplikasi → dua kromatid identik • Dlm sitoplasma gelendong mitotik mulai terbentuk dr mikrotubul yg keluar dr sentriol • Sentriol mulai bergerak Profase Prometafase • Dinding nukleus terfragmentasi, mikrotubul berinteraksi dg kromosom • Kedua kromatid yg berasal dr satu kromosom memiliki struktur khusus → kinetokor • Interaksi ini, menyebabkan kromosom mulai melakukan gerakan Prometafase Metafase • Mikrotubul nonkinetokor berinteraksi dg mikrotubul dr kutub sel yg berlawanan • Sentrosom sekarang berada pd kutup yg berlawan dlm sel • Kromosom berkumpul pd plat metafase • Sentromer dr seluruh kromosom membuat formasi sebaris dan kromatid Metafase ANAFASE • Pasangan sentromer dr setiap kromosom berpisah yang akhirnya melepaskan kromatid • Kromatid sekarang dianggap sebag kromosom lengkap • Kromatid yg tadinya menyatu mulai berpisah ke arah kutub sel yg berlawanan • Mikrotubul kinetokornya memendek • Karena mikrotubul kinetokornya melekat dg sentromer,mk sentromernya tertarik lebih dulu Anafase TELOFASE • Mikrotubul nonkinetokor lebih memperpanjang sel lagi, dan nukleus anak terbentuk pd kedua kutub sel • Selubung nukleus terbtk kembali dr fragmen2 selubung nukleus induk dan bag2 lain sistem endometrium • Kromosom menjadi kurang tergulung menjadi benang2 halus → kromatid Telofase Sitokinesis • Sel membelah mjd 2 sel anak dg membawa informasi yg sama persis dg sel induk MEIOSIS dan GAMETOGENESIS • Meiosis terjadi pd sel gamet (ovum & spermatozoa) • Kromosom induk tidak sama dg anak * bentuk * jumlah • Kromosom autosom (tubuh/22 ps) gonosom (gonad/1ps) • Gonosom penentu jenis kelamin (X & Y) MEIOSIS • Interfase MEIOSIS I • Profase I • Metafase I • Anafase I • Telofase I dan sitokinesis MEIOSIS II • Profase II • Metafase II • Anafase II • Telofase II dan sitokinesis INTERFASE: • Sama dg mitosis dmn meiosis juga dimulai dg replikasi kromosom • Interfase akhir nukleus terbentuk jelas, dibungkus o/ selubung nukleus • Mempunyai satu atau lebih nukleolus • Terdapat dua sentromer PROFASE I • Merupakan fase yg lebih kompleks & lama dibanding profase mitosis • Kromosom mulai memadat • Kromosom homolog membelah bersamaan membtk kromatid sebagai pasangannya • Shg terbentuk 4 kromatid (2 psg), yg saling menyilang, tetap terikat dlm kromosom • Persilangan yg terikat ini disebut kiasma & segmen kromosom saling bertukar Profase I td: • Leptoten: psg kromosom homolog terletak berdampingan,hampir tdk terlihat, tetrad • Zigoten: kromosom menebal & memendek terlihat = mitosis • Pakiten: terjadi sinapsis, pindah silang,pertukaran kromatid • Diploten/diakinesis: kromosom semkin memendek,terbtk kiasma yg bergabung dg lengan kromosom yg btknya tdk sama dg kromosom induk • Sementara komponen sel lainnya mempersiapkan diri mis: nukleus membelah yg = mitosis & membran nukleus, nukleolus mulai menyebar • Sentriol mulai bergerak kearah yag berlawanan, Serat gelendong dr mikrotubul mulai terbtk yg berikatan dg kinetokor yg berasal dr kromosom • Profase I ini dpt berlangsung bbrp hari bahkan sampai ± 90% dr waktu meiosis METAFASE I • Kromosom tersusun pd plat metafase dg pasangan homolog • Pd masing² pasangan tetap berada pd mikrotubul kinetokor masing² sentriol • Mikrotubul masing² sentriol menempel sesamanya ANAFASE I • Serat gelendong menggerakan kromosom ke arah kutub dg psngan kromatid ttp terikat pd sentromer • Bedanya dg mitosis: 1. kromosom homolog bergerak ke kutub yg berlawanan (ke kutub searah) 2. kromosom tetap berpasangan (sendiri²) 3. serat gelendong memisahkan psng kromatid dr masing² kromosom (kromatid tdk memisah) TELOFASE I & SITOKINESIS • Srt gelendong ttp memisahkan psg kromosom smp ke kutub sel, setiab kutub memp satu set kromosom (haploid) tp setiap kromosom tetap memp psg kromatid. • Sitokinesis terjadi secara simultan membtk 2 sel anak, membran nukleus, nukleolus terbtk. • Terjadi interfase II sebelum meiosis II. • Terjadi replikasi lagi utk persiapan melakukan meiosis II. MEIOSIS II • Dimana masing² sel anak melakukan pempelahan yg ama dng mitosis, diakhiri dg terbentuknya 4 sel anak • Membawa kromosom haploid • Komposisi kromosom anak tidak sama dg komposisi kromosom induk (tdk mirip) Perbedaan Mitosis & Meiosis GAMETOGENESIS 1.Spermatogenesis : spermatogonium mitosis (proliferasi) spermatosit I meiosis I spermatosit II meiosis II spermatid Transformasi (pematangan) spermatozoa (4 spermatozoa) • Proses ini terjadi di tubulus seminiferus di testis • Satu siklus spermatogenesis ± 72 jam Tahap spermatogenesis 1. Spermatositogenesis : proliferasi, perbanyakan sel secara mitosis (spermatogonium) 2. Meiosis : proses meiosis I dan meiosis II (spermatosit I & spermatosit II) 3. Spermiogenesis: transformasi dlm pembtkan kepala spermatozoa (spermatid spermatozoa) SPERMIOGENESIS 2 Sel pemelihara a. sel sertoli: f - melindungi sel spermatogenik sertoli junction - nutrisi pd sel spermatogenik - fagositosis * sel spermatogenik abnormal * residual body - membina plasma semen - menggetahkan hormon ABP b. Sel leydig ( jaringan interstitial) f. menghasilkan hormon testosteron yg dikontrol o/ LH/ FSH/GnRH 2. Oogenesis : oogonium mitosis (proliferasi)( folikel promordial) oosit I meiosis I (folikel primer) oosit II meiosis II (folikel sekunder) ootid transformasi (pematangan) (folikel tertier) ovum (folikel Graaf) (1 ovum 3 polosit) • Proses ini terjadi di dalam folikel di ovarium • Satu siklus oogenesis normal 28 hari Gambar ovarium Gambar folikel-folikel FSH Folikel estrogen LH K .Luteumprogesteron KORELASI KLINIS Perubahan kromosom (jumlah & struktur) kelainan genetik. 1. Jumlah Aneuploid & Poliploid *nondisjunction* 1 pasang kromosom homolog tdk beregerak wkt meiosis I atau kromatid gagal berpisah selama meiosis II 2. Struktur: a. Delesi (hilangnya segmen kromosom) b.Duplikasi (pengulangan segmen kromosom) c. Inversi (membalik segmen kromosom) d. Translokasi(memindahkan segmen kromosom)
