Download - Siklus Sel & Reproduksi Sel
Pertumbuhan dan perkembangan setiap organisme hidup bergantung pada pertumbuhan dan perbanyakan sel itu sendiri. Istilah ini disebut pembelahan
100 µm
(a) Reproduction. An amoeba, a single-celled eukaryote, is dividing into two cells. Each new cell will be an individual organism (LM).
Organisme multiseluler tergantung pada pembelahan sel untuk:
Perkembangan (dari sel yang terfertilisasi)PertumbuhanRepair
20 µm200 µm
(b) Growth and development. This micrograph shows a sand dollar embryo shortly after the fertilized egg divided, forming two cells (LM).
(c) Tissue renewal. These dividing bone marrow cells (arrow) will give rise to new blood cells (LM).
Figure 12.2 B, C
Semua organisme kompleks berasal dari a single fertilized egg.
Melalui pembelahan sel, jumlah sel meningkat
Sel kemudian terspesialisasi dan berubah menjadi fungsinya masing2
Mitosis: Growth, development & repairAsexual reproduction (yields identical cells)Occurs in somatic (body) cells
Meiosis:Sexual reproduction (yields different cells)Occurs in specific reproductive cells
in specific reproductive
Secara umum setiap sel mempunyai dua periode dalam siklus selnya yaitu periode interfase dan periode pembelahan.
Siklus ini diulang pada setiap generasi sel, tetapi lamanya siklus sangat bervariasi pada jenis sel yang berbeda.
Ada yang memiliki siklus yang pendek dengan seringnya pembelahan yang terjadi, sebagian lainnya memiliki siklus yang panjang atau bahkan mengalami interfase sepanjang kehidupan organisme ( contoh: sel syaraf ).
MITOSIS
INTERFASE
27 JULI 2006 9
TAHAP-TAHAP SIKLUS PEMBELAHAN SEL
INTERFASE
WAKTU NORMAL SEKITAR 24 JAM
FASE PERTUMBUHAN KE-1 (G1)
FASE SINTESIS (REPLIKASI) DNA (S)
FASE PERTUMBUHAN KE-2 (G2)
MITOSIS
PROFASE
PROMETAFASE
METAFASE
ANAFASE
TELOFASE
SUBOWO
periode sel terdiri dari dua periode yaitu periode interfase (istirahat/senggang) dan periode mitosis (pembelahan).
Di sini periode interfase terbagi atas periode G dan S. G berasal dari kata gap (senggang) dan S berasal dari kata synthesis.
Periode G1 adalah periode sel aktif mensintesa RNA dan protein. Inti dan sitoplasma membesar. Lamanya 30-40% dari waktu daur. Sel bersiap untuk mitosis.
Periode S adalah periode aktif mensintesa DNA anak yang disebut replikasi. Lamanya juga 30-40% dari waktu satu daur. Pada akhirnya terjadi penggandaan kromatin.
Periode G2 adalah persiapan sitoplasma untuk membelah, lamanya 10-20% dari waktu daur. G2 segera disusul dengan pembelahan sesungguhnya (M= mitosis).
Phases of Mitosis
1. Prophase2. Prometaphase3. Metaphase4. Anaphase5. Telophase
• Pembelahan sel menghasilkan sel anak yang secara genetik identik
• Sel harus menduplikasikan material genetiknya– Before they divide, ensuring that each daughter cell
receives an exact copy of the genetic material, DNA
27 JULI 2006 16
INTERFASE FASE PERTUMBUHAN KE-1 (G1)
• WAKTU ANTARA AKHIR MITOSIS DAN AWAL FASE S
• PERTUMBUHAN SEL - SINTESIS PROTEIN
FASE SINTESIS/REPLIKASI DNA
• WAKTU AKHIR G1 DAN AWAL G2
• REPLIKASI DNA
FASE PERTUMBUHAN KE-2 (G2)
• WAKTU ANTARA AKHIR S DAN AWAL MITOSIS
• PERTUMBUHAN SEL - SINTESIS PROTEIN
FASE NON-AKTIF (G0)
• SESUDAH MITOSIS TIDAK MASUK DALAM FASE G1
SECARA PENUH
SUBOWO
27 JULI 2006 17
PENGATURAN SIKLUS PEMBELAHAN SEL
3 TITIK PENGATURAN
• 1) METAFASE - KELUAR DARI PROGRAM MITOSIS
• 2) G1 - PROSES REPLIKASI DNA
• 3) G2 - MASUK PROSES MITOSIS
BAHAN PENGATUR
• SISTEM KINASE PROTEIN (ENZIM):
o G1 cyclin, mitotic cyclin
o Cdk (cyclin-dependent protein kinase)
APA YANG DIATUR?
• 1) PERSIAPAN PEMISAHAN KHROMOSOM
• 2) PERSIAPAN REPLIKASI DNA
• 3) PERSIAPAN UNTUK MITOSIS
Profase (fase awal)Terjadi perubahan pada nucleus dan sitoplasma. Pada nucleus, nukleuli menghilang. Serabut-serabut kromatin menjadi lebih menggulung rapat dan melipat sehingga kian pendek dan tebal berubah menjadi kromosom, yang besar dan tampak jelas.
Kromosom kemudian berduplikasi menjadi dua kromatid anak yang sama, dan kemudian bergabung pada sentromer.
Spindle mitosis terbentuk di sitoplasma, tersusun dari mikrotubul dan bergabung dengan protein, tersusun teratur di antara dua sentrosom.
Selama profase sentrosom bergerak berlawanan satu sama lain dan nampaknya bergerak sepanjang permukaan inti melalui pemanjangan berkas mikrotubul diantara dua sentrosom.
Selama prometafase membrane inti terpotong-potong. Mikrotubul dari spindle sekarang dapat masuk ke dalam inti dan berhubungan dengan kromosom yang telah menjadi lebih padat.
Berkas mikrotubul dinamakan serabut spindel, yang meluas dari setiap kutub kea rah ekuator sel. Setiap kromatid dari kromosom kini memiliki struktur khusus yang dinamakan kineor, yang terletak pada daerah sentromer.
Sentrosom berada pada kedua kutub sel yang berlawanan. Kromosom berada pada bidang metaphase, bidang yang mempunyai jarak yang sama antara spindle kedua kutub. Spindel sentromer dari semua kromosom lurus satu sama lain pada bidang metaphase. Untuk setiap kromosom, kinetokor dari permukaan kromatid anak berlawanan kutub sel. Karena itu kromatid yang sama dari setiap kromosom menambat pada mikrotubul-kinetokor yang tersusun radier dari kutub yang berlawanan dari sel induk.
(Serat gelendong terbentuk sempurna antara kutub, kromosom menggantung pada serat gelendong tersebut lewat sentromernya, dan semua bergerak ke bidang ekuator hingga kromosom terletak pada satu bidang datar)
Pada fase telofase, mikrotubul nonkinetokor selalu memanjang dan anak inti mulai terbentuk pada kedua kutub sel, dan kromosom berada dalam keadaan terhimpun. Membrane inti terbentuk dari potongan-potongan membrane inti sel induk dan bagian lain dari system endomembran. Mitosis merupakan pembelahan dari satu inti menjadi dua inti yang secara genetic sama
Pada persiapan pembelahan sel/cell division, DNA bereplikasi dan kromosom memadat
Tiap chromosome yang terduplikasi memiliki dua sister chromatids, yang berpisah selama cell division
Sentromer merupakan daerah ceking dari chromosome yang terduplikasi, diaman dua chromatids terikat dengan dekat
Figure 12.1
prophase
1X
metahase
Anaphase
Telophase
Cytokinesis
Sel menduplikasikan material genetik sebelum membelah, dipastikan bahwa tiap sel anak
menerima copy DNA dengan tepat
• Pada sel mengandung DNA yang berisi informasi genetik genome
• Molekul DNA dalam sel ter-pack menjadi kromosom
Setiap spesies eukariot memiliki sejumlah tertentu kromosom pada nukleus
Sel somatik (nonreproductive) memiliki 2 set kromosom
Gamet (reproductive cells: sperm and eggs) memiliki jumlah kromosom setengah jumlah kromosom sel somatik
Kromosom eukaryotik terdiri dari kromatin, sebuah komplex DNA dan protein yang memadat selama pembelahan sel
0.5 µm
Chromosomeduplication(including DNA synthesis)
Centromere
Separation of sister chromatids
Sisterchromatids
Centromeres Sister chromatids
Sebuah sel eukariotik memiliki beberapa kromosom, yang salah satunya diwakili di sini. Sebelum duplikasi, setiap kromosom memiliki molekul DNA tunggal
Setelah digandakan, kromosom terdiri dari dua kromatin terhubung pada sentromer. Setiap
kromatid berisi salinan molekul DNA
.
Figure 12.4
Proses mekanis memisahkan kromatid menjadi dua kromosom dan mendistribusikannya ke dua sel anak
Pembelahan sel pada eukariot terdiri dari:Mitosis, the division of the nucleusCytokinesis, the division of the cytoplasm
Gamet diproduksi dalam pembelahan sel yang disebut meiosis
Meiosis menghasilkan sel anak yang tidak identik dengan induk yaitu hanya memiliki 1 set kromosom
Pada tahun 1882, ahli anatomi Jerman Walther Flemming mengembangkan pewarna untuk mengamati kromosom selama mitosis dan sitokinesis
Bagi Flemming, terlihat sel tumbuh membesar
Sekarang dapat diketahui banyak peristiwa kritis terjadi selama tahapan siklus sel
Siklus sel terdiri dariFase mitosis Interphase
INTERPHASE
G1
S(DNA synthesis)
G2Cytokin
esis
Mitosis
MITOTIC(M) PHASE
Figure 12.5
• Interphase
– G1 phase
– S phase
– G2 phase
• The mitotic phase– mitosis – cytokinesis
Siklus sel terdiri dariMitotic (M) phase (mitosis and cytokinesis) Interphase (cell growth and copying of chromosomes
in preparation for cell division)• Interphase (terdiri dari sekitar 90% dari siklus
sel) yang dapat dibagi dalam sub fase:G1 phase (“first gap”)S phase (“synthesis”)G2 phase (“second gap”)
Mitosis terdiri dari 5 phasesProphasePrometaphase
G2 OF INTERPHASE PROPHASE PROMETAPHASE
Centrosomes(with centriole pairs) Chromatin
(duplicated)
Early mitoticspindle
AsterCentromere
Fragmentsof nuclearenvelope
Kinetochore
Nucleolus Nuclearenvelope
Plasmamembrane
Chromosome, consistingof two sister chromatids
Kinetochore microtubule Figure 12.6
Nonkinetochoremicrotubules
MetaphaseAnaphaseTelophase
Centrosome at one spindle pole
Daughter chromosomes
METAPHASE ANAPHASE TELOPHASE AND CYTOKINESIS
Spindle
Metaphaseplate Nucleolus
forming
Cleavagefurrow
Nuclear envelopeforming
Figure 12.6
• The mitotic spindle– mikrotubul yang mengontrol pergerakan kromosom
selama mitosis
• Spindle muncul dari sentromer– spindle microtubules – asters
Perakitan spindle microtubules dimulai dari sentrosom - microtubule organizing center
Sentrosom bereplikasi membentuk dua sentrosom yang bermigrasi ke kutub yang berlawanan, dan spindle microtubules tumbuh dari sentrosom
Aster (a radial array of short microtubules) muncul dari tiap sentrosom
Spindle memiliki struktur seperti web terbuat dari microtubule . Sangat penting pada mitosis karena mengatur kromosom untuk berada pada posisi yang benar
Mitotic center
MicrotubuleA cell at metaphase a spindle
Some spindle microtubulesBerikatan dengan kinetochores chromosomes
CentrosomeAster
Sisterchromatids
MetaphasePlate
Kinetochores
Overlappingnonkinetochoremicrotubules
Kinetochores microtubules
Centrosome
ChromosomesMicrotubules 0.5 µm
1 µm
Figure 12.7
Kinetochore microtubules : berikatan dengan kinetochores chromosomes dan menggerakkan kromosom ke daerah metafase Nonkinetochores: overlap satu sama lain tetapi tidak berikatan dengan chromosome
1 µm
Pada anafase, sister chromatid berpisahDan bergerak sepanjang kinetochore microtubules
menuju arah berlawanan ujung sel
Spindlepole
Kinetochore
Figure 12.8
Nonkinetechore microtubules from opposite polesOverlap and push against each
other, elongating the cell In telophase
Genetically identical daughter nuclei form at opposite ends of the cell
• The microtubules shorten by depolymerizing at their kinetochore ends
Division of the cytoplasm
Mitosis is the splitting of the nucleus.
Cytokinesis is the splitting of cytoplasm
It usually begins during ANAPHASE
DALAM SIKLUS PEMBELAHAN NORMAL SEBELUM DI-LAKUKAN REPLIKASI DNA DIPERLUKAN PERTUMBUHAN SEL YANG MEMERLUKAN
WAKTU (TERDAPAT FASE G1, G2 DISAMPING FASE S DAN FASE M)
DALAM EMBRIO DIPERLUKAN PERBANYAKAN SEL LEBIH CEPAT.
KEBUTUHAN INI DICAPAI DENGAN MEMPERCEPAT SIKLUS PEMBELAHAN, DENGAN MELEWATI FASE PERTUMBUHAN SIKLUS PEMBELAHAN.
DALAM SIKLUS PEMBELAHAN DIJUMPAI FASE S DAN FASE M SILIH BERGANTI SECARA CEPAT
SIKLUS PEMBELAHAN SEL BERLANGSUNG TIDAK PADA SEMUA SEL DALAM ORGANISME MULTISELULER
o PENUNDAAN PEMBELAHAN SEL DILAKUKAN DENGAN CARA MASUK KEDALAM STATUS TIDAK TUMBUH ATAU FASE G0 (AKTIVITAS MENURUN (SINTESIS PROTEIN : 20%)
PENUNDAAN SECARA TIDAK BERSAMAAN MENYEBABKAN ADANYA BEBERAPA KELOMPOK SEL YANG BERBEDA DALAM WAKTU SIKLUS PEMBELAHAN
o SEL HEPAR, SEL SARAF, SEL OTOT, SEL SUMSUM
ADANYA PERBEDAAN WAKTU SIKLUS TERGANTUNG:
o FAKTOR EKSTERNAL (GF, SEKITAR SEL, NUTRISI)
o FAKTOR INTERNAL (TINGKAT DIFERENSIASI SEL, GENA)
TERIMAKASIH
Dimasukan kedalam CD dalam bentuk animasi dan power point
1). Jelaskan apa yang terjadi pada proses tahapan mitosis !
2). Jelaskan apa yang terjadi proses gametogenesis ! Laki-laki dan wanita
3) Perbedaan antara mitosis dan meiosis