PBL 5 Blok 3 Biologi Sel 1

1

Tinjauan Pustaka 2013

Pembelahan Sel Abnormal yang Menyebabkan Kanker

Frederica

102013402/D8

E-mail : [email protected]

Fakultas kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Alamat Korespondensi : Jl. Arjuna Utara No.6, Jakarta Barat 11510

Abstract

The cell is the smallest unit of life that can perform all the activities of life. Cells can not

be seen without using a microscope because the size is very small. Human cell diameter of about

25 micrometers. Normal cells can make communication between cells through cell surface by

means of sending and receiving chemical signals and physical, attaches to other cells or

extracellular material. Normal cells divide in accordance with the cell cycle, but if there is

excessive cell division and there is no stopping it called abnormal division where that enable the

emergence of a tumor is benign or malignant (cancer). This is due to the damage of the P53

inhibitor until he failed to repair the damage cells and cause cancer cells.

Keyword : abnormal division, damage of P53

Abstrak

Sel merupakan unit terkecil dari kehidupan yang dapat melakukan semua kegiatan

kehidupan. Sel tidak dapat dilihat tanpa menggunakan mikroskop karena berukuran sangat kecil.

Sel manusia berdiameter sekitar 25 mikrometer. Sel normal dapat melakukan komunikasi antar

sel melalui permukaan sel dengan cara mengirim dan menerima sinyal kimia dan fisik,

menempel pada sel lain atau materi ekstraseluler. Sel normal membelah sesuai dengan siklus sel

namun jika terjadi pembelahan sel yang berlebihan dan tidak ada hentinya itu disebut

pembelahan abnormal dimana yang memungkinkannya munculnya tumor jinak atau tumor ganas

(kanker). Hal ini disebabkan rusaknya inhibitor P53 hingga ia gagal memperbaiki kerusakan sel

dan menyebabkan sel kanker.

2

Tinjauan Pustaka 2013

Kata kunci : pembelahan sel abnormal, kerusakan P53

Pendahuluan

Sel merupakan unit dasar kehidupan yang tidak dapat dilihat tanpa menggunakan

mikroskop karena berukuran sangat kecil (sel manusia berdiameter sekitar 25 mikrometer.1

Semua sel dan jaringan tubuh manusia terendam dalam cairan yang komposisinya mirip dengan

air laut, yang mencerminkan awal evolusi manusia. Agar fungsi sel berlangsung normal

komposisi cairan harus relatif konstan. Komposisi cairan tersebut terdiri dari air dan zat terlarut

baik yang termasuk elektrolit ataupun yang non-elektrolit dimana keduanya saling berhubungan

dan saling menyeimbangkan. Cairan dalam tubuh manusia terbagi manjadi cairan intraselular

dan ekstraselular.1 Cairan ekstraselular dibagi menjadi cairan interstisial dan intravaskular.

Semua pembagian ini pada prinsipnya saling menyeimbangkan. Jika tubuh melewati batas

kompensasinya maka diperlukan sejumlah besar cairan intravena untuk mengkoreksi kekurangan

cairan. Jika kompensasi ini tidak terjadi atau tidak adanya penanganan maka akan berdampak ke

jaringan terganggu bahkan akan mengakibatkan kematian jaringan. Pada sel ini terdapat juga

aktivitas- aktivitas seperti pembelahan sel dan komunikasi sel. Sebagai klinisi hendaknya

memahami perubahan- perubahan yang terjadi pada sel tersebut.

Pembahasan

Sel pertama muncul di awal pencatatan fosil. Ditemukan pada sebuah batuan tertua yang

mengandung fosil yang berumur sekitar 3-5 milyar tahun. Pada fosil-fosil tersebut tidak di

temukannya membran atau selubung inti sangat berbeda dari sel hewan dan sel tumbuhan. Sel ini

dinamakan sel prokariotik yaitu sel tanpa membran yang mengikat inti. Menurut hipotesis

heterotrof, bahwa sel- sel pertama hidup sangat bergantung pada molekul- molekul organik yang

larut untuk makannya. Oleh karena atmosfer awal tidak mengandung oksigen dapat dipastikan

bahwa organisme pertama ini pastilah anaerobik. Organisme fotosintetik akan menghasilkan

oksigen, dengan mengubah komposisi atmosfer. Bukti menunjukkan bahwa oksigen yang

dihasilkan oleh organisme fotosintetik terakumulasi di atmosfer sekitar dua juta tahun yang lalu.

Dari sini mulai terdapat sel eukariotik yaitu sel-sel yang menganduk inti sel. Dari sejarah

3

Tinjauan Pustaka 2013

kehidupan sel pertama ini mulai terdapat konsep-konsep tentang hidup. Sel adalah unit

kehidupan struktural dan fungsional terkecil dari tubuh.2 Pada pembelahan sel terdapat siklus sel

yaitu proses duplikasi secara akurat untuk menghasilkan jumlah DNA kromosom yang cukup

banyak dan mendukung segregasi untuk menghasilkan dua sel anakan yang identik secara

genetik. Proses ini berlangsung terus-menerus dan berulang (siklik). Pertumbuhan dan

perkembangan sel tidak lepas dari siklus kehidupan yang dialami sel untuk tetap bertahan hidup.

Siklus ini mengatur pertumbuhan sel dengan meregulasi waktu pembelahan dan mengatur

perkembangan sel dengan mengatur jumlah ekspresi atau translasi gen pada masing-masing sel

yang menentukan diferensiasinya.

Fase pada siklus sel :2,3

1. Fase S (sintesis): Tahap terjadinya replikasi DNA

2. Fase M (mitosis): Tahap terjadinya pembelahan sel (baik pembelahan biner atau

pembentukan tunas)

3. Fase G (gap): Tahap pertumbuhan bagi sel.

o Fase G0, sel yang baru saja mengalami pembelahan berada dalam keadaan diam

atau sel tidak melakukan pertumbuhan maupun perkembangan. Kondisi ini sangat

bergantung pada sinyal atau rangsangan baik dari luar atau dalam sel. Umum

terjadi dan beberapa tidak melanjutkan pertumbuhan (dorman) dan mati.

o Fase G1, sel eukariot mendapatkan sinyal untuk tumbuh, antara sitokinesis dan

sintesis.

o Fase G2, pertumbuhan sel eukariot antara sintesis dan mitosis.

Fase tersebut berlangsung dengan urutan S > G2 > M > G0 > G1 > kembali ke S. Dalam

konteks Mitosis, fase G dan S disebut sebagai Interfase.(Lihat gambar no.1)

4

Tinjauan Pustaka 2013

Gambar no. 1 Fase pada Siklus Sel

Regenerasi dan Diferensiasi Sel

Regenerasi sel adalah proses pertumbuhan dan perkembangan sel yang bertujuan untuk

mengisi ruang tertentu pada jaringan atau memperbaiki bagian yang rusak. Diferensiasi sel

adalah proses pematangan suatu sel menjadi sel yang spesifik dan fungsional, terletak pada posisi

tertentu di dalam jaringan, dan mendukung fisiologis hewan. Misalnya, sebuah stem cell mampu

berdiferensiasi menjadi sel kulit.

Saat sebuah sel tunggal, yaitu sel yang telah dibuahi, mengalami pembelahan berulang kali

dan menghasilkan pola akhir dengan keakuratan dan kompleksitas yang spektakuler, sel itu telah

mengalami regenerasi dan diferensiasi.

Empat Proses Esensial Pengkonstruksian Embrio

5

Tinjauan Pustaka 2013

Regenerasi dan diferensiasi sel hewan ditentukan oleh genom. Genom yang identik terdapat

pada setiap sel, namun mengekspresikan set gen yang berbeda, bergantung pada jumlah gen yang

diekspresikan. Misalnya, pada sel retina mata, tentu gen penyandi karakteristik penangkap

cahaya terdapat dalam jumlah yang jauh lebih banyak daripada ekspresi gen indera lainnya.

Pengekspresian gen itu sendiri mempengaruhi jumlah sel, jenis sel, interaksi sel, bahkan

lokasi sel. Oleh karena itu, sel hewan memiliki 4 proses esensial pengkonstruksian embrio yang

diatur oleh ekspresi gen, sebagai berikut:

1. Proliferasi sel : menghasilkan banyak sel dari satu sel

2. Spesialisasi sel : menciptakan sel dengan karakteristik berbeda pada posisi yang berbeda

3. Interaksi sel : mengkoordinasi perilaku sebuah sel dengan sel tetangganya

4. Pergerakan sel : menyusun sel untuk membentuk struktur jaringan dan organ

Pembelahan Sel pada umumnya terbagi menjadi dua yaitu pembelahan sel secara normal dan

pembelahan secara tidak normal.

1. Pembelahan normal

Mitosis

Pembelahan sel merupakan proses integrasi dari dua pembelahan yaitu pembelahan inti atau

kariokinesis dan pembelahan sitoplasma sitokinesis. Mitosis terjadi pada sel – sel somatik/tubuh,

menghasilkan dua sel anak yang memiliki jumlah kromosom sama dengan induknya.2 Proses

mitosis dibagi menjadi interfase, profase, metafase, anafase, dan telofase.

1. Interfase

Tabel 1. Tahap Interfase pada Mitosis

6

Tinjauan Pustaka 2013

2. Profase

Gambar no.2 Profase

Pertama-tama kromosom memendek dan menebal, kemudian nukleolus dan membran nucleolus

memisahkan diri.4

3. Metafase

Gambar no.3 Metafase

7

Tinjauan Pustaka 2013

Gelendong- gelendong mitosis terbentuk diantara dua sentriol sel dan semua lromosom berbaris

pada ekuatornya.4

4. Anafase

Gambar no.4 Anafase

Sentromer pada setiap kromosom membelah dan satu kromatid dari setiap kromosom berpindah

ke ujung kutub gelendong.4

5. Telofase

Gambar no.5 Telofase

Nukleus dan membran nukleusyang baru terbentuk, sel induk membelah menjadi dua sel anak,

dan gelendong mitosis terpisah.4

Meiosis

Meiosis adalah pembelahan sel yang terjadi dalam pembentukan sel- sel kelamin (sel telur dan

sel sperma).2 Pembelahan tersebut mengurangi jumlah kromosom menjadi jumlah haploid (23).

Saat pembuahan, gabungan dari sel telur dan sperma menghasilkan jumlah kromosom diploid

(46).2

8

Tinjauan Pustaka 2013

Gambar no.6 Pembelahan Meiosis

Meisosis terdiri dari dua tahap yaitu meiosis I dan meiosis II. Seperti mitosis, meiosis juga

memiliki tahap seperti profase, metaphase, anaphase, telofase namun yang membedakan adalah

pada profase di meiosis I terdapat 5 subfase yaitu leptoten, zigoten, pakiten, diploten, dan

diakinasis. Antara meiosis I dan meiosis II terdapat fase istirahat yang disebut Interkinesis.

Profase I.

1. Leptoten : kromatin menjadi kromosom

2. Zigoten : kromoson-kromoson homolog saling berpasangan.

3. Pakiten : masing-masing kromosom membelah 2 kromatida.

4. Diploten : kromosom sehomolog memisahkan diri dari pasangannya. Dapat terjadi

kemungkinan peristiwa crossing over (pindah silang).

9

Tinjauan Pustaka 2013

Gambar no.7 Crossing Over

5. Diakinesis : sentriol berpisah, bergerak ke kutub yang berlawanan. Dinding inti dan

nukleolus hilang. Terbentuk spindel. Kromosom menggantung pada spindel pada

sentromernya.

Metafase I.

Kromosom-kromosom terletak teratur pada bidang equator. Kromosom-kromosom yang hololog

letaknya masih tetap bergandengan.

Anafase I

Kromosom homolog saling berpisah, bergerak kekutub berlawanan. Kromatid-kromatid masih

melekat pada sentromer. Spindel dan seluruh isi sel agak memanjang.

Telopase I

Kromatid-kromatid memanjang halus kromatin. Spindel hilang. Dinding inti dan nukleous

kembali terbentuk. Terbentuk 2 sel, masing-masing dengan jumlah kromosom haploid.

Profase II

Kromosom tersebar seimbang antara dua kutub. Sentriol berpisah ke kutub masing-masing.

Dinding inti dan nukleuos hilang. Terbentuk spindel. Kromosom menggantung pada spidel.

Metafase II

Kromosom- kromosom bergerak kebidang equator

Anafase II

Spidel dan seluruh isi sel sedikit memanjang. Masing-masing sentromer membelah. Kromatid

saling berpisah menuju kutub yang berlawanan.

Telofase II

10

Tinjauan Pustaka 2013

Kromatid benang-benang kromatin.- Dinding inti dan nukleolus terbentuk kembali.- Pada bidang

equator terbentuk sekat, terbentuk 4 sel anak.

2. Pembelahan abnormal

Kanker adalah sel-sel yang ada didalam tubuh dan dapat memanipulasi pertumbuhan, tentu saja

pertumbuhan tersebut tidak disengaja, sedemikian rupa sehingga pada waktunya tiba, ternyata

ada sel-sel pada yang menyimpang dan menjadi kanker.5 Kanker ( dalam bahasa medis disebut

Cancer / Carsinoma ) adalah istilah yang digunakan untuk penyakit di mana sel-sel abnormal

membelah tanpa kontrol dan mampu menyerang jaringan lain.5 Sel-sel kanker dapat menyebar ke

bagian lain dari tubuh melalui darah dan sistem limfe. Sel tubuh memang ada secara normal

dalam setiap bagian organ tubuh kita, hanya saja pertumbuhan sel ini menjadi tidak normal

dikarenakan berbagai sebab atau faktor yang mempengaruhi pertumbuhannya dan cenderung

bertumbuh kearah keganasan. Padas sel normal pembelahan dapat dapat diberhentikan oleh

inhibitor P21 dan P27 atau oleh P16INK4A. Pemberhentian siklus sel merupakan bentuk respon

dari adanya kerusakan DNA (DNA damage) dan seluler stess (cellular stresses) lainnya, yang di

mediasi oleh inhibitor P53. Namun pada kasus ini, ketika terjadi kerusakan pada DNA, inhibitor

P53 gagal menghentikan dan memperbaiki DNA yang rusak sehingga terjadi pembelahan sel

dengan DNA rusak. Sel yang rusak terus membelah jika sel- sel rusak terakumulasi hal ini dapat

menyebabkan kanker. Jadi secara sederhana kanker adalah pertumbuhan sel tubuh yang tidak

normal dan berkembang menjadi ganas.

Penyakit kanker dapat didefinisikan berdasarkan empat karakteristik, yang dapat menjelaskan

bagaimana sel kanker belaku berbeda dengan sel normal :6

1. Klonalitas : Kanker berasal dari perubahan genetik yang terjadi pada

sebuah sel, yang kemudian berploriferasi membentuk sel ganas.

2. Autonomi : Pertumbuhan tidak teratur dengan benar oleh pengaruh

biokimia dan fisik normal dalam lingkungan.

3. Anaplasia : Tidak terdapat diferensiasi sel yang normal dan terkoordinasi

4. Metastasis : Sel kanker memiliki kemampuan tumbuh secara tidak

kontinyu dan menyebar ke bagian tubuh lain.

11

Tinjauan Pustaka 2013

Beberapa ciri pertumbuhan sel yang normal :

1. Adanya keseimbangan antara pembentukan sel sel baru ( sel muda ) yang bertumbuh menjadi

sel tua dengan matinya sel tua yang digantikan dengan sel baru.

2. Pertumbuhan sel baru mempunyai ciri ciri yang mutlak sama dengan sel induknya ( sel tua

yang akan digantikannya ) biasa disebut Fenotype dan Genotype.

3. Adanya percepatan dan kecepatan tubuh tiap-tiap sel yang sama pada setiap sel sel yang

membentuk suatu organ.

Bila pertumbuhan sel berada diluar ciri ciri dari semua ciri ciri di atas, maka dapat kita

kategorikan pertumbuhan sel yang abnormal / tidak normal dan kita mulai menduga adanya

pertumbuhan ke arah tidak normal yang bisa disebut tumor.

Kerusakan sel (cell injury) adalah sel berusaha mempertahankan hidupnya terhadap stress/jejas,

sel akan beradaptasi, bila tidak tahan sel mulai rusak.

Sel yang rusak ini akan mengalami :

1. Perubahan sementara

2. Perubahan menetap

3. Kematian, dibagi menjadi :

a. Nekrosis : Kematian sel dimana organela rusak, membran rusak, dan terjadi

denaturasi protein/inti oleh enzim/karyolisis

b. Apoptosis : Kematian yang terprogram sesuai dengan embryogenesis/perkembangan

tubuh.

Adaptasi sel terhadap stress. Proses ini disebut jejas

1. Atropi : Pengurangan isi sel, jumlah sel tetap. Bersifat Irreversible/menetap.

2. Hipertropi : Penambahan isi sel, jumlah sel tetap. Dibagi menjadi dua yaitu fisiologik

dan pantologik. Bersifat reversible/sementara.

3. Hiperplasia : Penambahan jumlah sel, ukuran tetap organ jadi besar. Dibagi menjadi

dua yaitu fisiologik dan pantologik. Bersifat reversible/sementara.

12

Tinjauan Pustaka 2013

4. Hipoplasia : Pengurangan jumlah sel, ukuran sel tetap organ menjadi kecil. Bersifat

Irreversible/menetap.

5. Aplasia/agenesis : Tidak ada pembentukan sel/organ. Bersifat Irreversible/menetap.

6. Metaplasia : Sel berubah bentuk tetapi tetap sejenis, jumlah tetap sama. Bersifat

reversible/sementara

7. Displasia : Bersifat reversiable.

8. Anaplastik : Sel berubah bentuk, sel tidak sejenis, jumlah bertambah, inti bertambah,

sel muda bertambah. Bersifat irreversiable/menetap.

Komunikasi sel

Pada organism multiselular, hal-hal ini menjadi lebih rumit diman sel harus mengartikan banyak

sinyal yang diterima dari sel yang lain untuk mengkoordinasikan perilakunya. Informasi dapat

datang dalam berbagai bentuk, dan komunikasi sering melibatkan perombakan atau perubahan

sinyal informasi dari satu bentuk ke bentuk lain proses ini disebut transduksi sinyal. Melalui

permukaan sel, sel mengenali bagian dari sel lain sebagai bagian dari individu yang sama atau

asing, mengirim dan menerima sinyal kimia, fisik, menempel pada sel lain atau materi

ekstraseluler. Sinyal, reseptor permukaan, dan mekanisme internal merupakan elemen utama

dalam pertumbuhan dan aktivitas sel. Sel yang berkomunikasi mungkin berdekatan atau terpisah

jauh. Tipe persinyalan jarak dekat disebut persinyalan parakrin. Tipe lain persinyalan jarak dekat

yang lebih terspesialisasi terjadi pada sistem saraf. Sel saraf menghasilkan sinyal kimiawi,

neurotransmitter, yang berdifusi ke sel target. Sinyal listrik yang dihantarkan sepanjang saraf

memicu sekresi molekul neurotransmitter dalam sinaps. Untuk persinyalan ke tempat yang lebih

jauh digunakan bahan kimiawi yang disebut hormon, yang dikenal juga sebagai persinyalan

endokrin. Sel yang terspesialisasi melepas molekul hormon kedalam pembuluh darah pada

sistem peredaran sampai pada sel targetnya. Sel juga dapat berkomunikasi dengan cara kontak

langsung.

13

Tinjauan Pustaka 2013

Gambar no.8 Jalur Signal

Simpulan

Sel merupakan unit terkecil yang menjadi dasar kehidupan dalam arti biologis. Semua fungsi

kehidupan diatur dan berlangsung di dalam sel. Karena itulah, sel dapat berfungsi secara baik

asalkan seluruh kebutuhan hidupnya terpenuhi. Pembelahan abnormal terjadi karena banyak

faktor seperti radiasi hingga menyebabkan mutasi pada sel hingga menimbulkan kerusakkan

pada sel karena itu peran inhibitor P53 sangatlah penting dimana inhibitor P53 ini memperbaiki

DNA yang rusak jika DNA yang rusak tidak dapat diperbaiki maka P53 akan menghancurkan

DNA yang rusak jika terdapat kelainan pada inhibitor P53 ini maka akan menyebabkan

pembelahan abnormal yang menyebabkan kanker.

Daftar Pustaka

14

Tinjauan Pustaka 2013

1. James J, Colin B, Helen S. Prinsip-prinsip sains untuk keperawatan. Jakarta:

Erlangga. 2008

2. Sloane, Ethel. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: Penerbit buku kedokteran

EGC. 2004

3. Marks D B, Marks A D, Smith C M. Biokimia kedokteran dasar: sebuah pendekatan

klinis. Jakarta: Penerbit buku kedokteran EGC. 2000

4. Heffner L J, Schust D J. At a glance; sistem reproduksi. Jakarta: Erlangga. 2008

5. Alim, Tanri. Hubungan mitosis dan kanker. Diunduh dari www.biologi-sel.com, 15

Desember 2013

6. Institut Pertanian Bogor. Kanker. Diunduh dari repository.IPB.ac.id, 14 Desember

2013