Siklus Sel

2/26/2013 2

Sebag besar sel berreproduksi mell bbrp caradlm Pembelahan sel

Sel Prokaryotic membelah mell btk pebelhansederhana yg dsb pemblhan Binary

3 proses langkah Single “naked” strand memisah dan membtk

duplikat dirinya sendiri. Dua kopi bergerak ke sisi sel yg berlawanan Sel terbelah kedlm 2 sel baru yg identik

("daughter cells“).

2/26/2013 3

2/26/2013 4

SIKLUS SEL

• Siklus sel atau siklus pemblhan sel : terjadi pd sel

eukaryotik yg menyebabkan replikasi sel.

• Kejadian ini td 2 periode :

a)Interfase :

◦ sel tumbuh, mengakumulasi banyak nutrient

utk mitosis dan menduplikasi DNAnya.

◦ Td fase G1, fase S & fase G2.

2/26/2013 5

b) Fase Mitosis (M) :

◦ Sel membelah 2 sel anakan.

◦ Td 2 proses : mitosis (krom sel terbagi kedlm 2 selanakan) & cytokinesis (sitoplasma sel membelahutk membtk sel yg berbeda).

GBR : Siklus sel.

2/26/2013 6

INTERFASE :

•Stlh fase M (“M phase”), sel anakan masuk

interfase (siklus baru).

•Berbagai tingk interfase (G1, S, dan G2) scr

morfologis tdk dpt dibedakan

•Setiap fase siklus sel memp proses biokimia yg

berbeda yg menyiapkan sel utk inisiasi pemblhan

sel.

2/26/2013 7

a.Fase G1 :

•Adl akhir fase M hg permulaan sintesis DNA

•G = gap atau growth.

•Aktivitas biosintetik yg slm fase M, mulai lagi.

Mis: sintesis enz utk replikasi DNA dlm fase S.

•Lama fase G1 bervariasi, diantara sel yg berbeda

walaupun pd spesies yg sama.

2/26/2013 8

b.Fase S :

◦ Mulai ketika sintesis DNA diinisiasi.

◦ Selesai ktk semua khrom tlh direplikasi (tiap khrom

memp 2 sister chromatids).

◦ Pd fase ini, jml DNA digandakan, meskipun ploidy

sel tetap sama. Mengapa?

◦ Laju transkripsi RNA & sintesis prot sangat rendah,

kecuali produksi histon (eukaryote). Mengapa?

◦ Lama fase S relatif konstan diantara sel-sel pd

spesies yg sama. Mengapa ?

2/26/2013 9

c. Fase G2 :

◦ Sints prot terjd, mis: produksi microtubulus

diperlukan dlm mitosis.

◦ Hambatan sints prot selama fase G2 mencegah sel

menjalani mitosis.

Fase G0 :

▫ Suatu tingkatan dlm siklus sel yg mana

pembelahan sel ditahan (sel keluar dari siklus).

2/26/2013 10

FASE M :

• Relatif singkat td pemblhan nukleus (karyokinesis)

dan pemblhan sitoplasma (cytokinesis).

• Meliputi profase, prometafase, metafase, anafase

dan telofase yg menuju ke cytokinesis.

INTERFASE

2/26/2013 11

Fase M (Mitosis) :

2/26/2013 12

MITOSIS :

• Adl proses pemisahan khrom dlm nukleus sel

eukaryotik kedlm 2 nuklei sel anakan.

• Segera diikuti cytokinesis : membagi nuklei, sitoplm,

organella, dan membran sel kedlm 2 sel anakan yg

mengandung komp selluler yg hampir sama.

• Mitosis+cytokinesis = fase mitosis (M) pd siklus sel.

• 2 sel anakan hasil mitosis scr genetik identik satu sama

lain dan juga dg sel induknya.

2/26/2013 13

a.Profase :

▫ kromatin dlm nukleus memadat (condense) &nampak dlm mikroskup chy sbg khrom.

▫ Nukleolus tdk nampak.

▫ Centriol bergerak ke kutub berlawanan dan serabutmemanjang dr centromer (bag khrom).

▫ Serabut memanjang utk membtk “mitoticspindle”.

2/26/2013 14

b.Prometafase :

▫ membr inti larut (tanda awal prometafase).

▫ Bbrp protein melekat pd centromer membtkkinetochore (temp mikrotubulus melekat).

▫ Microtubulus melekat pd kinetochore dan krommulai bergerak.

2/26/2013 15

c. Metafase :

▫ “Spindle fibers” mengelompokkan krom di tengah

nukleus sel (“metaphase plate”).

▫ Organisasi ini utk menjamin krom terpisah, & nukleus

yg baru akan mendpt satu kopi masing-masing krom.

2/26/2013 16

d.Anafase :

▫ pasangan krom memisah & bergerak ke kutub selberlawanan.

▫ Gerakan berasal dr kombinasi gerakan kinetochoresepjg microtubulus spindle dan melalui interaksifisik dr mikrotubulus kutub.

2/26/2013 17

e. Telofase :

▫ kromatid sampai di kutub sel yg berlawanan.

▫ membran inti baru terbtk mengelilingi nuklei sel anakan.

▫ Krom & serabut gelendong “disperse” & tdk nampak lagi.

▫ Cytokinesis atau penyekatan sel dimulai.

2/26/2013 18

•Cytokinesis :

◦ berakhir ketika “fiber ring” yg terssn dr prot actin

di sekitar pusat dr sel mengkerut (kontraksi) yg

menangkap sel kedlm 2 sel anakan, masing-

masing dg 1 nukleus.

2/26/2013 19

TIGA KATEGORI SEL :

a. Sel dg spesialisasi struktural ekstrem : Sel syaraf, sel

otot & sel drh merah kehilangan kemamp utk

memblh stlh diferensiasi tjd sel tetap spt itu hg

mati.

b. Sel yg scr normal tdk membelah : Sel dpt diinduksi

utk mulai sintesis DNA, mis : sel hati dg

pemotongan bag hati. Lymphocyte proliferasi jika

bersekutu dg antigen.

2/26/2013 20

c. Sel yg scr normal memp aktivitas mitosis tinggi :

◦ Adl subjek pembaharuan yg terus menerus dg

pemblhan,

◦ Mis : Sel gonial (oogia & spermatogonia) gamet.

◦ Sel induk/stem cells sel drh merah & sel drh

putih.

◦ Misal: Sel epithel melapisi rongga & permkan tbh

sll diperbarui.

2/26/2013 21

MEIOSIS :

• Adl pemblhan reduksi yg mana juml krom per sel

dikurangi setengah. Pd bntg pembtkan sel gamet.

• Utk reproduksi seksual tjd pd sel eukaryotik.

• Slm meiosis, DNA genome (“diploid germ cell”)

direplikasi yg diikuti 2 putaran pemblhan 4 sel

haploid.

2/26/2013 22

• Setiap sel anakan mengandung satu set krom (1N)

setengah dr kandungan genetik semula.

• Slm meiosis krom (parent cell) menjalani rekombinasi

genetik tiap gamet tiap zygote memp blue

print genetik (DNA) yg unik.

• Meiosis & fertilisasi individu yg beda scr genetik

dlm populasi.

2/26/2013 23

2/26/2013 24

Profase 1

2/26/2013 25

• Meiosis memp mekanisme yg sama spt dlm mitosis utk

mendistribusikan krom.

Kejadian meiosis yg menunjukkan “chromosomal crossover”

2/26/2013 26

• Yg unik dlm meiosis perpasangan & rekombinasi

genetik ant krom homolog.

• Sel induk manusia (diploid) menjalani meiosis

gamet haploid : spermatozoa pd atau ova pd .

Gamet ini bertemu dlm tuba Fallopii ♀ zygote

diploid embryo.

• Prinsipnya adl bhw

meiosis sel benih

mitosis sel somatik.

2/26/2013 27

PROSES MEIOSIS :

• Meiosis adl pemblhan sel gamet. Tahapan meiosis

identik dlm pola dan nama dg tingk interfase pd siklus

sel mitosis, yai :

a.Fase G1 : sel aktif mensint prot (enz & prot

struktural) utk pertbhan. Setiap sel td 46 khrom

(2N, identik dg sel somatik) yg masing-masing

berupa sebuah molk DNA tunggal.

2/26/2013 28

b.Fase S : krom-nya diduplikasi (DNA direplikasi)

dlm btk “2 sister chromatids” (46 khrom, 2N). Sel

dianggap diploid mengandung juml centromer

yg sama. Sister chromatids blm konden.

c. Fase G2 : fase G2 tdk ada dlm meiosis.

• Selesai interfase diikuti meiosis I & II.

• Meiosis I tjd pemisahan pas krom homolog kedlm 2

sel anakan pemblhan meiosis I mereduksi ploidy

sel.

2/26/2013 29

• Meiosis II adl pemisahan “individual (sister)

chromatids” kedlm sel anakan haploid. Dua sel hasil

meiosis I memblh slm meiosis II 4 sel anakan

haploid.

• Meiosis I dan II dibagi kedlm tahap profase, metafase,

anafase, dan telofase, sama dg subfase dlm siklus sel

mitosis.

• Meiosis mencakup tahap meiosis I (profase I,

metafase I, anafase I, telofase I) dan meiosis II

(profase II, metafase II, anafase II, telofase II).

2/26/2013 30

• Meiosis menghasilkan diversitas dlm 2 cara :

a. Slm pemblhan meiosis I tjd pemisahan pas krom

homolog dan pengelompokan krom scr bebas

kedlm sel gamet ;

b. Pertukaran mat genetik antara krom homolog

oleh rekombinasi slm profase I kombinasi

genetik baru dlm krom.

2/26/2013 31

MEIOSIS I :

• Pd meiosis I, pas krom homolog (sdh direplikasi) pd

sel diploid (46 khrom = 2N = 23 psg), memisah 2

sel haploidmeiosis I sbg pemblhan reduksi.

MEIOSIS II:

• terjd pemisahan sister chromatid (spt mitosis) 2

sel haploid (23 khrom, N) per sel anakan dr

pemblhan I.

2/26/2013 32

FASE MEIOSIS :

a.Profase I :

◦ Krom homolog berpasangan (synapse) dan

crossing over (rekombinasi) terjd.

◦ Krom (replicated) yg berpasangan dsb bivalent

atau tetrad (td 2 krom dan 4 kromatid),

◦ Pd tahap ini, non-sister chromatid mungkin

crossing over.

2/26/2013 33

MEIOSIS I :

2/26/2013 34

b.Metafase I :

◦ pas krom homolog bergerak ke “metaphase plate”.

◦ Basis fisik “independent assortment” krom adl

orientasi random dr setiap bivalent sepanjang

metaphase plate pd grs equator yg sama.

c. Anafase I :

◦ krom yg utuh ditarik ke kutub yg berlawanan 2 set

haploid.

◦ Setiap krom masih mengandung sepsg sister

chromatid.

2/26/2013 35

b.Telofase I :

◦ pemblhan meiois berakhir ktk centromer tiba di

kutub.

◦ Setiap sel anakan memp ½ juml krom ttp setiap

krom td sepsg sister kromatid.

◦ Membr inti mengelilingi setiap sel haploid. Krom

kromatin. Sel masuk periode interkinesis /

interfase II.

2/26/2013 36

MEIOSIS II :

Hasil akhir meiosis II adl 4 sel haploid (23 krom, 1N) dr 2

sel haploid (23 krom, 1N, setiap krom td 2 sister

chromatid) yg diproduksi pd meiosis 1.

a.Profase II :

◦ nukleoli dan “nuclear envelope” tdk nampak.

◦ Kromatid memendek dan menebal.

◦ Centriole bergerak ke kutub dan menyusun

“spindle fibers” utk meiosis II.

2/26/2013 37

a. Metafase II :

◦ centromer mengandung 2 kinetochore yg melekat

pd spindle fibers dr centrosome (centriole) pd

setiap kutub.

◦ “Equatorial metaphase plate berotasi 90 derajad

bila dibandingkan dg meiosis I, tgk lurus dg plate

sblmnya.

2/26/2013 38

MEIOSIS II :

2/26/2013 39

c. Anafase II :

◦ centromer terbelah microtubulus yg berlekatan

dg kinetochore menarik sister chromatid terpisah

sister chromatid bergerak ke kutub yg

berlawanan.

d. Telofase II :

◦ krom uncoil memanjang dan spindle tdknampak.

◦ Nuclear envelope terbtk lagi.

◦ Pemblhan 4 sel anakan (yg memp satu sethaploid krom).

2/26/2013 40

PENTINGNYA MEIOSIS :

a. Meiosis reproduksi seksual yg stabil. Tanpa meiosis :

fertilisasi zygote yg memp 2 kali juml krom dr

generasi seblmnya. Pd manusia, polyploid

abnormalitas perkemb atau lethal.

b. Rekombinasi & “independent assortment” krom

homolog diversitas genotip dlm populasi variasi

genetik gamet variasi fenotip dan genetik.

2/26/2013 41

NONDISJUNCTION :

• Disjunction : pemisahan normal krom pd meiosis I

atau sister chromatid pd meiosis II.

• Nondisjunction :

▫ pemisahan tdk normal krom gamet memp

terlalu banyak atau terlalu sedikit krom ttt., mis :

trisomi atau monosomi.

▫ Nondisjunction dpt tjd pd meiosis I atau II atau pd

mitosis.

2/26/2013 42

• Ini adl penyebab bbrp kondisi medis pd manusia :

▫ Down syndrome – trisomi 21

▫ Patau syndrome – trisomi 13

▫ Klinefelter syndrome –X pd ♂ (XXY, XXXY,dll)

▫ Turner syndrome – kurang 1 krom X pd ♀ - mis :

45,X

2/26/2013 43

2/26/2013 44

Meiotic nondisjunction pd meiosis I dan II

2/26/2013 45

MEIOSIS PD MANUSIA :

a.Pada :

▫ Meiosis tjd pd sel oogonium.

▫ Oogonium yg meiosis membelah 2 kali menghasilkan 1 oocyte & 3 polar bodies.

▫ Selama pemblhan, sel berhenti pd tingk diplotenepd meiosis I & dormant dlm follicle.

▫ Follicle mulai tumbuh dlm proses folliculogenesis,dan masuk siklus menstruasi.

2/26/2013 46

▫ Oocyte yg msk siklus menstruasi melanjutkan meiosis I dan bertahan pd meiosis II hg fertilisasi.

▫ Proses meiosis pd tjd slm oogenesis.

b. Pada :

▫ Meiosis tjd pd sel-sel spermatogonium yg membelah 2 kali utk menghasilkan sperma.

▫ Sel ini membelah dlm tubulus seminiferus testis.

▫ Sperma diproduksi pd “steady pace”.

▫ Proses meiosis tjd slm spermatogenesis.

2/26/2013 47

PERBANDINGAN MITOSIS & MEIOSIS :

2/26/2013 48