EMBRIOGENESIS DAN INDUKSI EMBRIO (BAGIAN I)

LABORATORIUM EMBRIOLOGIFAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN

INSTITUT PERTANIAN BOGORhttp

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Indikator pencapaian: Definisi dan tahapan embriogenesis (pembelahan, blastulasi, gastrulasi dan

neurulasi) Parameter pertumbuhan dan perkembangan embrio Pertumbuhan dan perkembangan embrio (waktu, tempat, proses) Pembelahan, Blastulasi, Gastrulasi dan Neurulasi Kaitan Tipe Pembelahan dengan Tipe Sel Telur Prinsip perkembangan: Segregasi sitoplasma dan induksi embrionik terkait

dengan potensi prospektif sel Konsep organiser yang menjelaskan tentang proses induksi terkait dengan

peta takdir Peranan hereditas inti dan sitoplasma (maternal) dalam perkembanganAktivasi gen dalam proses diferensiasi (metilasi dan asetilasi) terkait dengan

waktu dan proses embriogensis Kembar identik (monozigotik): komplit dan inkomplit Khimerism termasuk freemartinWawasan bioteknologi: splitting, kloning, stem cell

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Definisi dan Tahapan Embriogenesis Embriogenesis : proses pembentukan mahluk hidup yang

belum memiliki bentuk definitif*.

Empat tahapan embriogenesis :1. Cleavage (pembelahan), proses pembelahan embrio terfertilisasi

(zigot) secara mitosis.

2. Blastulasi, blastomer akan mengalami compaction (Blastosis compact), kemudian blastomer mensekresikan cairan yang menyebabkan terbentuknyablastocoel (blastosis: ICM, trofoblast, blastocoel)

3. Gastrulasi, terbentuknya tiga lapis daun kecambah (germ layers): ektoderm, mesoderm dan endoderm. Periode kritis perkembangan

4. Neurulasi, pembentukan buluh syaraf. Induksi notokorda pada ektoderm.

* Bentuk yg mencirikan suatu species atau individu

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Parameter Pertumbuhan dan Perkembangan embrio Pertumbuhan: Pertambahan jumlah atau ukuran sel

menjadi lebih banyak atau lebih besar ≈ Satu sel banyak sel ≈ Zigot morula; jumlah sel blastomer bertambah ≈ Oosit primer pada folikel primordial oosit primer pada

folikel tersier, oosit membesar

Perkembangan: Perubahan bentuk atau fungsi sel ke arah bentuk atau fungsi yang baru

≈ Sel ektoderm menjadi sel neuron ≈ Morula Blastosis; blatomer menjadi ICM dan Trofoblas

Perkembangan Embrio

Perkembangan : Perubahan bentuk dan fungsi sel kearahbentuk dan fungsi baru

Perkembangan embrio dicapai melalui proses : induksi, diferensiasi dan determinasi.

Faktor yang berpengaruh terhadap proses perkembangan :a. Genetik (yang terdapat dalam inti sel)b. Sitoplasma (yang dikontribusikan oleh maternal)c. Lingkunganhttp

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

ZIGOT

MORULA

BLASTOSIS

GASTRULA

NEURULA

1. CLEAVAGE

2. BLASTULASI

3. GASTRULASI

4. NEURULASI

PROSES & TAHAPAN EMBRIOGENESIS :

Hogan et al, 1994IDW.08

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

(1) PROSES PEMBELAHAN (CLEAVAGE):

BlastomerZona pellucida

• Mitosis• Penambahan bahan inti (DNA) • Berjalan sangat cepat

• Ukuran embrio tetap

• Dihasilkan MORULA terdiri dr sel-sel blastomer

MorulaSigot

MORULA (NON KOMPAK) (Gbr 4)

COMPACTION

MORULA KOMPAK (Gbr 5)

COMPACTION

Terjadi hubungan antar blastomer Tight & Gap Junction

Pembentukan mikrofilamen & mikrotubulus antar membran plasma Batas antar blastomer Hilang

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Memasuki tahap Blastulasi, pada Morula terjadi:

Polarisasi Blastomer, Pembentukan rongga blastosul, diferensiasi sel blastomer

Potensi berubah: Totipoten Pluripoten

Kelompok sel dalam ICM (Inner cell mass)Kelompok sel luar Trofoblas

BLASTOSIS

Sel trophectodermal (trofoblas) sel epitelial pipih & saling berhubungan

Sistem transport ion mencegah pergerakan ion & air antar sel

Membentuk konsentrasi gradien shg terdapat kekuatan utk mendorong air kedalam rongga.

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Pembentukan blastosul merupakan proses diferensiasi; dikontrol oleh genom embrio & tidak tergantung pd jumlah sel.

Komponen lain berperan dlm pembentukan blastosul:

Pompa Na/KTekanan Osmotic Na/K-ATPase

• Diferensiasi • Pembentukan Rongga

Pemompaan Na dan air kedalam blastosul• Perluasan embrio

(2) BLASTULASI (Sapi 7 hari PF; domba 5 hari PF)

a

bc

d

MORULA KOMPAK BLASTOSIS

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Struktur blastosis:a. Blastosul b. Inner cell Massc. Trofoblastd. Zona pelucida

a

b

c

d

Blastosis Blastosis Ekspan

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Zona pellucida mengalami *enzymatic digestionyg dihasilkan embrio & uterus

Faktor lain adalah plasminogen & aktivator plasminogen yg dihasilkan embrio

Blastosis ekspan hatching (menetas)(sapi H9-10; babi H6; domba/ kuda H7-8)

Keluarnya blastosis ekspan dr zona pellucida

*

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

KORNUA UTERUS TUBA FALLOPII

BLASTULASI PEMBELAHAN / CLEAVAGE

20 jam setelah fertilisasi

Kornua

LOKASI DAN PROSES PEMBELAHAN & BLASTULASI

Implantasihttp

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

PADA HEWAN PRIMATA DAN KUDA

KORPUS UTERUS

SERVIKS

Blastulasi

(3) GASTRULASI (Sapi 14 hr pf) GASTRULA

(D)

/gastrosul

Gastrosul

ICM Blastosis hatching

1. Hipoblast 2. Epiblast

3. Gastrosul

Trofoblast di daerah Epiblast

5. Epiblast Embrionik

6. Garis Primitif (F)

7. Tiga lapis daun kecambah/ G- Endoderm- Mesoderm- Ektoderm- Notokorda (mesoderm)

E. Rongga amnion (4)

Epiblast

Membentuk lapisan daun kecambahEndoderm, Mesoderm & Notokorda

Pembentukan garis primitif

Penebalan epiblast embrionik

Pergerakan epiblast embrionik

Garis Primitif

Invaginasi sel mesoderm & endoderm

Ektderm

Tahapan Proses Gastrulasi pd Mamalia

• Pembentukan lapis hypoblast, epiblast dan gastrosul (bakal usus primitif)

• Pembentukan rongga amnion (pd bbrp mamalia)

• Pergerakan sel-sel epiblast embrionik Pembentukan daun kecambah ektoderm dan garis primitif

• Pembentukan daun kecambah mesoderm dan endoderm (basic body plan) melalui proses invaginasi & involusi

+ Notokorda (Sumbu Tubuh) dan Head Process

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Skema penurunan jaringan 3 lapis daun kecambah pada embrio manusia dan monyet

Luckett, 1978

Head Process

Contoh pada embrio unggas

Head Process – Notochordal Process

Notokordal

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

3. GASTRULASI

Potongan melintang

Gastrula 3 lapis daun kecambah+ NOTOKORDA

Notokordainduksi

3. GASTRULASI

Posterior lebih lambat masih gastrulasi

Anterior lebih cepat Sudah Neurulasi

Neurula

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Pergerakan (Perpindahan Sel)Pembentukan Aksis (Sumbu) EmbrioTerjadi Interaksi dan Induksi Sel

Proses Induksi Sel secara bertahap

Memasuki tahap Gastrulasi,

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Induksi notokorda terhadap ektoderm

Pembentukan lempeng Lipatan syaraf

Perkembangan lipatan syaraf ke arah medio-lat

Buluh syaraf

(4) NEURULASI : Proses pembentukan neurula (buluh syaraf)

Ektoderm

Notokorda

Lempeng sy Lipatan s

Buluh sy

Krista sy

Jika gagal menutup Anencefali

Jika gagal menutup Spina bifida

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

2. HUBUNGAN TIPE SEL TELUR & PEMBELAHAN

MESO-TELO-

LESITAL

AMFIBIA

POLI-TELO-

LESITAL

UNGGASSitoplasma

+ inti

POLI-CENTRO-LESITAL

SERANGGASitoplasma

+ inti

OLIGO-ISO-

LESITAL

MAMALIA

sitoplasma

KT

Jumlah & Distribusi KT ( KT atau LESITAL)

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Tipe-Tipe Sel Telur BerdasarkanJumlah dan Distribusi Kuning Telur (KT)

Jumlah KT Distribusi KT Tipe Sel Telur

Oligo Lesital Iso Lesital Oligoisolesital

Meso Lesital Telo Lesital Mesotelolesital

Poli Lesital Telo Lesital PolitelolesitalSentro Lesital Polisentrolesital

Holoblastik sempurna

Holoblastik tak sempurna

Meroblastik

TIPE PEMBELAHAN

HOLOBLASTIK SEMPURNA/ EQUAL (Mamalia)

Blastomer yang dihasilkan berukuran sama besar

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

PEMBELAHAN HOLOBLASTIK TIDAK SEMPURNA (Unequal): Amfibia

Blastomer yang dihasilkan tidak berukuran sama besar

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

MEROBLASTIK DISKOIDAL: Ikan Zebra

Sel telur membelah hanya di bagian sitoplasma + inti

MEROBLASTIK DISKOIDAL: Unggas Lihat PRAKTIKUM

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Tipe Sel Telur Tipe Pembelahan Hewan

Oligoisolesital Holoblastik equal Mamalia

Mesotelolesital Holoblastik unequal Amfibia

Politelolesital Meroblastik diskoidal Unggas

Polisentrolesital Meroblastik superficial Lalat buah

Kesimpulan• Jumlah dan banyaknya kuning telur pada sel telur akan mempengaruhi kecepatan & tipe pembelahan

• Semakin banyak KT pembelahan semakin lambat