Upload
yeyen-musaini
View
24
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
SIKLUS SELSIKLUS SELMITOSIS & MEIOSISMITOSIS & MEIOSIS
MUJOSEMEDI MUJOSEMEDI LAB BIOLOGI FK UNSLAB BIOLOGI FK UNS
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 22
A. SIKLUS SEL DAN MITOSIS
• Siklus sel atau siklus pemblhan sel : adl serikejadian yg terjd pd sel eukaryotik ygmenyebabkan replikasi sel.
• Kejadian ini : 2 periode :
a)Interfase :
◦ saat sel tumbuh, mengakumulasi banyaknutrient utk mitosis dan menduplikasiDNAnya.
◦ Td fase G1, fase S & fase G2.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 33
b)Fase Mitosis (M) :
◦ Saat sel membelah 2 sel anakan.
◦ Td 2 proses : mitosis (khrom sel terbagi kedlm2 sel anakan) & cytokinesis (sitoplasma selmembelah terbtk 2 sel).
GBR : Siklus sel.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 44
INTERFASE :
• Stlh fase M, sel anakan masuk interfase (siklusbaru).
• Berbagai tingk interfase (G1, S, dan G2) scrmorfologis tdk dpt dibedakan
• Setiap fase siklus sel memp proses biokimia ygberbeda yg menyiapkan sel utk inisiasi pemblhansel.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 55
a. Fase G1 :
• Dr akhir fase M hingga permulaan sint DNA.
• G = gap atau growth.
• Aktivitas biosintetik yg slm fase M, mulailagi. Mis: sintesis enz yg diperlukan dlm
fase S (utk replikasi DNA).
• Lama fase G1 bervariasi, diantara sel ygberbeda walaupun pd spesies yg sama.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 66
b.Fase S :
◦ Diawali ketika sint DNA mulai.
◦ Selesai ktk semua khrom tlh direplikasi (tiapkhrom memp 2 sister chromatids).
◦ Pd fase ini, jml DNA digandakan, meskipunploidy sel tetap sama.
◦ Laju transkripsi RNA & sint prot sangat rendah, kecuali produksi histon.
◦ Lama fase S relatif konstan diantara sel-sel pd spesies yg sama.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 77
c. Fase G2 :
◦ sints prot terjd, terutama produksi
microtubulus yg diperlukan dlm proses mitosis.
◦ Hambatan sints prot selama fase G2 mencegah
sel menjalani mitosis.
Fase G0 :
▫ Suatu tingk dlm siklus sel yg mana pembelahan
sel ditahan (keluar dari siklus).
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 88
FASE M :
• Relatif singkat td pemblhan nukleus(karyokinesis) dan pemblhan sitoplasma(cytokinesis).
• Scr berurutan meliputi profase, prometafase, metafase, anafase dan telofase yg menuju kecytokinesis.
INTERFASE
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 99
Fase M (Mitosis) :
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 1010
B. MITOSIS :• Proses pemisahan khrom dlm nukleus sebuah sel
eukaryotik kedlm 2 nuklei sel anakan.• Biasanya diikuti cytokinesis dg segera : membagi
nuklei, sitoplm, organella, dan membr sel kedlm 2 sel anakan yg mengandung komp selluler yg hampirsama.
• Mitosis+cytokinesis = fase mitosis (M) pd siklus sel.
• Pemblhan sel induk kedlm 2 sel anakan, scr genetikidentik satu sama lain dan dg sel induk mereka.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 1111
a.Profase :
▫ khromatin dlm nucleus memadat (condense) danmenjd nampak dlm mikroskup chy sbg khrom.
▫ Nukleolus tdk nampak.
▫ Centriol mulai bergerak ke kutub berlawanandan serabut mulai memanjang dr centromer.
▫ Bbrp serabut melintasi sel utk membtk “mitotic spindle”.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 1212
b.Prometafase :
▫ membr inti larut (sbg tanda awal prometafase).
▫ Protein-protein melekat pd centromer ygmenciptakan kinetochore.
▫ Microtubulus melekat pd kinetochore dankhromosom mulai bergerak.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 1313
c. Metafase :
▫ “Spindle fibers” mengelompokkan khrom di tengahnukleus sel (“metaphase plate”).
▫ Organisasi ini utk menjamin khrom terpisah, dannukleus yg baru akan mendpt satu kopi masing-masing khrom.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 1414
d.Anafase :
▫ pasangan khrom memisah dan bergerak kekutub sel berlawanan.
▫ Gerakan berasal dr kombinasi gerakankinetochore sepjg microtubulus spindle danmelalui interaksi fisik dr mikrotubulus kutub.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 1515
e.Telofase :
▫ khromatid sampai di kutub sel yg berlawanan.
▫ membr baru terbtk mengelilingi nuklei sel anakan.
▫ Khrom dan serabut gelendong “disperse” dan tdknampak lagi.
▫ Cytokinesis atau penyekatan sel dimulai.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 1616
• 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.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 1717
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 dpt
proliferasi jika bersekutu dg antigen yg sesuai.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 1818
c. Sel yg scr normal memp aktivitas mitosis tinggi :
◦ Subjek pembaharuan yg terus menerus dg pemblhan,
◦ Mis : Sel gonial (oogia & spermatogonia) gamet .
◦ Sel induk/stem cells sel drh merah & sel drhputih.
◦ Sel epithel melapisi rongga & permkan tbhsll diperbarui.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 1919
B. MEIOSIS :
• Adl pemblhan reduksi yg mana juml khrom per sel dikurangi setengah. Pd bntg pembtkangamet.
• Esensial utk reproduksi seksual tjd pd semuaeukaryotik.
• Slm meiosis, DNA genome dr sebuah “diploid germ cell” direplikasi yg diikuti dg 2 putaranpemblhan 4 sel haploid.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 2020
• Setiap sel anakan mengandung satu set lengkap
khrom, atau setengah dr kandungan genetik sel
semula.
• Slm meiosis khrom dr setiap parental menjalani
rekombinasi genetik tiap gamet tiap zygote
memp blue print genetik yg unik yg dikode dlm
DNAnya.
• Meiosis & fertilisasi merup “sexuality” pd eukaryotik
individu yg beda scr genetik dlm populasi.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 2121
• Dlm meiosis, ada bbrp mekanisme yg sama yg
digunakan dlm mitosis utk mendistribusikan khrom.
Kejadian meiosis yg menunjukkan “chromosomal crossover”
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 2222
• Ada yg unik dlm meiosis, yakni perpasangan dan
rekombinasi genetik ant khrom homolog.
• Sel induk manusia adl diploid menjalani meiosis
utk gamet haploid : spermatozoa pd ♂ atau ova
pd ♀.
• Prinsipnya adl bhw meiosis sel benih dan mitosis
sel somatik.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 2323
PROSES MEIOSIS :
• Tahap persiapan 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.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 2424
b.Fase S : material genetik direplikasi, khrom-nya
diduplikasi dlm btk “2 sister chromatids” (46
khrom, 2N). Sel dianggap diploid sebab
mengandung juml centromer yg sama.
c. Fase G2 : fase G2 tdk ada dlm meiosis.
• Interfase dg sgr diikuti meiosis I dan II. Meiosis I
td pemisahan pas khrom homolog (terbtk dr 2
sister chromatids) kedlm 2 sel anakan pemblhan
meiosis I mereduksi ploidy sel.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 2525
• Meiosis II td pemisahan masing-masing “individual chromatids” kedlm sel anakan haploid. Dua selhasil meiosis I memblh slm meiosis II 4 selanakan haploid.
• Meiosis I dan II dibagi kedlm tahap profase, metafase, anafase, dan telofase, sama dg subfasedlm 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).
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 2626
• Meiosis menghasilkan diversitas dlm 2 cara :
a.Pemisahan pas khrom homolog dan
pengelompokan khrom slm pemblhan meiosis I
mengikuti seleksi bebas yg memisah kedlm
gamet ;
b.Pertukaran fisik bag khrom homolog oleh
rekombinasi slm profase I kombinasi genetik
baru dlm khrom.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 2727
MEIOSIS I :• Pd meiosis I, pas khrom homolog (sdh direplikasi)
pd sel diploid (46 khrom = 2N = 23 psg), memisah 2 sel haploid, oki : meiosis I sbgpemblhan reduksi.
• Stlh meiosis I, sel sebenarnya mengandung 46 khrom hanya dianggap N, sebab pd anafase I sister chromatid belum terpisah.
• Pd meiosis II, pemblhan equatorial (spt mitosis) terjd yg mana sister chromatid akhirnya terpisah
2 sel haploid (23 khrom, N) per sel anakan drpemblhan I.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 2828
FASE MEIOSIS :
a.Profase I :
◦ Khrom homolog berpasangan (synapse) dan
mungkin terjd crossing over (rekombinasi) pd
non-sister chromatid .
◦ Khrom yg berpasangan dan direplikasi dsb
bivalent atau tetrad (td 2 khrom dan 4
khromatid), dg salah satu khrom yg berasal dr
tiap orangtua.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 2929
MEIOSIS I :
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 3030
b.Metafase I :
◦ pas khrom homolog bergerak ke “metaphase plate”.
◦ Dasar “independent assortment” khrom adl orientasirandom dr setiap bivalent sepanjang metaphase plate di grs equator yg sama.
b.Anafase I :
◦ khrom yg utuh ditarik ke kutub yg berlawanan 2 sel haploid.
◦ Setiap khrom masih mengandung sepsg sister chromatid.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 3131
b.Telofase I :
◦ pemblhan meiois berakhir ktk centromer tiba dikutub.
◦ Setiap sel anakan memp ½ juml khrom ttpsetiap khrom td sepsg chromatid.
◦ Membr inti mengelilingi setiap sel haploid. Khromkhromatin. Sel mungk masuk periode
interkinesis/interfase II.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 3232
MEIOSIS II :
Hasil akhir meiosis II adl 4 sel haploid (23 khrom, 1N) dr 2 sel haploid (23 khrom, 1N* setiap khromtd 2 sister chromatid) yg diproduksi pd meiosis 1.
a.Profase II :
◦ nukleoli dan “nuclear envelope” tdk nampak.
◦ Khromatid memendek dan menebal.
◦ Centriole bergerak ke kutub dan menyusun“spindle fibers” utk meiosis II.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 3333
b.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.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 3434
MEIOSIS II :
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 3535
c. Anafase II :
◦ centromer terbelah microtubulus ygberlekatan dg kinetochore menarik sister chromatid terpisah sister chromosome bergerak ke kutub yg berlawanan.
d.Telofase II :
◦ khrom uncoil memanjang dan spindle tdknampak.
◦ Nuclear envelope terbtk lagi.
◦ Pemblhan 4 sel anakan (yg memp satu set haploid khrom).
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 3636
PENTINGNYA MEIOSIS :
a.Meiosis memfasilitasi reproduksi seksual yg stabil.
Tanpa meiosis, fertilisasi zygote yg memp 2 kali
juml khrom dr generasi seblmnya. Polyploid
abnormalitas perkemb atau lethal.
b.Rekombinasi & “independent assortment” khrom
homolog diversitas genotip yg lbh besar dlm
populasi variasi genetik gamet variasi fenotip
dan genetik dlm sebuah populasi.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 3737
DISJUNCTION DAN NONDISJUNCTION :
• Disjunction : pemisahan normal khrom pd meiosis I atau sister chromatid pd meiosis II.
• Nondisjunction :
▫ pemisahan tdk normal khrom gamet ygmemp terlalu banyak atau terlalu sedikit khromttt. Mis : trisomi atau monosomi.
▫ Nondisjunction dpt tjd pd meiosis I atau II atauslm mitosis.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 3838
• 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 khrom X pd ♀ -mis : XO
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 3939
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 4040
Meiotic nondisjunction pd meiosis I dan II
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 4141
MEIOSIS PD MANUSIA :
a.Pada ♀ :
▫ Meiosis tjd pd sel oogonium.
▫ Setiap oogonium yg meiosis akan membelah 2 kali utk membtk oocyte tunggal dan 3 polar bodies.
▫ Sblm pemblhan tjd, sel ini berhenti pd tingkatdiplotene pd meiosis I dan dormant dlm follicle.
▫ Follicle mulai tumbuh dlm prosesfolliculogenesis, dan masuk siklus menstruasi.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 4242
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 4343
▫ Oocyte yg msk siklus menstruasi melanjutkanmeiosis I dan bertahan pd meiosis II hg fertilisasi.
▫ Proses meiosis pd ♀ tjd slm oogenesis.
b.Pada ♂ :
▫ Meiosis tjd pd sel-sel spermatogonium ygmembelah 2 kali utk menghasilkan sperma.
▫ Sel ini membelah terus tanpa henti dlmtubulus seminiferus testis.
▫ Sperma diproduksi pd “steady pace”.
▫ Proses meiosis ♂ tjd slm spermatogenesis.
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 4444
PERBANDINGAN MITOSIS & MEIOSIS :
3/16/20093/16/2009 BLOK MOLECULAR BIOLOGYBLOK MOLECULAR BIOLOGY 4545