SIKLUS SEL Bagian Histologi dan Biologi Sel FKIK

SIKLUS SEL Bagian Histologi dan Biologi Sel FKIK UMY

Kontinuitas kehidupan Didasarkan atas reproduksi sel atau pembelahan sel Figure 12. 1

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) – Pertumbuhan – Repair 200 µm (b) Growth and development. This micrograph shows a sand dollar embryo shortly after the fertilized egg divided, forming two cells (LM). Figure 12. 2 B, C 20 µm (c) Tissue renewal. These dividing bone marrow cells (arrow) will give rise to new blood cells (LM).

Semua organisme kompleks berasal dari a single fertilized egg. Melalui pembelahan sel, jumlah sel meningkat Sel kemudian terspesialisasi dan berubah menjadi fungsinya masing 2

Distribution of Chromosomes During Cell Division • Pada persiapan 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, diantara dua chromatids terikat dengan dekat

metahase Anaphase prophase Telophase Cytokinesis 1 X Figure 12. 1

Cell division results in genetically identical daughter cells • Sel menduplikasikan material genetik sebelum membelah, utk memastikan bahwa tiap sel anak menerima copy DNA dengan tepat • A cell’s endowment of DNA (its genetic information) is called its 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 memampat selama pembelahan sel

A eukaryotic cell has multiple chromosomes, one of which is represented here. Before duplication, each chromosome has a single DNA molecule. Once duplicated, a chromosome consists of two sister chromatids connected at the centromere. Each chromatid contains a copy of the DNA molecule. Mechanical processes separate the sister chromatids into two chromosomes and distribute them to two daughter cells. Figure 12. 4 0. 5 µm Chromosome duplication (including DNA synthesis) Centromere Sister Separation chromatids of sister chromatids Centromeres Sister chromatids

• Pembelahan sel pada eukariot terdiri dari: – Mitosis, the division of the nucleus – Cytokinesis, 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 pembelahan sel, fase mitosis bergantian dengan interfase • 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

PEMBELAHAN SEL

Pembelahan Sel Amitosis (Pembelahan biner) PEMBELAHAN SEL Mitosis (tidak terjadi reduksi jumlah kromosom) Meiosis (terjadi reduksi jumlah kromosom)

Tipe pembelahan sel • AMITOSIS -Pembelahan secara langsung • Mitosis: – Growth, development & repair – Asexual reproduction (yields identical cells) – Occurs in somatic (body) cells • Meiosis: – Sexual reproduction (yields different cells) – Occurs in specific reproductive cells

AMITOSIS • Pembelahan sel pada bakteri (prokariota), sel kanker, tanpa melalui tahapan tertentu (profase s. d. telofase), tetapi melalui pembelahan binair oleh materi hereditas tidak terkemas di dalam inti • Pertumbuhan sel kanker terjadi karena kegagalan dalam kontrol siklus sel

Pembelahan Sel AMITOSIS PEMBELAHAN BINER /LANGSUNG (pada Bakteri) Kromosom bakteri menempel pada membran plasma Bagian DNA kromosom yang menempel mengalami replikasi Sel mulai membelah Terbentuk dua sel anakan

Rod-Shaped Bacterium, hemorrhagic E. coli, strain 0157: H 7 (division) (SEM x 22, 810).

Pembelahan sel prokaryotik • Pembelahan biner

Prokaryotes (bacteria and archaea) reproduce by a type of cell division called binary fission In binary fission – The bacterial chromosome replicates – The two daughter chromosomes actively move apart

LE 12 -11_1 Cell wall Origin of replication E. coli cell Chromosome replication begins. Soon thereafter, one copy of the origin moves rapidly toward the other end of the cell. Two copies of origin Plasma membrane Bacterial chromosome

LE 12 -11_2 Cell wall Origin of replication E. coli cell Chromosome replication begins. Soon thereafter, one copy of the origin moves rapidly toward the other end of the cell. Replication continues. One copy of the origin is now at each end of the cell. Two copies of origin Origin Plasma membrane Bacterial chromosome Origin

LE 12 -11_3 Cell wall Origin of replication E. coli cell Chromosome replication begins. Soon thereafter, one copy of the origin moves rapidly toward the other end of the cell. Replication continues. One copy of the origin is now at each end of the cell. Replication finishes. The plasma membrane grows inward, and new cell wall is deposited. Two daughter cells result. Two copies of origin Origin Plasma membrane Bacterial chromosome Origin

Pembelahan sel eukaryotik • • Ukuran sel lebih besar dari prokaryotik Lebih banyak mengandung DNA Lebih rumit Repikasi segregasi cytokinesis

Pembelahan Sel Eukaryotik • Mitosis: pembelahan pada sel somatik yang menghasilkan sel anakan yang sama dengan sel induk. • Meiosis: pembelahan reduksi yang memisahkan kromosom-kromosom yang homolog. Terjadi pada proses gametogenesis.

Mitosis • • Profase Metafase Anafase Telofase

Siklus Sel • Fase G fase gap pertama yang merupakan fase pertumbuhan primer • Fase S fase sintesis DNA • Fase G 2 fase persiapan membelah sel • Fase M fase pembelahan sel

SIKLUS SEL • Fase pembelahan sel (mitotik / M). • Fase pertumbuhan (interfase), terdiri dari : a. G 1. (fase gap 1) b. S. (fase sintesis) c. G 2. (fase gap 2) Sebelum sel memasuki fase mitotik dan siap membelah.

Phases of the Cell Cycle • Siklus sel terdiri dari – Mitotic (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: – G 1 phase (“first gap”) – S phase (“synthesis”) – G 2 phase (“second gap”)

SIKLUS SEL • G 1(gap 1): periode setelah mitosis, gen-gen aktif berekspresi • S (sintesis): fase sintesis DNA (replikasi), kromosom dua kromatid • G 2 (gap 2): setelah S, terjadi aktifitas gen-gen untuk mengontrol pembentukan protein/ enzim untuk keperluan mitosis • G 0: fase istirahat, dormant (contoh: sel otot, sel darah merah) Dalam kultur sel tertentu, G 1: 16 -24 jam, M: 1 -2 jam Terdapat variasi yang besar dalam lamanya siklus sel

Regulasi Siklus Sel • Berbeda-beda pada beberapa jenis sel yang berbeda • Beberapa sel membelah cepat, sel lain membutuhkan waktu yang lebih lama • Sel kanker pembelahan cepat, sel anakan terus membelah sebelum dewasa secara fungsonal

The Cell Cycle

Pembelahan Sel SIKLUS SEL

Siklus sel

Fase-fase dalam siklus sel • Siklus sel terdiri dari – Fase mitosis – Interphase MI (M TOTIC )P HA SE Figure 12. 5 • The mitotic phase – mitosis – cytokinesis S (DNA synthesis) G 1 C M ytok ito in sis es is • Interphase – G 1 phase – S phase – G 2 phase INTERPHASE G 2

Purpose of Interphase – to duplicate cell contents; 90% of the cell’s growth cycle Purpose of Mitosis – to divide the genetic material into exact two halves Purpose of Cytokinesis – to divide all other contents (except nucleus) into two cells

INTERFASE • Interfase terjadi replikasi DNA (dari 1 salinan menjadi 2 salinan). • Fase gap 1 belum terjadi replikasi DNA. • Fase sintesis(S) DNA dalam inti mengalami replikasi sehingga menghasilkan salinan 2 DNA. • Fase gap 2 replikasi DNA telah selesai, dan sel bersiap-siap mengadakan pembelahan.

MITOSIS DAN MEIOSIS • Merupakan type pembelahan sel yang berbeda • Ciri-ciri yang sama Persamaan : 1. Duplikasi seluruh isi kromosom sel seblm pembelahan 2. Mempergunakan sel induk sbg acuan u/ membuat DNA&RNA 3. Menggunakan serat gelendong u/ memisahkan kromosom

Perbedaan 1. Prilaku kromosom hsl duplikasi setlh replikasi DNA : MITOSIS *Jml kromosom anak sama dg jml kromosom induk MEIOSIS * Jml kromosom anak separoh jml kromosom induk 2. Materi genetik: Mitosis : tdk terjd pertukaran materi genetik Meiosis: terjd pertukaran materi genetik anak kromosom 4 kromatid (tetrad)

Keaktifan pembelahan sel • Sel yang sudah terspesialisasi dan tidak akan mengalami pembelahan lagi pada organisme dewasa mis: sel saraf • Sel yang secara umum tidak dapat membelah lagi, tetapi jika diinduksi akan membelah mis: sel hati * Sel yang mempunyai aktifitas tinggi

Prinsip Siklus Sel • Pembelahan sel menghasilkan sel-sel anak yang identik secara genetik • Bagaimana mendistribusikan materi genetik yg identik ke sel-sel anak • Pada sel eukariot diregulasi oleh sistem kontrol molekular yg meregulasi jalannya siklus sel eukariot

• Bila sistem kontrol molekuler gagal berfungsi, regulasi siklus sel memainkan peran penting dalam perkembangan kanker • Fase mitotik silih berganti dengan interfase dalam siklus sel • Distribusi materi genetik yang identik dan ketepatan pewarisan DNA dari satu generasi ke generasi berikutnya

• Berdasarkan jumlah kromosom sel terdiri dari: sel somatik (46 kromosom) sel gamet (23 kromosom) • Sel somatik membelah secara mitosis, sel gamet membelah secara miosis Kromosom terbuat dari kromatin, kompleks DNA dan molekul 2 protein terkait yang mempertahankan struktur kromosom dan membantu mengontrol aktivitas gen

Distribusi kromosom selama pembelahan • Sel sedang tidak membelah atau sedang menduplikasi DNA-nya dalam persiapan u/pembe-lahan sel, kromosom dlm serat kromatin yg rapat, panjang dan tipis • Setelah duplikasi DNA, kromosom berkonden-sasi, setiap serat kromatin menjadi terkumpar dan terlipat rapat sehingga kromosom jauh lebih pendek tebal

• Setiap kromosom terduplikasi memiliki dua kromatid yg masing 2 mengandung mol DNA identik, saling melekat menurut panj berkat kompleks protein adhesif (kohesin) • Dlm proses pembelahan sel, kedua kromatid memisah & bergrk menuju kedua nukleus baru, satu nukleus terbtk pd masing 2 ujung sel • Pembelahan nukleus diikuti pembelahan sitoplasma (sitokinesis)

Fase siklus sel Pada sel manusia: • Fase G 1 (tumbuh) 5 – 6 jam • Fase S (sintesis) sel bertumbuh sambil menjalin kromosom 2 nya 10 – 12 jam • Fase G 2 tumbuh sambil mempersiapkan untuk pembelahan 4 – 6 jam • Fase M (mitotik) mitosis dan sitokinesis ± 1 jam

Mitosis & sitokinesis G 2 Interfase Mitosis 1. Profase 2. Prometafase 3. Metafase 4. Anafase 5. Telofase

INTERFASE • Interfase akhir nukleus terbentuk jelas, dibungkus o/ selubung nukleus • Mempunyai satu atau lebih nukleolus • Terdapat dua sentromer

Interfase • Tahap interfase merupakan tahap persiapan yang esensial untuk pembelahan sel karena pada tahap ini kromosom direplikasi. • Saat pembelahan sel, kromatin dikemas sangat padat/kompak sehingga tampak sebagai kromosom. Selama interfase, kromatin tidak terlalu terkondensasi untuk ekspresi informasi genetik

Fase M: Tahap kariokinesis (pembelahan inti) dan sitokinesis ( pembelaha sitoplasma). • • Profase Metafase Anafase telofase • Pembelahan sitoplasma dan diikuti pembentukan sekat sel yang baru • Sekat memisahkan dua inti tersebut menjadi 2 sel anakan.

Sitokinesis • Proses sitokinesis sudah dimulai sejak tahap anafase akhir dengan mulai terbentuknya cincin kontraktil di bawah membran plasma yang paralel terhadap keping metafase. Selanjutnya cincin ini perlahan-lahan akan mengecil dan menyebabkan pelipatan membran plasma ke arah dalam hingga sel terbagi dua. • Pada sel tumbuhan, terjadi sintesis keping sel diantara dua anak sel untuk membentuk dinding sel.

mitosis • Sitokinesis adalah pembelahan sitoplasma. • Kariokinesis adalah pembelahan inti sel.

KARIOKINESIS Profase: • Membran inti mulai hilang • Nukleolus (anak inti) mulai hilang • Kromosom terlihat tebal dan panjang (terdiri dari 2 kromatid) • Di sitoplasma terdapat sentriol yang membelah menjadi 2 dan bergerak ke arah kutub yang berlawanan, terbentuk benang spindel (mikrotubul) Metafase • Kromosom mengadakan spiralisasi sehingga menjadi pendek • Ada 3 kegiatan: Proses kongregasi (kromosom bergerak menuju bidang ekuatorial), proses distribusi (kromosom menyebar ke tepi), proses orientasi (kromosom melekatkan diri dengan benang spindel pada sentromer/ kinetokor)

KARIOKINESIS Anafase • Sentromer/ kinetokor membelah menjadi 2 • Kromatid ditarik oleh benang spindel ke kutub berlawanan Telofase • Kromatid tunggal sampai di kutub kembali menjadi benang kromatin, membentuk dinding inti kembali • Sitokinesis berlangsung sehingga terjadi dua anak sel yang identik (furrowing).

MITOSIS • Tujuan : Pada hewan bersel satu, untuk memperbanyak diri(reproduksi). Pada hewan bersel banyak untuk memperbanyak sel dan pertumbuhan • Terjadi pada seluruh jaringan tubuh, baik jaringan somatik (vegetatif) maupun jaringan germinatif (generatif). • Tahap pembelahan : PROMAT (profase, metafase, anafase, dan telofase). • Hasil : dua sel anakan yang memiliki jumlah kromosom seperti induknya(diploid)

PEMBELAHAN MITOSIS • Terjadi pada sel tubuh (somatis) dan menghasilkan sel anak dengan jumlah kromosom sama dengan sel induk. • Kromosom hasil pembelahan mitosis berpasangan sehingga disebut diploid (2 n). • Ada empat fase dalam pembelahan mitosis yaitu : profase, metafase, anafase, dan telofase. • Hasil akhir pembelahan ini adalah 2 sel anak yang masing-masing memiliki sifat dan jumlah kromosom yang sama dengan induknya.

MITOSIS Pembelahan sel somatis 2 anak sel yang mengandung jumlah kromosom/ materi hereditas yang sama atau identik. • Tujuan: 1. Mengganti sel-sel yang rusak/ regenerasi 2. Perkembangan dari satu sel menjadi banyak 3. Membentuk individu baru (reproduksi sel baru) pada individu bersel tunggal • Secara umum, pembelahan sel terbagi menjadi 2 tahap, yaitu: Kariokinesis dan sitokinesis •

Phases of Mitosis 1. Prophase 2. Prometaphase 3. Metaphase 4. Anaphase 5. 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

CIRI-CIRI TAHAPAN MITOSIS • Profase ditandai dengan menghilangnya membran inti, dan terbentuknya benang-benang kromatin (pemadatan kromosom). • Metafase ditandai dengan kromosom yang berderet di bidang equator (saat yang mudah mengamati kromosom). • Anafase ditandai dengan kromosom mulai bergerak kearah kutub yang berlawanan ditarik oleh benang spindel/mikrotubul. • Telofase sel terbagi menjadi 2 sel anakan

Pembelahan Sel PEMBELAHAN MITOSIS Profase awal interfase Profase akhir Profase Telofase awal Telofase akhir 2 sel anakan Metafase Anafase

REPRODUKSI SEL • MITOSIS interfase Anafase Profase Telofase awal Prometafase Metafase Telofase akhir

MITOSIS

Pembelahan Sel PEMBELAHAN MITOSIS (2) Sitokinesis pada sel hewan. Sitokinesis pada sel tumbuhan.

Profase • Kromatin tersusun longgar pd interfase di profase akan yergulung lebih rapat, memadat menjadi kromosom • Perubahan nukleus dan sitoplasma • Nukleoli menghilang, kromosom terduplikasi → dua kromatid identik • Dlm sitoplasma gelendong mitotik mulai terbentuk dr mikrotubul yg keluar dr sentriol • Sentriol mulai bergerak

PROFASE Benang-benang kromatin makin menjadi pendek sehingga menjadi tebal. Terbentuklah kromosom. Tiap kromosom lalu membelah dan memanjang dan anakan kromosom ini dinamakan kromatid. Membran inti mulai menghilang. Sentriol (bentuk seperti bintang dalam sitoplasma) juga membelah

Profase • Kromatin dalam nukleus mulai terkondensasi dan terlihat sebagai kromosom. • Nukleolus menghilang • Sentrosom mulai bergerak ke ujung nukleus yang berlawanan dan suatu benang mikrotubul mulai memanjang pada sentromer untuk membentuk benang mitosis (mitotic spindle)

The events of Prophase

Prometafase • Profase akhir atau prometafase, dimulai dengan penghancuran membran inti menjadi vesikel-vesikel membran kecil (seperti RE) • Selama periode ini kromosom terus berkondensasi serta berangsur-angsur memendek dan menebal hingga siap untuk bermitosis • Mikrotubul kinetochore terlihat dan menempel pada mikrotubul polar, kromosom mulai bergerak

Prometafase • Ddg nukleus terfragmentasi, mikrotubul berinteraksi dg kromosom • Kedua kromatid yg berasal dr satu kromosom memiliki struktur khusus → kinetokor • Interaksi ini, menyebabkan kromosom mulai melakukan gerakan

METAFASE. Kromosomkromosom menempatkan diri di bidang ecuatorial (tengah) dari sel

Metafase • Mikrotubul nonkinetokor berinteraksi dg mikrotubul dr kutub sel yg berlawanan • Sentrosom sekarang berada pd kutup yg berlawan dlm sel • Kromosom berkumpul pd plat metafase • Sentromer dr seluruh kromosom membuat formasi sebaris dan kromatid

Metafase • Mikrotubul meluas menuju setiap ujung yang berlawanan dan membentuk spindle pole atau mitotic center. Pada sel hewan, setiap spindle pole mengandung sepasang sentriole. • Benang mitosis memposisikan kromosom berjajar pada bagian tengah sel (disebut keping metafase). Pengaturan ini memastikan bahwa setiap sel anak menerima satu salinan kromosom.

ANAFASE • Pasangan sentromer dr setiap kromosom berpisah yang akhirnya melepaskan kromatid • Kromatid sekarang dianggap sebag kromosom lengkap • Kromatid yg tadinya menyatu mulai berpisah ke arah kutub sel yg berlawanan • Mikrotubul kinetokornya memendek • Karena mikrotubul kinetokornya melekat dg sentromer, mk sentromernya tertarik lebih dulu

ANAFASE. Kedua buah kromatid memisahkan diri dan ditarik benang gelendong yang dibentuk ditiap kutub sel yang berlawanan. Tiap kromatid itu mamiliki sifat keturunan yang sama. Mulai saat ini kromatid-kromatid berlaku sebagai kromosom baru.

TELOFASE • Mikrotubul nonkinetokor lebih memperpnjang sel lagi, dan nukleus anak terbentuk pd kedua kutub sel • Selubung nukleus terbtk kembali dr fragmen 2 selubung nukleus induk dan bag 2 lain sistem endometrium • Kromosom menjadi kurang tergulung menjadi benang 2 halus → kromatid

Di setiap kutub sel terbentuk sel kromosom yang serupa. Benang-benang gelendong lenyap dan membran inti terbentuk lagi. Kemudian plasma sel terbagi menjadi dua bagian. Proses ini dinamakan sitokinesis. Pada sel hewan sitokinesis ditandai dengan melekuknya sel kedalam, sedang pada tumbuhan karena selnya berdinding, maka sitokinesis ditandai dengan terbentuknya dinding pemisah ditengah-tengah sel

Telofase • Membran inti mulai terbentuk kembali di sekeliling kromosom. Nukleolus muncul dan kromosom mulai menghilang. Saat telofase selesai dan membran sel baru (atau dinding sel pada tanaman tingkat tinggi) sedang terbentuk, pembentukan nukleus sudah hampir selesai. • Langkah akhir telofase melibatkan inisiasi pembelahan membran plasma pada setiap anak sel untuk membentuk dua sel yang terpisah pada fase pembelahan sel berikutnya yang dikenal sebagai sitokinesis.

Sitokinesis • Proses sitokinesis sudah dimulai sejak tahap anafase akhir dengan mulai terbentuknya cincin kontraktil di bawah membran plasma yang paralel terhadap keping metafase. Selanjutnya cincin ini perlahan-lahan akan mengecil dan menyebabkan pelipatan membran plasma ke arah dalam hingga sel terbagi dua. • Pada sel tumbuhan, terjadi sintesis keping sel diantara dua anak sel untuk membentuk dinding sel.

MEIOSIS dan GAMETOGENESIS • Meiosis terjadi pd sel gamet (ovum & spermatozoa) • Kromosom induk tidak sama dg anak * bentuk * jumlah • Kromosom autosom (tubuh/22 ps) gonosom (gonad/1 ps) • Gonosom penentu jenis kelamin (X & Y)

MEIOSIS • Interfase MEIOSIS I • Profase I • Metafase I • Anafase I • Telofase I dan sitokinesis MEIOSIS II • Profase II • Metafase II • Anafase II • Telofase II dan sitokinesis

INTERFASE: • Sama dg mitosis dmn meiosis juga dimulai dg replikasi kromosom • Interfase akhir nukleus terbentuk jelas, dibungkus o/ selubung nukleus • Mempunyai satu atau lebih nukleolus • Terdapat dua sentromer

MEIOSIS • Pada hewan bersel banyak, untuk membentuk sel kelamin(gamet). Meiosis berfungsi mengurangi jumlah kromosom agar keturunannya memiliki jumlah kromosom yang sama. • Pada tumbuhan terjadi di benangsari dan putik. Pada hewan terjadi pada alat kelamin

MEIOSIS • Terjadi lewat dua rangkaian tahap yaitu meiosis I (PRO(lezipadidia)MAT I) dan meiosis II (PROMAT II). • Hasil : empat sel anakan yang memiliki setengah jumlah kromosom sel induknya (haploid)

MEIOSIS • 2 Meiosis: pembelahan sel khusus yang terdapat pada organ/ alat reproduksi, menghasilkan gamet/ sel kelamin, memiliki jumlah kromosom ½ dari jumlah kromosom induknya (46 23), terjadi pembelahan reduksi • Tujuan: mendapatkan individu yang memiliki jumlah kromosom normal (46) berasal ½ dari ayah dan ½ dari 8 ibu • Meiosis I: profase 1 (leptoten, zigoten, pachiten, diploten, diakinesis), metafase 1, anafase 1, telofase 1 • Meiosis II: profase 2, metafase 2, anafase 2, telofase

Meiosis • 2 tahap: Meiosis I dan Meiosis II – Meiosis I: profase I, metafase I, anafase I, telofase I – Meiosis II: profase II, metafase II, anafase II, telofase II

Pembelahan Sel PEMBELAHAN MEIOSIS (terjadi pada sel gamet) Meiosis I Profase 1 I Telofase 1 I Metafase Anafase 1 I

MEIOSIS (pembelahan sel gamet). • Meiosis I Profase I Prometafase I Anafase I Telofase I Metafase I Sitokinesis I

MEIOSIS

• Meiosis I, yang dibedakan atas beberapa fase : (a), (b) Profase I, dibagi menjadi 5 sub tahap: leptoten, zigoten, pakiten, diploten, dan diakinesis (c) Metafase 1. bivalen-bivalen menempatkan diri dibidang tengah dari sel secara acak (random). (d) Anafase 1. Kini kromosom-kromosom homolog (masing-masing terdiri dari 2 kromatid) saling memisahkan diri dan ditarik oleh benang-benang gelendong kekutub sel yang berlawanan. Berarti jumlah kromosom telah diparuh, dari keadaan diploid (2 n) menjadi haploid (n) (e) Telofase 1. Sekarang berlanjut sitokinesis sehingga sel induk yang mula-mula diploid telah menjadi dua sel anakan masing-masing haploid.

PROFASE I • Merupakan fase yg lebih kompleks & lama dibanding profase mitosis • Kromosom mulai memadat • Kromosom homolog membelah bersamaan membtk kromatid sebagai pasangannya • Shg terbentuk 4 kromatid (2 psg), yg saling menyilang, tetap terikat dlm kromosom • Persilangan yg terikat ini disebut kiasma & segmen kromosom saling bertukar

PROFASE 1 • Leptoten Kromosom terlihat sebagai benang-benang panjang, yang ujung-ujungnya mengarah ke suatu tempat (polarisasi). Benang-benang tersebut terlihat ada daerah yang tebal (kromomer) dan daerah yang tipis Sister kromatid sangat dekat sehingga sulit dibedakan (dilihat) • Zigoten Kromosom-kromosom homolog (paternal dan maternal) saling berdekatan dan berpasangan sinapsis • Pachyten Benang-benang (kromosom) homolog (bivalen) melekat erat, masing-masing bivalen terdiri dari 4 benang kromatid (tetrad)

Profase 1 • Diploten Benang-benang kromosom homolog meregangkan diri (2 kromatid 4 kromatid), namun masih ada bagian-bagian yang melekat (khiasmata). Pada khiasmata terjadi proses crossing over (pindah silang). Hasil dari crossing over adalah terjadi rekombinasi gengen. Kira-kira 30 -40 cross overs atau 1 -2 perkromosom terjadi selama meiosis pada sel gamet manusia • Diakinesis Kromosom mengalami kondensasi yang maksimal

Profase I td: • Leptoten: psg kromosom homolog terletak berdampingan, hampir tdk terlihat, tetrad • Zigoten: kromosom menebal & memendek terlihat = mitosis • Pakiten: terjadi sinapsis, pindah silang, pertukaran kromatid • Diploten/diakinesis: kromosom semkin memendek, terbtk kiasma yg bergabung dg lengan kro-mosom yg btknya tdk sama dg kromosom induk

• Sementara komponen sel lainnya mempersiap-kan diri mis: nukleus membelah yg = mitosis & membran nukleus, nukleolus mulai menyebar • Sentriol mulai bergerak kearah yag berlawanan, Serat gelendong dr mikrotubul mulai terbtk yg berikatan dg kinetokor yg berasal dr kromosom • Propase I ini dpt berlangsung bbrp hari bahkan sampai ± 90% dr waktu meiosis

Pindah Silang • Terjadi saat profase I • Pertukaran DNA antara dua nonsister-kromatid pada kromosom yang homolog

MEIOSIS I • Metafase 1: Membran nukleus hilang, terbentuk benang spindel, sentriol menuju ke masing-masing kutub Terjadi proses kongregasi, distribusi, dan orientasi • Anafase 1: kromosom yang telah mengalami crossing over memisahkan diri ke kutub yang berlawanan • Telofase 1: terjadi sitokinesis, terbentuk 2 sel dengan jumlah kromosom yang haploid (n)

METAFASE I • Kromosom terssn pd plat metafase dg psg homolog • Pd masing² psgan tetap berada pd mikrotubul kinetokor masing² sentriol • Mikrotubul masing² sentriol menempel sesamanya

ANAFASE I • Serat gelendong menggerakan kromosom ke arah kutub dg psngan kromatid ttp terikat pd sentromer • Bedanya dg mitosis: 1. kromosom homolog bergerak ke kutub yg berlawanan (ke kutub searah) 2. kromosom tetap berpasangan (sendiri²) 3. serat gelendong memisahkan psng kromatid dr masing² kromosom (kromatid tdk memisah)

TELOFASE I & SITOKINESIS • Srt gelendong ttp memisahkan psg kromosom smp ke kutub sel, setiab kutub memp satu set kromosom (haploid) tp setiap kromosom tetap memp psg kromatid. • Sitokinesis terjadi secara simultan membtk 2 sel anak, membran nukleus, nukleolus terbtk. • Terjadi interfase II sebelum meiosis II. • Terjadi replikasi lagi utk persiapan melakukan meiosis II.

MEIOSIS II • Profase 2: sering ke fase berikutnya • Metafase 2, anafase 2, telofase 2 = fase pada mitosis. Hasil akhir: 4 buah sel haploid • Anafase 2: terjadi pembelahan sentromer dan bergerak ke kutub yang berlawanan • Telofase 2: terjadi pengelompokkan kromosom yang haploid menjadi nukleus

MEIOSIS II • Dimana masing² sel anak melakukan pempelahan yg sama dng mitosis, diakhiri dg terbentuknya 4 sel anak • Membawa kromosom haploid • Komposisi kromosom anak tidak sama dg komposisi kromosom induk (tdk mirip)

• Meiosis II, yang dibedakan atas beberapa fase : (f)Profase II, benang-benang gelendong terbentuk lagi (g) Metafase II. Kromosom-kromosom menempatkan diri ditengah sel (h) Anafase II. Tiap kromosom membelah, kromatid memisahkan diri dan ditarik kekutub kearah yang berlawanan dan merupakan kromosom. (i), (j) Telofase II. Berlangsunglah sitokinesis lagi, diikuti dengan pembentukan membran inti.

Pembelahan Sel PEMBELAHAN MEIOSIS Meiosis II Telofase I Anafase II Telofase II Profase II Metafase II

Mitosis vs Meiosis Mitosis Kromosom homolog tidak bersinapsis Meiosis Kromosom homolog bersinapsis Tidak terjadi pertukaran genetik antara terjadi pertukaran genetik (pindah kromosom-kromosom yang homolog silang) antara kromosom-kromosom yang homolog Dihasilkan 2 sel anakan per siklus Dihasilkan 4 sel anakan per siklus Jumlah kromosom sel anakan sama dengan jumlah kromosom sel induk Jumlah kromosom sel anakan setengah jumlah kromosom sel induk Kandungan genetik sel-sel anakan identik dengan sel induk Kandungan genetik sel-sel anakan berbeda satu sama lain dan berbeda dengan sel induk

PERBEDAAN MITOSIS DAN MEIOSIS

A comparison of mitosis and meiosis

GAMETOGENESIS 1. Spermatogenesis : spermatogonium mitosis (proliferasi) spermatosit I meiosis I spermatosit II meiosis II spermatid Transformasi (pematangan) spermatozoa (4 spermatozoa) • Proses ini terjadi di tubulus seminiferus di testis • Satu siklus spermatogenesis ± 72 jam

Pembelahan Sel GAMETOGENESIS HEWAN JANTAN (SPERMATOGENESIS)

Spermatogenesis. • Spermatozoa.

Tahap spermatogenesis 1. Spermatositogenesis : proliferasi, perbanyakan sel secara mitosis (spermatogonium) 2. Meiosis : proses meiosis I dan meiosis II (spermatosit I & spermatosit II) 3. Spermiogenesis: transformasi dlm pembtkan kepala spermatozoa (spermatid spermatozoa)

SPERMIOGENESIS

2 Sel pemelihara a. sel sertoli: f - melindungi sel spermatogenik sertoli jungtion - nutrisi pd sel spermatogenik - fagositosis * sel spermato genik abnormal * residual body - membina plasma semen - menggetahkan hormon ABP b. Sel leydig ( jaringan interstitial) f. menghasilkan hormon testosteron yg dikontrol o/ LH/ FSH/Gn. RH

Pembelahan Sel GAMETOGENESIS HEWAN BETINA (OOGENESIS)

2. Oogenesis : oogonium mitosis (proliferasi) ( folikel promordial) oosit I meiosis I (folikel primer) oosit II meiosis II (folikel sekunder) ootid transformasi (pematangan) (folikel tertier) ovum (folikel Graaf) (1 ovum 3 polosit) • Proses ini terjadi di dalam folikel di ovarium • Satu siklus oogenesis normal 28 hari

Gambar ovarium

Gambar folikel-folikel FSH Folikel esrogen LH K. Luteum progesteron

KORELASI KLINIS Perubahan kromosom (jumlah & struktur) kelainan genetik. 1. Jumlah Aneuploid & Poliploid *nondisjungtion* se ps kromosom homolog tdk bergrk wkt meiosis I atau kromatid gagal berpisah selama meiosis II 2. Struktur: a. Delesi (hilangnya segmen kromosom) b. Duplikasi (pengulangan segmen kromosom) c. Inversi (membalik segmen kromosom) d. Translokasi( memindahkan segmen kromosom)

Bab 4 Pembelahan Sel GAMETOGENESIS PADA TUMBUHAN

A comparison of mitosis and meiosis: summary