Siklus Sel Disampaikan Untuk Mata Kuliah Fisika dan

Siklus Sel Disampaikan Untuk Mata Kuliah Fisika dan Biologi Prodi DIII Keperawatan STIKes Dharma Husada Bandung

Siklus sel Peran kunci : Pembelahan sel * Mitosis sel anakan sama dg sel induk * Meiosis sel anakan tidak sama dg sel induk

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

Perbedaan 1. Prilaku kromosom hasil duplikasi setelah replikasi DNA : MITOSIS *Jml kromosom anak sama dg jml kromosom induk MEIOSIS * Jml kromosom anak separuh jml kromosom induk 2. Materi genetik: Mitosis : tdk terjadi pertukaran materi genetik Meiosis: terjadi 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/pembelahan sel, kromosom dlm serat kromatin yg rapat, panjang dan tipis • Setelah duplikasi DNA, kromosom berkondensasi, 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 berkat kompleks protein adhesif (kohesin) • Dlm proses pembelahan sel, kedua kromatid memisah & bergerak menuju kedua nukleus baru, satu nukleus terbentuk pd masing 2 ujung sel • Pembelahan nukleus diikuti pembelahan sitoplasma (sitokinesis)

Fase siklus sel Pada sel manusia: • Fase G 1 (tumbuh) 10 jam • Fase S (sintesis) sel bertumbuh sambil menjalin kromosom 2 nya 9 jam • Fase G 2 tumbuh sambil mempersiapkan untuk pembelahan 4 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

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

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

Prometafase

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

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

TELOFASE • Mikrotubul nonkinetokor lebih memperpanjang 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

Telofase

Sitokinesis • Sel membelah mjd 2 sel anak dg membawa informasi yg sama persis dg sel induk

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

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 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 kromosom yg btknya tdk sama dg kromosom induk

• Sementara komponen sel lainnya mempersiapkan 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 • Profase I ini dpt berlangsung bbrp hari bahkan sampai ± 90% dr waktu meiosis

METAFASE I • Kromosom tersusun pd plat metafase dg pasangan homolog • Pd masing² pasangan 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 • Dimana masing² sel anak melakukan pempelahan yg ama dng mitosis, diakhiri dg terbentuknya 4 sel anak • Membawa kromosom haploid • Komposisi kromosom anak tidak sama dg komposisi kromosom induk (tdk mirip)

Perbedaan Mitosis & 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

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 junction - nutrisi pd sel spermatogenik - fagositosis * sel spermatogenik 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

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 estrogen LH K. Luteum progesteron

KORELASI KLINIS Perubahan kromosom (jumlah & struktur) kelainan genetik. 1. Jumlah Aneuploid & Poliploid *nondisjunction* 1 pasang kromosom homolog tdk beregerak 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)