siklus sel (mitosis & meiosis)

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.


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.


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.


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.


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.


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).


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


Fase M (Mitosis) :


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.


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”.


b.Prometafase :

▫ membr inti larut (sbg tanda awal prometafase).

▫ Protein-protein melekat pd centromer ygmenciptakan kinetochore.

▫ Microtubulus melekat pd kinetochore dankhromosom mulai bergerak.


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.


d.Anafase :

▫ pasangan khrom memisah dan bergerak kekutub sel berlawanan.

▫ Gerakan berasal dr kombinasi gerakankinetochore sepjg microtubulus spindle danmelalui interaksi fisik dr mikrotubulus kutub.


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.


• 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.


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.


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.


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.


• 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.


• Dlm meiosis, ada bbrp mekanisme yg sama yg

digunakan dlm mitosis utk mendistribusikan khrom.

Kejadian meiosis yg menunjukkan “chromosomal crossover”


• 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.


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.


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.


• 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).


• 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.


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.


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.


MEIOSIS I :


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.


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.


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.


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.


MEIOSIS II :


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).


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.


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.


• 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


Meiotic nondisjunction pd meiosis I dan II


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.


▫ 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.


PERBANDINGAN MITOSIS & MEIOSIS :

siklus sel (mitosis & meiosis)

Documents