fertilises 2
Transcript of fertilises 2
-
8/20/2019 fertilises 2
1/39
Laboratorium Embriologi
Fakultas Kedokteran Hewan
Institut Pertanian Bogor
Fertilisasi dan Penurunan
Kromosom
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
2/39
Indikator Pencapaian Fungsi fertilisasi: fungsi reproduksi (penurunan genetik), fungsi
perkembangan (aktivasi sel telur)
Syarat terjadi fertilisasi pada spermatozoa dan sel telur
Urutan proses fertilisasi (waktu, tempat, proses)
Mekanisme pencegahan polispermia
Penentuan Jenis kelamin
Rasio Kelamin
Kromosom hewan domestik
Kegagalan fertilisasi
Kelainan fertilisasi {aneuploidi : monosomi, trisomi; haploid
(ginogenesis, androgenesis); parthenogenesis; poliploidi}
Superfekundasi, kembar fraternal
Pewarisan Gen dan Penurunan Kromosom
Wawasan bioteknologi: fertilisasi in vitro (konvensional,mikrofertilisasi)
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
3/39
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
Fertilisasi:
Fungsi ferti lisasi:
• Penurunan materi genetik dari tetua jantan
dan betina ke anak
• Mengembalikan jumlah kromosom dari
haploid menjadi diploid• Penentuan jenis kelamin anak
• Aktivasi sel telur (reaktivasi meiosis II) untuk memulai
proses perkembangan
Proses penyatuan spermatozoa dan ovum untuk
membentuk individu baru (zigot)
-
8/20/2019 fertilises 2
4/39
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
Tahapan yang harus dialami oleh
Spermatozoa agar bisa membuahi
Produksi di Tubuli Seminiferi (Spermatogenesis)
Pematangan di Epididymis
Kapasitasi di Saluran Reproduksi Betina
Reaksi Akrosome
-
8/20/2019 fertilises 2
5/39
Pematangan di Epididymis
Faktor dekapasitasi (penstabilan membran
plasma)
Peningkatan konsentrasi spermatozoa,
terjadi penyerapan cairan di epididymis
Memperoleh kemampuan membuahi
Memperoleh kemampuan motili tas
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
6/39
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
Kapasitasi:
Kapasitasi spermatozoa terjadi di saluran reproduksi
betina
Seleksi dan rangsangan oleh mukus
serviks uteri
Lingkungan atau cairan uterus
Hipermotili tas spermatoza di Tuba Fallopi i
“ Perubahan fisiologis dari membran plasmaspermatozoa di saluran reproduksi betina
menyebabkan membran plasma tidak stabil
dan reaktif terhadap induksi reaksi akrosom”
-
8/20/2019 fertilises 2
7/39
Reaksi akrosome
Membran plasma & membran akrosom melebur
Pengeluaran enzim2 hidrol itik yg ada di akrosom
Fungsi mencerna zona pelusida, sehingga
spermatozoa dapat menembus zona pelusida
Jenis enzim:
Hyaluronidase,
acrosin, dll
(Flesch, 2000)
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
8/39
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
Syarat sel Telur agar dapat
dibuahi oleh spermatozoa
Pematangan Sel telur
1.Pematangan inti:
GV GVBD MI MII
2. Pematangan sitoplasma:
Sintesa mRNA, protein dll.
Pembentukan granula2 kortek
Terkait dengan Oogenesis dan foll ikulgenesis
-
8/20/2019 fertilises 2
9/39
Pematangan Sel Telur Oocyte maturation
GV M I M II
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
10/39
Pematangan inti
sel telur(Oogenesis)
Brunet and Maro, 2005; Reproduction 130: 801-811
GV GVBD
Metafase I
Metafase II
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
11/39
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
1. Penembusan sel-sel kumulus ooforus oleh spermatozoa
2. Ikatan spermatozoa-Zona Pelusida (protein ZP3)
3. Reaksi Akrosom, pengeluaran enzim hidroli tik oleh spz
4. Penetrasi ZP oleh spermatozoa
5. Ikatan spermatozoa dg membran plasma sel telur (oolemma)6. Peleburan membran plasma spermatozoa dg oolemma
(membran plasma sel telur), spz masuk ke dalam sitoplasma
sel telur
7. Aktivasi sel telur (melanjutkan pembelahan meiosis dan
pencegahan polispermia)
8. Pembentukan pronukleus jantan dan betina
9. Syngami (penyatuan pronukleus jantan dan pronukleus
betina) membentuk zigot
Dilanjutkan dengan pembelahan mitosis (embriogenesis)
Tahapan Proses Fertil isasi:
-
8/20/2019 fertilises 2
12/39
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d Perivitelline
space
ZP
Oolemma A: Kapasitasi.
B: Hipermotili tas spz danikatan dg ZP.
C: Reaksi akrosom
D: Penetrasi ZP dan ikatan
dg oolemma.
E: Ikatan dg oolemma
F: Peleburan dg oolemma
Mammalian fertil ization
(Flesch, 2000)
-
8/20/2019 fertilises 2
13/39
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
Fertilisasi pada Mamalia
Spermatozoa
membentuk
pronukleus jantan
(
PN)
Inti sel telur melanjutkan
meiosis II,
melepaskan polar
body II (second
PB), membentuk
pronukleus betina
(
PN)
(Flesch, 2000)
-
8/20/2019 fertilises 2
14/39
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
Pencegahan Polispermia
Reaksi Cepat : Perubahan potensial membran vitelin(Vitelline block) sehingga spermatozoa lain tidak bisa menempel pada membranvitelin sel telur
-
8/20/2019 fertilises 2
15/39
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
Reaksi Granula Kortek
Lambat : Reaksi granula korteks(Zona Reaction), granula2 kortek pecah
mengeluarkan enzim-enzim hidrolitik yang akanmerubah konfigurasi protein zona pelusida (ZP2dan ZP3) sehingga zona peusida tidak bisaberikatan dengan spermatozoa lain dan zonapelusida menjadi lebih keras (padat)
-
8/20/2019 fertilises 2
16/39
Penentuan Jenis Kelamin
• Mamalia (female homogametic)
(XX)
(XY)
X X X YGamet:
Anak: XX XX XY XY
betina betina jantan jantan
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
17/39
Penentuan Jenis Kelamin
• Unggas (female heterogametic)
(ZW)
(ZZ)
Z W Z ZGamet:
Anak: ZZ ZZ ZW ZW
jantan jantan betina betina
h t t p : / / a f f .
f k h . i
p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
18/39
h t t p : / / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
SEX RATIO
• Rasio Kelamin Primer
Proporsi zigot jantan dibanding zigot betina hasil dari
fertilisasi
• Rasio Kelamin Sekunder Proporsi anak jantan dibanding dengan anak betina
dari anak yang lahir.
-
8/20/2019 fertilises 2
19/39
h t t p : / / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
Kembar ?
• Superfekundasi (pada anjing dan kucing)Seekor hewan betina yang dikawini oleh lebih dari satu ekor pejantan pada
satu masa birahi (estrus), sehingga anak yang dilahirkan memiliki genetik
tetua jantan yang berbeda-beda. Contoh terjadi pada anjing dan kucing.
• Kembar Fraternal (lebih dari satu oosit yang masing-masingdibuahi spermatozoa)
Kejadian kembar pada hewan unipara, ketika terjadi ovulasi ganda dan
setiap sel telur dibuahi masing-masing oleh satu spermatozoa. Kembarfraternal memiliki genetik yang tidak sama (tidak identik
-
8/20/2019 fertilises 2
20/39
KEGAGALAN FERTILISASI:
Faktor jantan :
saluran reproduksi: ~ obstruksi (penyumbatan)
sperma: ~ oligospermia, azoospermia
Faktor betina :
saluran reproduksi: obstruksi tuba Fallopii
sel telur: degenerasi, penuaan
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
21/39
KELAINAN FERTILISASI:
Zygote haploid (n): Ginogenesis (female) Androgenesis (male)
Zygote polyploidi (>2n): Polysperm
Non-disjunction
Aneuploidi: trisomi (2n+1): Down, Klinefelter syndrome
monosomi (2n-1): Turner syndrome h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
22/39
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
Parthenogenesis ?
Parthenogenesis?!:
diploid (n), Benda kutub I tidak dilepas
haploid (2n). Benda kutub II tidak dilepas
• Perkembangan zigot atau embrio tanpa ada induksi atau peran spermatozoa
• Aktivasi sel telur terjadi secara spontan
• Induksi secara buatan bisa dilakukan dengan bahan kimia (~alkohol) atau kejutan
elektrik
-
8/20/2019 fertilises 2
23/39
ANEUPLOIDI: Trisomi
• Trisomi 21
• Down Syndrome
- facial characteristic
- short stature
- congenital heart defect
- mental retardation
- immune system defect- hearing loss
- duodenal obstruction
employees.csbsju.edu
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
24/39
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
ANEUPLOIDI: Trisomi
• Trisomi kromosom
sex (XXY)
• Klinefelter
Syndrome- Hypogonadism
- Leydig cells
- Azoospermia
- Oligospermia
- Gynecomastia
- Eunuchoidism www.tokyo-med.ac.jp
-
8/20/2019 fertilises 2
25/39
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
ANEUPLOIDI: Monosomi
www.tokyo-med.ac.jp
• Monosomi kromosom
sex (XO)
• Turner Syndrome
- Hypogonadism- Short stature
- Webbed neck
- Coarctation aorta
- Cervical lymphatic cyst
-
8/20/2019 fertilises 2
26/39
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
Penurunan Genetik (Hukum Mendel)
• Segregasi Gen Tunggal
• Hukum Segregasi (Hukum Mendel I):
“Masing-masing induk mengandung dua salinan
unit pewarisan (yang sekarang disebut gen)
bagi masing-masing sifat, akan tetapi hanya
satu dari kedua gen yang ditransmisikan melalui
gamet pada keturunannya”.
-
8/20/2019 fertilises 2
27/39
http://209.68.138.57/lc/archive/biology/Pages/Chapter10-Rabitoy.aspx
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
28/39
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
Penurunan Genetik (Hukum Mendel)
• Segregasi Dua Gen atau Lebih
• Hukum Perpasangan Bebas (Hukum
Mendel II):
“Segregasi (pemisahan) suatu pasangan gen
terjadi secara independen atau lepas daripasangan gen lainnya”.
-
8/20/2019 fertilises 2
29/39
http://faculty.clintoncc.suny.edu/
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
30/39
http://www.mun.ca/biology/desmid/brian/BIOL2060/BIOL2060-20/2014.jpg
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
31/39
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
Penjelasan Hukum Mendel
• Hukum Mendel I terkait dengan kromosom
dan meiosis
• Hukum Mendel II hanya berlaku untuk gen-gen yang tidak tertaut kromosom atau gen-gen
pada kromosom yang tidak homolog
• Variasi genetik:
Crossing over
Independent assortment 2n ; n=jumlah kromosom
-
8/20/2019 fertilises 2
32/39
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
Pola Pewarisan: Hubungan Alel
Alel dominan: suatu alel yang fenotipenya selaluterekspresikan atau muncul pada kondisi heterozigotmaupun homozigot.
Alel resesif : suatu alel yang fenotipenyaterekspresikan hanya pada kondisi homozigot.
Alel kodominan: alel-alel yang pada kondisiheterozigot kedua fenotipenya terekspresi .
Dominansi tak sempurna: alel-alel yang pada kondisiheterozigot, fenotipenya terekspresi intermediet.
-
8/20/2019 fertilises 2
33/39
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d Alel letal: alel alel yang ekspresi fenotipenyadapat menyebabkan kematian. Alel letaldapat bersifat dominan maupun resesif.
Alel ganda: jumlah maksimum alel padasebuah lokus gen yang dimiliki suatuindividu adalah dua. Jika terdapat lebih daridua alel di sebuah lokus disebut alel genda.
Misal : A, a’, a’’, a’’’, a’’’’ A1, A2, A3, A4, A5
Pola Pewarisan: Hubungan Alel
-
8/20/2019 fertilises 2
34/39
http://www.doctortee.com/dsu/tiftickjian/genetics/mendel-extensions.html
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
Termasuk Hubungan Alel Yang Mana ???
-
8/20/2019 fertilises 2
35/39
APLIKASI BIOTEKNOLOGI:
INSEMINASI BUATAN (IB)
FERTILISASI IN VITRO (IVF)
- Konvensional
- Partial zona disection (PZD)
- Sub zonal injection (SuZI)
- Intracytolasmic sperm injection (ICSI)
KRIOPRESERVASI
- Gamet
- Embrio
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
36/39
Koleksi Sperma
Koleksi dan Pembekuan (Kriopreservasi)
Sperma
Pembekuan Sperma h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
37/39
MATURATION
OOCYTE
COLLECTION
PRODUKSI EMBRIO secara In Vitro :
SPERM COLLECTION
CULTURE
FERTILIZATION
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
-
8/20/2019 fertilises 2
38/39
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d
Sperm
Metaphase
II Oocyte
Holding
pipette
Injection
pipette
Sp
er
m
Metaphase
II Oocyte
Holding
pipette
Injection
pipette
Partial zona dissection (PZD)(Cohen et al, 1988)
Subzonal injection (SUZI)(Ng et al, 1988)
Intracytoplasmic sperm injection (ICSI)(Palermo et al, 1992)
MICRO FERTILIZATION
-
8/20/2019 fertilises 2
39/39
KENAPA TIDAK!
Bekerja sebagai seorang embryologyst?!
h t t p :
/ / a f f .
f k h .
i p b .
a c .
i d