Pertumbuhan dan perkembangan setiap organisme hidup bergantung pada pertumbuhan dan perbanyakan sel itu sendiri. Istilah ini disebut pembelahan

100 m

(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 m 20 m

Figure 12.2 B, C

(b) Growth and development. This micrograph shows a sand dollar embryo shortly after the fertilized egg divided, forming two cells (LM).

(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 masing2

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

Secara

umum setiap sel mempunyai dua periode dalam siklus selnya yaitu periode interfase dan periode pembelahan. ini diulang pada setiap generasi sel, tetapi lamanya siklus sangat bervariasi pada jenis sel yang berbeda.

Siklus

Ada yang memiliki siklus yang pendek dengan seringnya pembelahan yang terjadi, sebagian lainnya memiliki siklus yang panjang atau bahkan mengalami interfase sepanjang kehidupan organisme ( contoh: sel syaraf ).

MITOSIS

INTERFASE

TAHAP-TAHAP SIKLUS PEMBELAHAN SELINTERFASE WAKTU NORMAL SEKITAR 24 JAM FASE PERTUMBUHAN KE-1 (G1) FASE SINTESIS (REPLIKASI) DNA (S) FASE PERTUMBUHAN KE-2 (G2) MITOSIS PROFASE PROMETAFASE METAFASE ANAFASE TELOFASE

SUBOWO 27 JULI 2006

9

periode

sel terdiri dari dua periode yaitu periode interfase (istirahat/senggang) dan periode mitosis (pembelahan). sini periode interfase terbagi atas periode G dan S. G berasal dari kata gap (senggang) dan S berasal dari kata synthesis.

Di

Periode

G1 adalah periode sel aktif mensintesa RNA dan protein. Inti dan sitoplasma membesar. Lamanya 30-40% dari waktu daur. Sel bersiap untuk mitosis.

Periode

S adalah periode aktif mensintesa DNA anak yang disebut replikasi. Lamanya juga 30-40% dari waktu satu daur. Pada akhirnya terjadi penggandaan kromatin. G2 adalah persiapan sitoplasma untuk membelah, lamanya 10-20% dari waktu daur. G2 segera disusul dengan pembelahan sesungguhnya (M= mitosis).

Periode

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

INTERFASEFASE PERTUMBUHAN KE-1 (G1) WAKTU ANTARA AKHIR MITOSIS DAN AWAL FASE S PERTUMBUHAN SEL - SINTESIS PROTEIN FASE SINTESIS/REPLIKASI DNA WAKTU AKHIR G1 DAN AWAL G2 REPLIKASI DNA FASE PERTUMBUHAN KE-2 (G2) WAKTU ANTARA AKHIR S DAN AWAL MITOSIS PERTUMBUHAN SEL - SINTESIS PROTEIN FASE NON-AKTIF (G0) SESUDAH MITOSIS TIDAK MASUK DALAM FASE G1 SECARA PENUH

SUBOWO 27 JULI 2006

16

PENGATURAN SIKLUS PEMBELAHAN SEL3 TITIK PENGATURAN 1) METAFASE - KELUAR DARI PROGRAM MITOSIS 2) G1 - PROSES REPLIKASI DNA 3) G2 - MASUK PROSES MITOSIS BAHAN PENGATUR SISTEM KINASE PROTEIN (ENZIM): o G1 cyclin, mitotic cyclin o Cdk (cyclin-dependent protein kinase) APA YANG DIATUR? 1) PERSIAPAN PEMISAHAN KHROMOSOM 2) PERSIAPAN REPLIKASI DNA 3) PERSIAPAN UNTUK MITOSIS27 JULI 2006

17

Profase

(fase awal) Terjadi perubahan pada nucleus dan sitoplasma. Pada nucleus, nukleuli menghilang. Serabut-serabut kromatin menjadi lebih menggulung rapat dan melipat sehingga kian pendek dan tebal berubah menjadi kromosom, yang besar dan tampak jelas. Kromosom kemudian berduplikasi menjadi dua kromatid anak yang sama, dan kemudian bergabung pada sentromer.

Spindle

mitosis terbentuk di sitoplasma, tersusun dari mikrotubul dan bergabung dengan protein, tersusun teratur di antara dua sentrosom. profase sentrosom bergerak berlawanan satu sama lain dan nampaknya bergerak sepanjang permukaan inti melalui pemanjangan berkas mikrotubul diantara dua sentrosom.

Selama

prometafase membrane inti terpotong-potong. Mikrotubul dari spindle sekarang dapat masuk ke dalam inti dan berhubungan dengan kromosom yang telah menjadi lebih padat. Berkas mikrotubul dinamakan serabut spindel, yang meluas dari setiap kutub kea rah ekuator sel. Setiap kromatid dari kromosom kini memiliki struktur khusus yang dinamakan kineor, yang terletak pada daerah sentromer. Selama

Sentrosom

berada pada kedua kutub sel yang berlawanan. Kromosom berada pada bidang metaphase, bidang yang mempunyai jarak yang sama antara spindle kedua kutub. Spindel sentromer dari semua kromosom lurus satu sama lain pada bidang metaphase. Untuk setiap kromosom, kinetokor dari permukaan kromatid anak berlawanan kutub sel. Karena itu kromatid yang sama dari setiap kromosom menambat pada mikrotubul-kinetokor yang tersusun radier dari kutub yang berlawanan dari sel induk.

(Serat

gelendong terbentuk sempurna antara kutub, kromosom menggantung pada serat gelendong tersebut lewat sentromernya, dan semua bergerak ke bidang ekuator hingga kromosom terletak pada satu bidang datar)

Pada

fase telofase, mikrotubul nonkinetokor selalu memanjang dan anak inti mulai terbentuk pada kedua kutub sel, dan kromosom berada dalam keadaan terhimpun. Membrane inti terbentuk dari potonganpotongan membrane inti sel induk dan bagian lain dari system endomembran. Mitosis merupakan pembelahan dari satu inti menjadi dua inti yang secara genetic sama

Pada

persiapan pembelahan sel/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, diaman dua chromatids terikat dengan dekat

metahase Anaphase prophase

Telophase Cytokinesis

1XFigure 12.1

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

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 Setiap

0.5 m

A eukaryotic cell has multiple chromosomes, one of which is represented here. Before duplication, each chromosome has a single DNA molecule.

Chromosome duplication (including DNA synthesis)

Once duplicated, a chromosome consists of two sister chromatids connected at the centromere. Each chromatid contains a copy of the DNA molecule.

Centromere

Mechanical processes separate the sister chromatids into two chromosomes and distribute them to two daughter cells.Figure 12.4

Separation of sister chromatids

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

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

Siklus

sel terdiri dari

INTERPHASE

Fase mitosis InterphaseG1

S (DNA synthesis)

Interphase G1 phase S phase G2 phase

G2

Figure 12.5

The mitotic phase mitosis cytokinesis

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:

G1 phase (first gap) S phase (synthesis) G2 phase (second gap)

Mitosis

terdiri dari 5 phases

Prophase Prometaphase

G2 OF INTERPHASE

PROPHASE

PROMETAPHASE

Centrosomes (with centriole pairs)

Chromatin (duplicated)

Early mitotic spindle

Aster Centromere

Fragments of nuclear envelope

Kinetochore Nonkinetochore microtubules

Figure 12.6

Nucleolus

Nuclear Plasma envelope membrane

Chromosome, consisting of two sister chromatids

Kinetochore microtubule

Metaphase Anaphase Telophase

METAPHASE

ANAPHASE

TELOPHASE AND CYTOKINESIS

Metaphase plate

Cleavage furrow

Nucleolus forming

Figure 12.6

Spindle

Centrosome at one spindle pole

Daughter chromosomes

Nuclear envelope forming

The mitotic spindle mikrotubul yang mengontrol pergerakan kromosom selama mitosis

Spindle muncul dari sentromer spindle microtubules asters

Perakitan

spindle microtubules dimulai dari sentrosom - microtubule organizing center Sentrosom bereplikasi membentuk dua sentrosom yang bermigrasi ke kutub yang berlawanan, dan spindle microtubules tumbuh dari sentrosom Aster (a radial array of short microtubules) muncul dari tiap sentrosom

Spindle memiliki struktur seperti web terbuat dari microtubule . Sangat penting pada mitosis karena mengatur kromosom untuk berada pada posisi yang benar

Mitotic center

A cell at metaphase

Microtubule

a spindle

Some

spindle microtubulesAster Sister chromatids Centrosome Metaphase Plate Kinetochores

Berikatan dengan kinetochores chromosomes

Overlapping nonkinetochore microtubules Kinetochores microtubules Microtubules0.5 m

Chromosomes

Figure 12.7

Centrosome1 m

Kinetochore microtubules : berikatan dengan kinetochores Nonkinetochores: overlap satu sama lain tetapi tidak berikatan

chromosomes dan menggerakkan kromosom ke daerah metafase dengan chromosome

1 m

Pada

anafase, sister chromatid berpisah

Dan bergerak sepanjang kinetochore microtubules menuju arah berlawanan ujung selKinetochore

Spindle pole

Figure 12.8

The microtubules shorten by depolymerizing at their kinetochore ends Nonkinetechore

microtubules from opposite polesOverlap and push against each other, elongating the cell

In

telophase

Genetically identical daughter nuclei form at opposite ends of the cell

Division of the cytoplasm Mitosis is the splitting of the nucleus. Cytokinesis is the splitting of cytoplasm It usually begins during ANAPHASE

DALAM SIKLUS PEMBELAHAN NORMAL SEBELUM DILAKUKAN REPLIKASI DNA DIPERLUKAN PERTUMBUHAN SEL YANG MEMERLUKAN WAKTU (TERDAPAT FASE G1, G2 DISAMPING FASE S DAN FASE M)

DALAM EMBRIO DIPERLUKAN PERBANYAKAN SEL LEBIH CEPAT. KEBUTUHAN INI DICAPAI DENGAN MEMPERCEPAT SIKLUS PEMBELAHAN, DENGAN MELEWATI FASE PERTUMBUHAN SIKLUS PEMBELAHAN. DALAM SIKLUS PEMBELAHAN DIJUMPAI FASE S DAN FASE M SILIH BERGANTI SECARA CEPAT

SIKLUS PEMBELAHAN SEL BERLANGSUNG TIDAK PADA SEMUA SEL DALAM ORGANISME MULTISELULERo

PENUNDAAN PEMBELAHAN SEL DILAKUKAN DENGAN CARA MASUK KEDALAM STATUS TIDAK TUMBUH ATAU FASE G0 (AKTIVITAS MENURUN (SINTESIS PROTEIN : 20%)

PENUNDAAN SECARA TIDAK BERSAMAAN MENYEBABKAN ADANYA BEBERAPA KELOMPOK SEL YANG BERBEDA DALAM WAKTU SIKLUS PEMBELAHANo

SEL HEPAR, SEL SARAF, SEL OTOT, SEL SUMSUM

ADANYA PERBEDAAN WAKTU SIKLUS TERGANTUNG:o o

FAKTOR EKSTERNAL (GF, SEKITAR SEL, NUTRISI) FAKTOR INTERNAL (TINGKAT DIFERENSIASI SEL, GENA)

TERIMAKASIH

Dimasukan kedalam CD dalam bentuk animasi dan power point 1).

Jelaskan apa yang terjadi pada proses tahapan mitosis ! 2). Jelaskan apa yang terjadi proses gametogenesis ! Laki-laki dan wanita 3) Perbedaan antara mitosis dan meiosis