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

Transkripsi

1

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

3 (a) Reproduction. An amoeba, a single-celled eukaryote, is dividing into two cells. Each new cell will be an individual organism (LM). 100 µm

4 Organisme multiseluler tergantung pada pembelahan sel untuk: Perkembangan (dari sel yang terfertilisasi) Pertumbuhan Repair 200 µm 20 µm 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).

5 Semua organisme kompleks berasal dari a single fertilized egg. Melalui pembelahan sel, jumlah sel meningkat Sel kemudian terspesialisasi dan berubah menjadi fungsinya masing2

6 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

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

8 MITOSIS INTERFASE

9 TAHAP-TAHAP SIKLUS PEMBELAHAN SEL INTERFASE WAKTU NORMAL SEKITAR 24 JAM FASE PERTUMBUHAN KE-1 (G 1 ) FASE SINTESIS (REPLIKASI) DNA (S) FASE PERTUMBUHAN KE-2 (G 2 ) MITOSIS PROFASE PROMETAFASE METAFASE ANAFASE TELOFASE SUBOWO 27 JULI

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

11 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. Periode G2 adalah persiapan sitoplasma untuk membelah, lamanya 10-20% dari waktu daur. G2 segera disusul dengan pembelahan sesungguhnya (M= mitosis).

12

13 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

14

15

16 INTERFASE FASE PERTUMBUHAN KE-1 (G 1 ) WAKTU ANTARA AKHIR MITOSIS DAN AWAL FASE S PERTUMBUHAN SEL - SINTESIS PROTEIN FASE SINTESIS/REPLIKASI DNA WAKTU AKHIR G 1 DAN AWAL G 2 REPLIKASI DNA FASE PERTUMBUHAN KE-2 (G 2 ) WAKTU ANTARA AKHIR S DAN AWAL MITOSIS PERTUMBUHAN SEL - SINTESIS PROTEIN FASE NON-AKTIF (G 0 ) SESUDAH MITOSIS TIDAK MASUK DALAM FASE G 1 SECARA PENUH SUBOWO 27 JULI

17 PENGATURAN SIKLUS PEMBELAHAN SEL 3 TITIK PENGATURAN 1) METAFASE - KELUAR DARI PROGRAM MITOSIS 2) G 1 - PROSES REPLIKASI DNA 3) G 2 - MASUK PROSES MITOSIS BAHAN PENGATUR SISTEM KINASE PROTEIN (ENZIM): o G 1 cyclin, mitotic cyclin o Cdk (cyclin-dependent protein kinase) APA YANG DIATUR? 1) PERSIAPAN PEMISAHAN KHROMOSOM 2) PERSIAPAN REPLIKASI DNA 3) PERSIAPAN UNTUK MITOSIS 27 JULI

18 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.

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

20 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.

21 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.

22 (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)

23 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

24 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

25 metahase Anaphase prophase Telophase Cytokinesis 1X Figure 12.1

26 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

27 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

28

29 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. Chromosome duplication (including DNA synthesis) Centromere 0.5 µm Mechanical processes separate the sister chromatids into two chromosomes and distribute them to two daughter cells. Separation of sister chromatids Sister chromatids Figure 12.4 Centromeres Sister chromatids

30 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

31 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

32

33 Siklus sel terdiri dari Fase mitosis Interphase Interphase G 1 phase S phase G 2 phase Figure 12.5 The mitotic phase mitosis cytokinesis G 1 INTERPHASE G 2 S (DNA synthesis)

34 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 )

35 Mitosis terdiri dari 5 phases Prophase Prometaphase G 2 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 envelope Plasma membrane Chromosome, consisting of two sister chromatids Kinetochore microtubule

36 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

37 The mitotic spindle mikrotubul yang mengontrol pergerakan kromosom selama mitosis Spindle muncul dari sentromer spindle microtubules asters

38 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

39 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

40 Some spindle microtubules Berikatan dengan kinetochores chromosomes Aster Centrosome Sister chromatids Metaphase Plate Kinetochores Microtubules Overlapping nonkinetochore microtubules Kinetochores microtubules 0.5 µm Chromosomes Figure 12.7 Centrosome 1 µm

41

42 Kinetochore microtubules : berikatan dengan kinetochores chromosomes dan menggerakkan kromosom ke daerah metafase Nonkinetochores: overlap satu sama lain tetapi tidak berikatan dengan chromosome 1 µm

43

44 Pada anafase, sister chromatid berpisah Dan bergerak sepanjang kinetochore microtubules menuju arah berlawanan ujung sel Kinetochore Spindle pole Figure 12.8

45

46 The microtubules shorten by depolymerizing at their kinetochore ends Nonkinetechore microtubules from opposite poles Overlap and push against each other, elongating the cell In telophase Genetically identical daughter nuclei form at opposite ends of the cell

47

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

49

50

51

52 DALAM SIKLUS PEMBELAHAN NORMAL SEBELUM DI- LAKUKAN REPLIKASI DNA DIPERLUKAN PERTUMBUHAN SEL YANG MEMERLUKAN WAKTU (TERDAPAT FASE G 1, G 2 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

53

54 SIKLUS PEMBELAHAN SEL BERLANGSUNG TIDAK PADA SEMUA SEL DALAM ORGANISME MULTISELULER o PENUNDAAN PEMBELAHAN SEL DILAKUKAN DENGAN CARA MASUK KEDALAM STATUS TIDAK TUMBUH ATAU FASE G 0 (AKTIVITAS MENURUN (SINTESIS PROTEIN : 20%) PENUNDAAN SECARA TIDAK BERSAMAAN MENYEBABKAN ADANYA BEBERAPA KELOMPOK SEL YANG BERBEDA DALAM WAKTU SIKLUS PEMBELAHAN o SEL HEPAR, SEL SARAF, SEL OTOT, SEL SUMSUM ADANYA PERBEDAAN WAKTU SIKLUS TERGANTUNG: o FAKTOR EKSTERNAL (GF, SEKITAR SEL, NUTRISI) o FAKTOR INTERNAL (TINGKAT DIFERENSIASI SEL, GENA)

55 TERIMAKASIH

56 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

57