Fertilisasi dan Penurunan. Kromosom

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Fertilisasi dan Penurunan. Kromosom"

Djaja Rachman
6 tahun lalu
Tontonan:

1 Fertilisasi dan Penurunan Kromosom Laboratorium Embriologi Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor

2 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)

3 Fertilisasi: Proses penyatuan spermatozoa dan ovum untuk membentuk individu baru (zigot) Fungsi fertilisasi: 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

4 Tahapan yang harus dialami oleh Spermatozoa agar bisa membuahi Produksi di Tubuli Seminiferi (Spermatogenesis) Pematangan di Epididymis Kapasitasi di Saluran Reproduksi Betina Reaksi Akrosome

5 Pematangan di Epididymis Faktor dekapasitasi (penstabilan membran plasma) Peningkatan konsentrasi spermatozoa, terjadi penyerapan cairan di epididymis Memperoleh kemampuan membuahi Memperoleh kemampuan motilitas

6 Kapasitasi: Perubahan fisiologis dari membran plasma spermatozoa di saluran reproduksi betina menyebabkan membran plasma tidak stabil dan reaktif terhadap induksi reaksi akrosom Kapasitasi spermatozoa terjadi di saluran reproduksi betina Seleksi dan rangsangan oleh mukus serviks uteri Lingkungan atau cairan uterus Hipermotilitas spermatoza di Tuba Fallopii

7 Reaksi akrosome Membran plasma & membran akrosom melebur Pengeluaran enzim2 hidrolitik yg ada di akrosom Fungsi mencerna zona pelusida, sehingga spermatozoa dapat menembus zona pelusida Jenis enzim: Hyaluronidase, acrosin, dll (Flesch, 2000)

8 Syarat sel Telur agar dapat dibuahi oleh spermatozoa Terkait dengan Oogenesis dan follikulgenesis Pematangan Sel telur 1. Pematangan inti: GV GVBD MI MII 2. Pematangan sitoplasma: Sintesa mrna, protein dll. Pembentukan granula2 kortek

9 Pematangan Sel Telur Oocyte maturation GV M I M II

10 Pematangan inti sel telur (Oogenesis) GV Metafase I Metafase II GVBD Brunet and Maro, 2005; Reproduction 130:

11 Tahapan Proses Fertilisasi: 1. Penembusan sel-sel kumulus ooforus oleh spermatozoa 2. Ikatan spermatozoa-zona Pelusida (protein ZP3) 3. Reaksi Akrosom, pengeluaran enzim hidrolitik 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)

12 Mammalian fertilization A: Kapasitasi. B: Hipermotilitas spz dan ikatan dg ZP. C: Reaksi akrosom D: Penetrasi ZP dan ikatan dg oolemma. E: Ikatan dg oolemma F: Peleburan dg oolemma Perivitelline space ZP Oolemma (Flesch, 2000)

13 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)

14 Pencegahan Polispermia Reaksi Cepat : Perubahan potensial membran vitelin (Vitelline block) sehingga spermatozoa lain tidak bisa menempel pada membran vitelin sel telur

Reaksi Granula Kortek Lambat : Reaksi granula korteks (Zona Reaction), granula2 kortek pecah mengeluarkan enzim-enzim hidrolitik yang akan merubah

15 Reaksi Granula Kortek Lambat : Reaksi granula korteks (Zona Reaction), granula2 kortek pecah mengeluarkan enzim-enzim hidrolitik yang akan merubah konfigurasi protein zona pelusida (ZP2 dan ZP3) sehingga zona peusida tidak bisa berikatan dengan spermatozoa lain dan zona pelusida menjadi lebih keras (padat)

16 Penentuan Jenis Kelamin Mamalia (female homogametic) Gamet: (XX) (XY) X X X Y Anak: XX XX XY XY betina betina jantan jantan

17 Penentuan Jenis Kelamin Unggas (female heterogametic) Gamet: (ZW) (ZZ) Z W Z Z Anak: ZZ ZZ ZW ZW jantan jantan betina betina

18 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.

19 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-masing dibuahi spermatozoa) Kejadian kembar pada hewan unipara, ketika terjadi ovulasi ganda dan setiap sel telur dibuahi masing-masing oleh satu spermatozoa. Kembar fraternal memiliki genetik yang tidak sama (tidak identik

20 KEGAGALAN FERTILISASI: Faktor jantan : saluran reproduksi: ~ obstruksi (penyumbatan) sperma: ~ oligospermia, azoospermia Faktor betina : saluran reproduksi: obstruksi tuba Fallopii sel telur: degenerasi, penuaan

21 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

22 Parthenogenesis? 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 Parthenogenesis?!: diploid (n), Benda kutub I tidak dilepas haploid (2n). Benda kutub II tidak dilepas

23 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

24 ANEUPLOIDI: Trisomi Trisomi kromosom sex (XXY) Klinefelter Syndrome - Hypogonadism - Leydig cells - Azoospermia - Oligospermia - Gynecomastia - Eunuchoidism

25 ANEUPLOIDI: Monosomi Monosomi kromosom sex (XO) Turner Syndrome - Hypogonadism - Short stature - Webbed neck - Coarctation aorta - Cervical lymphatic cyst

26 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.

28 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 dari pasangan gen lainnya.

31 Penjelasan Hukum Mendel Hukum Mendel I terkait dengan kromosom dan meiosis Hukum Mendel II hanya berlaku untuk gengen yang tidak tertaut kromosom atau gen-gen pada kromosom yang tidak homolog Variasi genetik: Crossing over Independent assortment 2 n ; n=jumlah kromosom

32 Pola Pewarisan: Hubungan Alel Alel dominan: suatu alel yang fenotipenya selalu terekspresikan atau muncul pada kondisi heterozigot maupun homozigot. Alel resesif: suatu alel yang fenotipenya terekspresikan hanya pada kondisi homozigot. Alel kodominan: alel-alel yang pada kondisi heterozigot kedua fenotipenya terekspresi. Dominansi tak sempurna: alel-alel yang pada kondisi heterozigot, fenotipenya terekspresi intermediet.

33 Pola Pewarisan: Hubungan Alel Alel letal: alel alel yang ekspresi fenotipenya dapat menyebabkan kematian. Alel letal dapat bersifat dominan maupun resesif. Alel ganda: jumlah maksimum alel pada sebuah lokus gen yang dimiliki suatu individu adalah dua. Jika terdapat lebih dari dua alel di sebuah lokus disebut alel genda. Misal : A, a, a, a, a A 1, A 2, A 3, A 4, A 5

34 Termasuk Hubungan Alel Yang Mana???

35 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

36 Koleksi dan Pembekuan (Kriopreservasi) Sperma Koleksi Sperma Pembekuan Sperma

37 PRODUKSI EMBRIO secara In Vitro : MATURATION FERTILIZATION CULTURE OOCYTE COLLECTION SPERM COLLECTION

pipette Metaphase II Oocyte Sp er m Metaphase II Oocyte Injection pipette

38 Partial zona dissection (PZD) (Cohen et al, 1988) MICRO FERTILIZATION Holding pipette Subzonal injection (SUZI) (Ng et al, 1988) Holding pipette Metaphase II Oocyte Sp er m Metaphase II Oocyte Injection pipette Injection pipette Intracytoplasmic sperm injection (ICSI) (Palermo et al, 1992) Sperm

39 Bekerja sebagai seorang embryologyst?! KENAPA TIDAK!

dokumen-dokumen yang mirip

4/18/2015 FERTILISASI BY : I GEDE SUDIRGAYASA GAMBARAN UMUM TOPIK MEKANISME

4/18/2015 FERTILISASI BY : I GEDE SUDIRGAYASA GAMBARAN UMUM TOPIK MEKANISME FERTILISASI BY : I GEDE SUDIRGAYASA GAMBARAN UMUM TOPIK MEKANISME TIPE 1 Sel Sperma ( haploid/ n) Sel telur (haploid/ n) Fertilisasi Zigot (Diploid/ 2n) Cleavage Morfogenesis Individu Sel Sperma ( haploid/