ANATOMI DAN FISIOLOGI SEL

Transkripsi

1 ANATOMI DAN FISIOLOGI SEL FISIOLOGI VETERINER FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2018

2 Sel adalah unit fungsional terkecil dari semua makhluk hidup. Unit yang membuat semua jaringan, organ, dan sistem Sifat sel termasuk homeostasis, pertumbuhan, reproduksi, penyerapan, metabolisme, sekresi, iritabilitas konduktivitas (sel nervus dan sel otot), dan kontraktilitas (sel otot).

3 KOMPOSISI KIMIA SEL Bahan Lain 1,5% Protein 10% kompleks molekul koloid dg berat molekul tinggi yang terutama terdiri dari asam amino yang berpolimerisasi (bergabung) ke dalam rantai polipeptida Air 60-65% bertindak sebagai pelarut untuk zat anorganik dan masuk ke dalam berbagai reaksi biokimia, cairan intraceluler, cairan ekstraseluler (cairan interstisial, plasma darah) Lipid 25% Bahan Inorganik 1,5 %

4 ORGANELLA SEl

5 Nucleus : kontrol pusat sel (reaksi kimia dan reproduksi) mengandung DNA Nucleolus: berada di dalam nucleus, mengandung RNA untuk menyusun protein Endoplasmic Reticulum : berperan penting pd sintesis protein dan lipid, tempat melekatnya ribosom (tempat merubah mrna menjadi protein) Golgi Apparatus : bag dr sistem transport internal sel

6 Mitochondria : powerhouse sel menghasilkan ATP utk sel, mempunyai DNA mitokondria Centriole : berperan pada pembelahan sel Lysosome : dibentuk oleh golgi apparatus, dan akan hilang pada sitoplasma karena mengandung enzim digesti (sistem digesti dlm sel) autolysis

7 Video Bagian-bagian Sel

8 MEMBRAN SEL HEWAN

9 Dikenal dg membran plasma Terdiri dari: * Fosfolipid * kolesterol * protein Sifat : * hidrofilik bag luar * hidrofobik bag dalam pada pertengahan membran sel Fx : transportasi zat keseluruh membran, menyediakan binding site utk zat yg ditemukan dlm cairan extraseluler spt hormon, berkontribusi pd pembentukan junction sel ke sel, menyediakan enzim dg site aktif, identifikasi atau pengenalan tipe sel atau asal sel dengan sel yang lain

10

11 TRANSPORT MEMBRAN SEL

12 Transportasi ke dalam dan ke luar sel dapat terjadi dengan : Difusi sederhana dan difasilitasi : mekanisme pasif, menggunakan media (biasanya air), difusi bergerak dari daerah konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah, tidak memerlukan ATP Osmosis : perpindahan air melintasi membran semipermebel. seperti banyak zat terlarut, air tidak berdifusi bebas melalui llipid bilayer membran sel melainkan harus berdifusi melalui saluran air yang dibentuk oleh protein transmembran (aquaporins).

13 Difusi sederhana

14 Difusi difasilitasi

15 Osmosis

16 Transport aktif : Beberapa molekul dan ion dapat bergerak di seluruh membran sel (baik dalam atau keluar dari sel) melawan konsentrasi atau gradien listrik. Gerakan ini melintasi membran sel mengkonsumsi energi yang dihasilkan oleh sel dan disebut transport aktif

17

18 Endositosis atau eksositosis Cytosis adalah tipe yang sama sekali berbeda dari transpor aktif yang melibatkan pembentukan vesikel membran- bound dengan diameter nm. Vesikel baik mengeluarkan isi vesikel dari dari membran plasma (eksositosis) atau dimasukkan ke dalamnya oleh invaginasi (endositosis) dalam hubungannya dengan pengeluaran ATP.

19 Video

20 RESEPTOR MEMBRAN DAN PENSINYALAN INTRASELULER

21 Membran sel melindungi sel dari lingkungan ekstraselular dengan membatasi pertukaran antara intraseluler dan ekstraseluler ruang fluid, juga mengenali sinyal kimia yang berada di luar sel Kemampuan ini sangat penting untuk komunikasi antara sel-sel saraf individu, antara saraf dan otot sel, dan antara sel-sel kelenjar endokrin dan sel-sel dipengaruhi oleh hormon yang disekresikan oleh kelenjar endokrin. Pengenalan spesifik kimia dalam cairan ekstraseluler dan respon terhadap keberadaannya didasarkan pada interaksi antara bahan kimia dan protein membran Ligan adalah istilah umum diterapkan pada bahan kimia yang mampu berinteraksi dengan, atau berikatan dengan, protein membran atau reseptor membran

22 REGULASI PERTUMBUHAN DAN REPLIKASI SEL

23 Apa yang menentukan kemampuan sel untuk replikasi dan membelah tidak sepenuhnya dipahami. Namun, berbagai sinyal kimia merangsang pertumbuhan sel dan, dalam beberapa kasus, pembelahan sel. Sinyal kimia dengan kemampuan ini dikatakan growth factor. Biasanya, growth factor merangsang hanya populasi tertentu sel. Pertumbuhan sel yang tidak diatur dan replikasi adalah faktor dalam perkembangan kanker. Sebuah massa sel yang mengalami pertumbuhan tidak terkendali adalah tumor. Tumor dikatakan jinak jika lokal dan tidak menyerang jaringan lain. Tumor ganas yang mampu menyerang jaringan sekitarnya dan menyebar ke situs lain di seluruh tubuh metastasis. Kadang-kadang sel-sel normal harus menjalani spontan, atau diprogram, kematian dan dihilangkan tanpa respon peradangan sehingga fungsi normal dari jaringan atau organ bisa melanjutkan. Misalnya korpus luteum terbentuk dalam ovarium selama siklus estrus harus dikeluarkan sebelum siklus lain dapat dimulai. Apoptosis Istilah diterapkan mati spontan atau diprogram sel normal. Dalam beberapa kasus perkembangan tumor juga dapat mencakup penurunan tingkat apoptosis normal.

24 The Cell Cycle Siklus sel: proses pertumbuhan sel 1. Sel baru, dimulai dari G1 atau Gap1; G1 = days or G0 = waktu yang sangat panjang periode utama dalam pembentukan DNA 2. S phase DNA disintesis untuk persiapan Mitosis 3. G2 atau Gap2 periode persiapan sebelum Mitosis/pembelahan sel. Satu sel mengalami Mitosis akan menghasilkan 2 sel yang identik dengan sel induk tanpa pengurangan jumlah kromosom (2n 2n) Tujuan siklus sel: menggantikan sel yang mati dan/atau untuk perkembangan an pertumbuhan organisme

25 SIKLUS SEL

26 PEMBELAHAN SEL

27 MITOSIS Fungsi : membuat salinan yang persis sama dari setiap kromosom, kemudian membagikan set identik kromosom kepada masing-masing dari kedua sel keturunan atau sel anakan Terjadi pada sel somatik (sel tubuh) Fase : Interfase, Profase, Metafase, Anafase, Telofase

28 Interphase This phase encompasses all of the G1,S, and G2 phases of the cell cycle. The chromatin is diffuse. It may not look like much is going on here, but there is a lot of activity because the cell must prepare for Mitosis: protein synthesis, DNA synthesis, replication of other cellular structures too.

29 Mitosis Mitosis occurs in order for organisms to grow and develop. In order to replenish dead or dying cells such as skin cells, cells in the digestive tract and in the fertilized egg. There are 4 main phases: Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase. Cytokinesis (division of the cytoplasm) follows and one cell becomes two.

30 Mitosis: Prophase Major processes during this phase: Chromosomes condense and form visible bodies (DNA was replicated in S phase) Nuclear envelope breaks down

31 Mitosis: Metaphase Chromosomes attached to spindle fibers line up in the middle (the equator) of the cell Spindle fibers attach to the centromeres and other places along the chromosome

32 Mitosis: Anaphase The last bit of DNA at the centromere replicates to allow the the centromere to split The sister chromatids separate and are pulled to opposite sides of the cell

33 Mitosis: Telophase Chromosomes now uncoil Nuclear envelope reappears and surrounds the chromosomes Cytokinesis The cytoplasm and all its contents are divided between the 2 daughter cells (cytoplasmic division) The red arrow points at the newly developing plasma (cell) membrane that creates the 2 new daughter cells The 2 daughter cells are exact replicas of the original parent cell they are clones and have the exact same genetic make-up as the parent cell.

34 MEIOSIS Meiosis (pembelahan reduksi) berbeda dari mitosis dalam beberapa cara. Ini terjadi selama gametogenesis, pembentukan ovum pada betina (oogenesis) dan spermatozoa pada jantan (spermatogenesis). Fertilisasi menggandakan jumlah kromosom pada ovum yang dibuahi (n jadi 2n). Karena disumbangkan oleh jantan (2n) dan betina (2n), supaya tidak terjadi 4n harus ada mekanisme untuk mengurangi somatik, atau diploid, jumlah kromosom dalam setiap gamet sebelum pembuahan (n). Meiosis tidak hanya mengurangi jumlah diploid kromosom setengah jumlah haploid, juga meningkatkan variabilitas genetik keturunan dengan pindah silang (crossing over).

35 Meiosis The form of cell division by which gametes, with half the number of chromosomes, are produced. Diploid (2n) haploid (n) Meiosis is sexual reproduction. Two divisions (meiosis I and meiosis II).

36 Meiosis Sex cells divide to produce gametes (sperm or egg). Gametes have half the # of chromosomes. Occurs only in gonads (testes or ovaries). Male: spermatogenesis Female: oogenesis Meiosis is similar to mitosis with some chromosomal differences.

37 Sperm cell development Testes consists of chambers in which sperm are produced

38 Gamete production in male Sperm cells develop from primary spermatocytes in seminiferous tubules Primary spermatocytes differentiate into secondary spermatocytes after meiosis 1 Secondary spermatocytes differentiate into sperm cells after meiosis 2

39 Interphase I Similar to mitosis interphase. Chromosomes replicate (S phase). Each duplicated chromosome consist of two identical sister chromatids attached at their centromeres. Centriole pairs also replicate.

40 Interphase I Nucleus and nucleolus visible. chromatin nuclear membrane cell membrane nucleolus

41 Meiosis I (four phases) Cell division that reduces the chromosome number by one-half. four phases: a. prophase I b. metaphase I c. anaphase I d. telophase I

42 Prophase I Longest and most complex phase (90%). Chromosomes condense. Synapsis occurs: homologous chromosomes come together to form a tetrad. Tetrad is two chromosomes or four chromatids (sister and nonsister chromatids).

43 Prophase I -Synapsis Homologous chromosomes sister chromatids Tetrad sister chromatids

44 Homologous Chromosomes Pair of chromosomes (maternal and paternal) that are similar in shape and size. Homologous pairs (tetrads) carry genes controlling the same inherited traits. Each locus (position of a gene) is in the same position on homologues. Humans have 23 pairs of homologous chromosomes. a. 22 pairs of autosomes b. 01 pair of sex chromosomes

45 Homologous Chromosomes eye color locus eye color locus hair color locus hair color locus Paternal Maternal

46 Crossing Over Crossing over (variation) may occur between nonsister chromatids at the chiasmata. Crossing over: segments of nonsister chromatids break and reattach to the other chromatid. Chiasmata (chiasma) are the sites of crossing over.

47 Crossing Over - variation nonsister chromatids Tetrad chiasmata: site of crossing over variation

48 Sex Chromosomes XX chromosome - female XY chromosome - male

49 Prophase I spindle fiber centrioles aster fibers

50 Metaphase I Shortest phase Tetrads align on the metaphase plate. INDEPENDENT ASSORTMENT OCCURS: 1. Orientation of homologous pair to poles is random. 2. Variation 3. Formula: 2 n Example: 2n = 4 then n = 2 thus 2 2 = 4 combinations

51 Metaphase I OR metaphase plate metaphase plate

52 Anaphase I homologous chromosome pairs separate (one chromosome of a pair moves toward one centriole and the other toward the other centriole).

53 Telophase I Each pole now has haploid set of chromosomes. Cytokinesis occurs and two haploid daughter cells are formed.

54 Telophase I

55 Meiosis II No interphase II (or very short - no more DNA replication) Remember: Meiosis II is similar to mitosis

56 Prophase II same as prophase in mitosis

57 Metaphase II same as metaphase in mitosis metaphase plate metaphase plate

58 Anaphase II same as anaphase in mitosis sister chromatids separate

59 Telophase II Same as telophase in mitosis. Nuclei form. Cytokinesis occurs. Remember: four haploid daughter cells produced. gametes = sperm or egg

60 Telophase II

61 Meiosis n=2 sex cell n=2 n=2 sperm 2n=4 diploid (2n) meiosis I n=2 meiosis II n=2 n=2 haploid (n)