http://aff.fkh.ipb.ac.id Lanjutan EMBRIOGENESIS DAN INDUKSI EMBRIO (BAGIAN II) LABORATORIUM EMBRIOLOGI FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Konsep Organiser, yang menjelaskan tentang proses induksi terkait dengan peta takdir http://aff.fkh.ipb.ac.id Potensi Prospektif dan Nasib Prospektif 1. Pada blastula: Potensi prospektif >> Nasib prospektif 2. Pada Gastrula: Potensi prospektif = Nasib prospektif Kemampuan induksi suatu daerah pada embrio Tergantung lokasi daerah dan umur embrio
Sifat totipotensi embrio hanya terbatas pada EMBRIO DINI tahap preimplantasi Akibat pembelahan, diferensiasi, migrasi http://aff.fkh.ipb.ac.id Terjadi penurunan potensi dan terbentuknya PUSAT INDUKSI KONSEP ORGANIZER ORGANIZER PRIMER Pada embrio mamalia, sel-sel blastomer yg semula bersifat totipoten secara bertahap mengalami diferensiasi dan terjadi penurunan potensi; namun terbentuk suatu pusat induksi yg akan merangsang proses diferensiasi sel-sel lain di sekitarnya Teori dan kemampuan induksi dapat dibuktikan dgn percobaan: Teknik transplantasi jaringan
Percobaan transplantasi pd blastula amfioksus Bagian dorsal (bakal notokorda) blastula amfioksus mampu induksi pembentukan daerah kepala-ii
Transplantasi bagian simpul hensen embrio ayam (awal gastrula) Simpul Hensen mampu induksi pembentukan buluh saraf II Patten & Charlson,1974
Percobaan tranplantasi daerah bakal mata pd blastula amfioksus Takdir sel Transplantasi resipien Kemampuan induksi
PETA TAKDIR http://aff.fkh.ipb.ac.id Daerah-daerah tertentu pada sel telur atau blastoderm embrio telah memiliki nasib (takdir) tertentu yang akan berkembang menjadi bagianbagian atau organ tertentu
Membuktikan PETA TAKDIR a. Pewarnaan vital b. Pelabelan
Peranan Hereditas Inti dan Sitoplasma (maternal) dalam Perkembangan http://aff.fkh.ipb.ac.id Dua faktor utama sel yang mengatur aktivasi gen pada proses perkembangan 1. Bahan Inti / NUCLEUS 2. Bahan SITOPLASMA
CELL NUCLEUS http://aff.fkh.ipb.ac.id CHROMOSOME GENOME/ GENES/ DNA
Lanjutan http://aff.fkh.ipb.ac.id Sebelum terjadi aktivasi genom embrio: Faktor /produk maternal : cytoplasmic maternal mrna, proteins, antioxidant & organelles, termasuk mitokondria (mengandung mdna). Kondisi awal faktor maternal pd oosit merupakan faktor kritikal dalam perkembangan embrio. Oosit berperan mengatur aspek: a. meiosis (Polanski, 1997), b. fertilisasi & pembelahan awal c. memodulasi perkembangan epigenetik genom embrio (Latham and Sapienza, 1998)
http://aff.fkh.ipb.ac.id Aktivasi Genom Embrio - terjadi secara bertahap - waktu terjadinya berbeda antar species Contoh: Pd mencit terjadi pada tahap 2 sel: Sintesis RNA baru: rrna (18-21 jam pi) trna (26-29 jam pi) Sintesis Protein pada masa embriogenesis: Insulin & EGF (stimulasi aktivitas metabolisme shg meningkatkan kecepatan pembelahan sel dan jumlah blastomer) Keberhasilan perkembangan zigot embrio implantasi, t gantung pd: aktivasi gen & program perkembangan
http://aff.fkh.ipb.ac.id Aktivasi Gen dalam proses diferensiasi (metilasi dan asetilasi) terkait dengan waktu dan proses embriogensis
Lanjutan.. http://aff.fkh.ipb.ac.id Sel somatis pd mamalia memiliki 2 copy genome (diploid) Kontribusi nyata yg diberikan induk jantan & betina pada anak-anaknya berbeda-beda Bagaimana gen yang diwariskan dr maternal & paternal berbeda ekspresi? Terjadi switch off (silencing) pd salah satu copy gen induk Genomic Imprinting
http://aff.fkh.ipb.ac.id Genomic Imprinting, suatu proses EPIGENETIK yg dinamis, yg terlibat dalam pengaturan ekspresi sebagian kecil gen dari genome mamalia melalui proses modifikasi STRUKTUR DNA Memberikan efek terhadap fenotip Pd setiap generasi harus mampu di HAPUS (Off) dan BENTUK (On) Ada 2 mekanisme utama yg terlibat dalam terjadinya imprinting, yakni: 1. Modifikasi Asetilasi Histone (memicu transkripsi) 2. Modifikasi Metilasi DNA (menekan transkripsi)
1. Asetilasi Histone
Asetilasi residu lisine pd posisi terminus dr protein histone menghilangkan muatan positif mengurangi afinitas protein histon ke DNA Enzim polimerase RNA polymerase dan faktor transkripsi lebih mudah berikatan pada promoter http://aff.fkh.ipb.ac.id Umumnya, asetilasi histon memicu transkripsi; deasetilasi histon menekan transkripsi
2. Modifikasi Metilasi DNA http://aff.fkh.ipb.ac.id METILASI DNA (menekan ekspresi gen) Penambahan CH3 pada cytosine Silencing Gene Expression Metilasi residu cytosine 5-methylcytosine Deaminasi 5-methylcytosine thymin e.
http://aff.fkh.ipb.ac.id Pengaturan Ekspresi Gen
WAWASAN BIOTEKNOLOGI Kembar Identik (monozigotik): http://aff.fkh.ipb.ac.id Kembar lambat, disebabkan oleh pemisahan ICM Kembar awal, disebabkan pemisahan blastomere 2-4 sel Komplit / sempurna Kembar identik normal Inkomplit / tak sempurna Kembar identik dempet (siam)
Kembar monozigotik, genetis sama. http://aff.fkh.ipb.ac.id Normal Dempet (siam): craniopagus (KEPALA), thoracopagus (DADA), pygopagus (PUNGGUNG)
http://aff.fkh.ipb.ac.id Bila besar tidak sama : yang kecil parasit (KEMBAR PARASITIK)
http://aff.fkh.ipb.ac.id APA PERBEDAAN ANTARA HEWAN KHIMERA DAN TRANSGENIK??
Hewan khimera http://aff.fkh.ipb.ac.id Di dalam tubuh hewan khimera terdapat selsel dengan genetik yang berbedabeda AGREGASI BLASTOMER HEWAN KHIMERA
Hewan transgenik http://aff.fkh.ipb.ac.id Hewan yang selselnya memiliki sisipan gen tertentu sehingga hewan tersebut mampu menghasilkan protein spesifik yang dikode oleh gen sisipan tersebut
http://aff.fkh.ipb.ac.id Fremartin Pada sapi Kembar beda kelamin Percampuran darah, hormon testosteron dr jantan (dihasilkan lebih dahulu), akan mempengaruhi perkembangan organ reproduksi betina. Anak sapi betina yang mandul (disebut fremartin).
Kloning: transfer inti, splitting dll http://aff.fkh.ipb.ac.id Splitting
Therapeutic cloning dan stem cell, kloning untuk tujuan pengobatan http://aff.fkh.ipb.ac.id Transplantasi tanpa terjadi penolakan karena berasal dari stem cell hasil kloning dirinya sendiri