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

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

pembelahan

100 µm

(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

20 µm 200 µm

(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).

Figure 12.2 B, C

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.

 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 ).

MITOSIS

INTERFASE

27 JULI 2006 9

TAHAP-TAHAP SIKLUS PEMBELAHAN SEL

 INTERFASE

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

 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.

 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).

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

27 JULI 2006 16

INTERFASE

 FASE 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 17

PENGATURAN SIKLUS PEMBELAHAN SEL

 3 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 MITOSIS

 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.

 Selama 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.

 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 potongan-

potongan 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

Figure 12.1

prophase

1X metahase

Anaphase

Telophase

Cytokinesis

• 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

 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

0.5 µm

Chromosome duplication (including DNA synthesis)

Centromere

Separation of sister chromatids

Sister chromatids

Centromeres Sister chromatids 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.

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

Figure 12.4

 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

 Fase mitosis

 Interphase

INTERPHASE

G₁ S

(DNA synthesis)

G₂

Figure 12.5

• Interphase

– G₁ phase – S phase – G₂ phase

• 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

Nucleolus Nuclear envelope

Plasma membrane

Chromosome, consisting of two sister chromatids

Kinetochore microtubule

Figure 12.6

Nonkinetochore microtubules

 Metaphase

 Anaphase

 Telophase

Centrosome at one spindle pole

Daughter chromosomes

METAPHASE ANAPHASE TELOPHASE AND CYTOKINESIS

Spindle

Metaphase

plate Nucleolus

forming Cleavage

furrow

Nuclear envelope forming

Figure 12.6

• 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

Microtubule

A cell at metaphase a spindle

 Some spindle microtubules

 Berikatan dengan kinetochores chromosomes

Centrosome Aster

Sister chromatids

Metaphase Plate

Kinetochores

Overlapping nonkinetochore microtubules

Kinetochores microtubules

Centrosome

Chromosomes

Microtubules ^{0.5 µm}

1 µm

Figure 12.7

 Kinetochore microtubules : berikatan dengan kinetochores chromosomes dan menggerakkan kromosom ke daerah metafase

 Nonkinetochores: overlap satu sama lain tetapi tidak berikatan dengan chromosome

1 µm

 Pada anafase, sister chromatid berpisah

 Dan bergerak sepanjang kinetochore microtubules menuju arah berlawanan ujung sel

Spindle pole

Kinetochore

Figure 12.8

 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

• The microtubules shorten by depolymerizing at

their kinetochore ends

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 DI-

LAKUKAN 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 MULTISELULER

o 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 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)

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