PEMBELAHAN SEL. Delayota Science Club (DSC) Januari 2011

(1)

PEMBELAHAN SEL PEMBELAHAN SEL PEMBELAHAN SEL PEMBELAHAN SEL

Delayota Science Club (DSC)

Januari 2011

(2)

Pembelahan Sel

Sel merupakan unit reproduksi memiliki kemampuan untuk membelah diri.

Ada tiga macam pembelahan sel:

Pembelahan Biner

Pembelahan Mitosis

Pembelahan Meiosis

Fungsi pembelahan sel antara lain:

Reproduction

100 µm

Tissue renewal Growth and development

20 µm 200 µm

(3)

Origin of replication

Cell wall

Plasma membrane Bacterial

chromosome E. coli cell

Two copies of origin Chromosome replication

begins.

Soon thereafter, one copy of the origin moves rapidly toward the other end of the cell.

Replication continues.

One copy of the origin is

Origin Origin

Pembelahan Biner

Terjadi pada

bakteri, ganggang, dan organisme

bersel satu lainnya.

Pada bakteri,

pembelahan biner now at each end of the cell.

Replication finishes.

The plasma membrane grows inward, and new cell wall is deposited.

Two daughter cells result.

pembelahan biner hanya memerlukan waktu ± 20 menit.

(4)

Pembelahan Mitosis

Merupakan bagian dari siklus hidup sel.

(5)

Interfase

G1 stage – cell growth, cell doubles its

organelles, accumulates materials for DNA synthesis.

S stage – DNA synthesis occurs, and DNA

replication results in duplicated chromosomes.

G2 stage – cell synthesizes proteins needed for

cell division.

(6)

Mitosis fase

Nucleus

Cell plate Chromosomes

Nucleolus

Chromatin

condensing 10 µm

Prophase. The chromatin is condensing.

The nucleolus is beginning to disappear.

Although not yet visible in the micrograph, the mitotic spindle is starting to form.

Prometaphase. We now see discrete chromosomes; each consists of two identical sister chromatids. Later in prometaphase, the nuclear envelope will fragment.

Metaphase. The spindle is complete, and the

chromosomes, attached to

microtubules at their kinetochores, are all at

the metaphase plate.

Anaphase. The chromatids of each chromosome have separated, and the daughter

chromosomes are moving to the ends of the cell as their kinetochore microtubules shorten.

Telophase.

Daughter nuclei are forming. Meanwhile, cytokinesis has started: The cell plate, which will divide the cytoplasm in two, is growing toward the perimeter of the parent cell.

(7)

Profase Awal

During early prophase, mitosis has begun.

Duplicated chromosomes are now visible.

Each chromosome is

duplicated and composed duplicated and composed of sister chromatids

held together at a centromere.

Centrosomes begin

moving apart, the nuclear envelope is fragmenting, and the nucleolus will disappear.

(8)

Sister Chromatid

Adalah pasangan kromosom yang identik secara genetis, muncul dari hasil duplikasi kromosom

Dilakukan untuk menjaga agar banyaknya kromosom (ploidi) hasil pembelahan sel tetap sama.

(9)

Profase Akhir

During late prophase, the spindle is forming and

spindle fibers appear between the separating chromosomes.

Centromeres attach to

Centromeres attach to spindle fibers called centromeric (or

kinteochore) fibers.

The chromosomes have no particular orientation as yet.

(10)

Metafase

By the time of metaphase, the fully formed spindle consists of poles, asters, and fibers.

The metaphase plate is a

plane perpendicular to the axis of the spindle and equidistant of the spindle and equidistant from the poles.

The chromosomes attached to the centromeric spindle fibers line up at the metaphase plate during metaphase.

Polar spindle fibers reach beyond the metaphase plate and overlap.

(11)

Anafase

Anaphase A (anafase awal) : Pasangan kromosom pada keping metafase terpisah dan kromatid bergerak menuju

spindle poles pada sisi sel yang berlawanan karena terjadi

pemendekan mikrotubul pemendekan mikrotubul kinetochore.

Anaphase B (anafase akhir) : Saat kromosom sudah

bermigrasi ke spindle pole, mikrotubul kinetochore mulai menghilang sementara

mikrotubul polar terus

memanjang untuk pemisahan lebih lanjut spindel pole.

(12)

Telofase

During telophase, the spindle disappears, and the nuclear envelopes begin to reform around daughter nuclei.

Each 2n daughter nucleus contains the same numbers contains the same numbers and kinds of chromosomes as the original 2n parental cell.

Chromosomes become

diffuse chromatin again, and a nucleolus appears in each daughter nucleus. At this point, cytokinesis is also nearly complete.

(13)

Sitokinesis

A single cell becomes two cells by a furrowing

process.

A contractile ring composed of actin composed of actin

filaments gradually gets smaller, and the cleavage furrow pinches the cell

into two cells.

This is the end of mitotic phase.

(14)

Evolusi Pembelahan Mitosis

Bacterial chromosome

Chromosomes

Microtubules Prokaryotes

Kinetochore microtubules Microtubules

Dinoflagellates

Intact nuclear envelope

Kinetochore microtubules

Intact nuclear envelope Diatoms and yeasts

Centrosome

Most eukaryotes

Fragments of nuclear envelope

(15)

Pengendalian Mitosis

Mitosis dikendalikan melalui tiga checkpoint:

Selama fase G1 sebelum menuju fase S

Selama fase G2 sebelum menuju fase M

Selama fase M sebelum mitosis selesai

Kerusakan DNA dapat menyebabkan mitosis terhenti di fase G1.

Fase G1 merupakan checkpoint terpenting, karena menentukan kelanjutan siklus sel:

menuju fase S (melanjutkan mitosis)

menuju fase G0 (berhenti melakukan mitosis)

(16)

G checkpoint

G₀

Checkpoint pada akhir fase G1:

G₁ G₁ checkpoint

G₁

If a cell receives a go-ahead signal at the G₁ checkpoint, the cell continues on in the cell cycle.

If a cell does not receive a go- ahead signal at the G₁

checkpoint, the cell exits the cell cycle and goes into G₀, a

nondividing state.

(17)

Faktor Pengendalian Mitosis

Sinyal untuk melanjutkan mitosis pada G1 checkpoint bisa bersumber dari dalam sel (internal) maupun dari luar sel (eksternal).

Contoh sinyal internal adalah kegagalan kinetokor untuk berikatan dengan benang spindel menyebabkan

munculnya sinyal untuk menghentikan anafase.

Contoh sinyal eksternal antara lain:

Faktor pertumbuhan

Protein yang menstimulasi pembelahan (ex: platelet-derived growth factor/PDGF)

Maturation promotion fase (MPF) merangsang sel memasuki fae mitosis

Densitas/kepadatan sel yang terlalu tinggi

(18)

Kanker dan Pembelahan Sel

Carcinoma (kanker/tumor) disebabkan oleh pembelahan sel yang tidak terkendali.

Cancer cell

Blood vessel Lymph vessel Tumor

Glandular tissue

Metastatic tumor A tumor grows from a

single cancer cell.

Cancer cells invade neighboring tissue.

Cancer cells spread through lymph and blood vessels to other parts of the body.

A small percentage of cancer cells may survive and establish a new tumor in another part of the body.

(19)

Cells anchor to dish surface and divide (anchorage dependence).

When cells have formed a complete single layer, they stop dividing

(density-dependent inhibition).

If some cells are scraped away, the If some cells are scraped away, the

remaining cells divide to fill the gap And then stop (density-dependent inhibition).

25 µm Normal mammalian cells Cancer cells

(20)

Pembelahan Meiosis

Pembelahan Meiosis berperan dalam siklus hidup (life cycle) organisme multiseluler.

(21)

Tahap Pembelahan Meiosis

Pembelahan meiosis terdiri atas dua tahap yang terjadi berurutan (langsung).

Tahap I Meiosis:

Profase I

Metafase I

Anafase I

Telofase I

Tahap II Meiosis:

Profase II

Metafase II

Anafase II

Telofase II

(22)

Profase I

Terdiri lima tahap:

Leptonema kromosom dibentuk

Zigonema gandengan (bivalen)- khiasma –

pindah silang

Pachinema membentuk tetrad

Diplonema kromosom pendek

Diakinesis terbentuk sentriol

(23)

Metafase I

Tetrad berkumpul di

bidang ekuator (pada

pelat metafase)

(24)

Anafase I

Kromosom homolog bergerak ke arah

kutub yang berlawanan.

Sentromer belum

membelah, sehingga

sister kromatid tetap

melekat.

(25)

Telofase I

Kromatid memadat, selubung nukleus terbentuk kembali.

Tiap kutub memiliki

Tiap kutub memiliki satu set kromosom.

Dilanjutkan oleh

sitokinesis dan

interkinesis.

(26)

Profase II

Terbentuk dua

sentriol dan benang gelendong.

Membran inti

Membran inti menghilang.

Kromosom terbentuk

kembali.

(27)

Metafase II

Kromosom berada di bidang ekuator

Kromatid

berkelompok dua-dua berkelompok dua-dua

Belum terjadi

pembelahan

sentromer

(28)

Anafase II

Kromosom ditarik ke arah kutub-kutub

yang berlawanan

Sentromer terbelah

(29)

Telofase II

Kromatid terkumpul pada kutub

pembelahan.

Kromatin, nukleolus,

Kromatin, nukleolus, dan membran inti

terbentuk kembali.

(30)

Perbandingan Mitosis dan Meiosis

Mitosis Meiosis

Tujuan: memperbanyak sel pada proses pertumbuhan, mengganti sel rusak dan reproduksi pada organisme bersel satu

Tujuan: mengurangi jumlah kromosom, agar generasi berikutnya mempunyai sel dengan jumlah kromosom tetap.

Tidak terjadi pertukaran genetik antara kromosom-kromosom yang homolog

terjadi pertukaran genetik (pindah silang) antara kromosom-kromosom yang homolog

yang homolog Terjadi pada sel tubuh, yaitu pada

proses pertumbuhan

Terjadi pada proses gametogenesis (pembentukan sel gamet)

Sel yang melakukan pembelahan:

a. Sel haploid ( n→n)

b. Sel diplodi (2n →2n)

Sel yang melakukan pembelahan:

Sel diploid → 4 sel haploid 2n →2n → n, n, n, n

Kandungan genetik sel-sel anakan identik dengan sel induk

Kandungan genetik sel-sel anakan berbeda satu sama lain dan berbeda dengan sel induk