Perkembangan Gamet dari Sel Germinativum

Germinativum Menjadi Gamet Pria

dan Wanita

Gametogenesis: Perubahan Sel

$Fit {$H fii.ffi ^I l"{ ATl Vt,,i\A F RltolO RD lAl-

Perkembangan berawal dari pembuahan (fertilisasi), proses penyatuan gamet pria, sperma, dan gamet wanita,

oosi! untuk

menghasilkan

zigot.

Gamet berasal dari sel germinativum

primordial

^(SGP;

primordial

germ

^cells) yang terbentuk

di

^epiblas

selama minggu kedua dan yang bergerak menuju dindingyolksac (lihat ^Gambar

2.t).

^{Selama minggu}

KorelasiKlinis

$,*fr ffi *rntfi rlu*'t$truni Primordial dan

'!'e'laXleYrlr,*

Teratoma adalah tumor yang ^asalnya masih diperdebatkan dan sering mengandung ber- bagai jaringan, misalnya tulangr rambut, otot,

epitel

usus,

dan

sebagainya. Diperkirakan bahwa tumor ini berasal dari suatu sel tunas pluripoten ^yang dapat berdiferensiasi ^menj adi ketiga lapisan germinativum atau turunan- turunannya. Sebagian

bukti

menunjukkan bahwa

sel

germinativum

primordial

^yang

telah menyimPang dari jalur migrasi normal- nya dapat meniadi penyebab terbentuknya tumor ini. Sumber lain adalah sel epiblas yang bermigrasi

melalui garis primitif

^selama

gastrulasi (Lihat Gambar 5.10, halaman 75)'

keempat, ^sel-sel

ini

mulai bermigrasi ^dari yolk ^sac menuju ke gonad yang sedang terbentuk, tempat sel- sel ini sampai pada akhir minggu kelima. Pembelahan

mitotik

meningkatkan jumlah sel

ini

sewaktu ber- migrasi dan

juga ketika tiba di

gonad. ^Sebagai persiapan untuk fertilisasi, ^sel germinativum ^meng-

alami

gametogenesis

yang

mencakup meiosis,

untuk

mengurangi

jumlah

kromosom, dan sito- diferensiasi, untuk menuntaskan pematangannya'

"li"

!:, i",t t t ll Fi H\iVri\, R [ -c.all F,l K llffi f',i,{":r 5 {.ii,{d,

Sifat individu baru ditentukan oleh gen-gen spesifik

di

kromosom yang diwarisi dari ^ayah dan ibunya.

Manusia

memiliki

sekitar 35.000 gen

di 46

Wa- mosom. Gen-gen dikromosomyang ^sama cenderung diwariskan bersama dan karenanya dikenal ^sebagai linked genes (gen terkait).

li

^{sel somatilg kromosom}

tampak sebagai 23 pasangan homolog untuk mem-

bentuk jumlah diploid, yaitu 46.

^{'lerdapat 22}

pasangan kromosom yang ^sepadan, otosom, dan satu pasang

kromosom

seks.

Jika

Pasangannya adalah

XX,

individu secara genetis adalah wanita;

jika pasangannya XY, individu tersebut secara genetis pria. Satu kromosom dari setiap pasangan berasal dari gamet ibu, oosit, dan satunya lagi dari gamet ayah, sperma. I(arena itu, setiap gamet mengandung jumlah haploid, yaitu ²³ kromosom, ^{dan penyatuan} kedua gamet saat

fertilisasi

memulihkan jumlah diploid (46).

t5

t6 Bagian Satu

.f'

Embriologi Umum

Rongga amnion Bagian

kepala

mudigah Bagian ekor

Bakal tali pusat

Jantung

Sel germinativum primordial di dinding yolk sac

Yolk sac

Gambar 2.1 Mudigah pada akhir minggu ketiga,yang memperlihatkan posisi sel germinativum primordial di dinding yolksac, dekat dengan perlekatan bakal tali ^pusat. Dari lokasi ini, sel-sel tersebut bermigrasi ke gonad yang sedang terbentuk.

Kromosom berstruktur ganda

trt€

c

G-\ [r

/-.,---" \

[ .

'

_l>':'l

lj;'"

)

tt''ir"1"-*-"

_\r'.-// ./

F \:-./

Sel anak

e

\-Ul

tr

Telofase

Gambar 2.2 Berbagai tahap mitosis. Pada profase, kromosom tampak sebagai benang-benang halus. Kromatid ganda mulai tampak jelas sebagai unit individual selama metafase. Selama pembelahan, anggota satuan pasangan kromosom tidak pernah menyatu. Biru, kromosom ayah; merah, kromosom ibu.

v /^i\\

.t." '',..t .$,

D 'ii

Anafase

'\,ffi,.,'tr

'''-'--l-11'ld[ i'\]l

Kromosom

Profase

Sentriol

Prometafase

Mitosis

Mitosis

adalah proses pembelahan satu sel untuk menghasilkan

dua sel

anak yang secara genetis identik dengan sel induk (lihat ^{Gamb ar 2'2)} ' ^Setiap sel anak menerima komplemen lengkap

46 W*

mosom. Sebelum ^{suatu sel} mengalami mitosis, setiap kromosom mereplikasi ^asam deoksiribonukleatnya

(ONA). S elama fase replikasi ini, kromosom ^menj adi sangat panjang, tersebar difus ke seluruh.nukleus, dan tidak ^dapat dikenali dengan mikroskop ^cahaya.

Saat mitosis dimulai, kromosom mulai membentuk kumparan, berkontraksi,

dan

^memadat; Proses- proses ini menandai dimulainya profase. Setiap kro- mosom sekarang

terdiri

dari dua subunit paralel, kromatid, yang disatukan oleh suatu daerah sempit (sentromer)

y"tg

terdapat di keduanya. Sepanjang profase, kromosom terus memadat, memendek, ^dan

menebal (Gambar 2.2A), tetapi hanya

^saat

prometafase kromatid dapat dibedakan (Gambar

2.28).

Selama metafase, kromosom-kromosom berjajar dalam suatu bidang ekuator, dan struktur gandanya tampak jelas (Gambat 2.2C). Masing- masing kromosom diikat oleh

mikrotubulus

^yang berjalan

dari

sentromer

ke

sentriol, membentuk gelendong

mitotik

(mitotic spindle). Tidak lama kemudian sentromer masing-masing kromosom membelah, menandai awal anafase,

diikuti

oleh

migrasi kromatid ke kutub

^{gelendong yang}

berlawanan. Akhirnya, selama telofase, kumparan kromosom mengurai

dan

memanjang, ^selubung nukleus kembali terbentuk, dan sitoplasma mem- belah (Gambar 2.2D,8). Masing-masing sel ^anak menerima separuh dari bahan kromosom ganda sehingga mempertahankan jumlah kromosom ^yang

sama seperti sel induk.

Meiosis

Meiosis ^adalah pembelahan sel yang terjadi pada sel germinativum untuk menghasilkan ^gamet pria dan wanita, yaitu masing-masing ^sPerma dan sel telur.

Meiosis memerlukan duapembelahan ^sel, meiosis

I

dan meiosis

II,

untuk mengurangi jumlah kromo- som menjadi jumlah haploid ^zS (lihat Gambar 2.3).

Bab 2 ^.!. Gametogenesis: Perubahan Sel Germinativum menjadi Gamet Pria dan

Wanita

¹⁷

Seperti pada mitosis, sel germinatil'um

pria

^dan wanita (spermatosit dan oosit

primer)

^{pada awal} meiosis

I

mereplikasikan

DNA

mereka ^sehingga setiap ke-46 kromosom tersebut digandakan menjadi sister chromatld. Namun, berbeda dengan mitosis, kromosom-kromosom

homolog

kemudian ^ber- gabung membentuk pasangan-pasangan, ^suatu proses yang disebut sinapsis. Pembentukan ^pa- sangan bersifat eksak dan

titik-demi-titik

^kecuali kombinasi XY. Pasangan-pasangan homolog kemu- dian berpisah menjadi dua sel anak. Segera sesudah- nya, terjadi meiosis II yang memisahkan kromosom ganda (skter chromatid) tersebut' ^Karena itu, setiap gamet mengandung ²³ kromosom.

Crossover

Crossouer (tukar-silang), suatu _Proses yang penting

dalam

meiosis

I,

^adalah

pertukaran

^segmen-

segmen kromatid antara pasangan kromosom yang homolog (Gambar 2.3 C). Segmen-segmen kromatin putus dan dipertukarkan sewaktu kromosom ho- molog memisah. ^Sewaktu terjadi pemisahan,

titik-

titik

pertukaran menyatu

untuk

sementara ^dan membentuk

struktur

seperti

huruf X

^(kiasma;

Gambar 23C). Umumnya terjadi sekitar 30 sampai 40 ^crossover (satu atau dua per kromosom) ^antara gen-gen yang terpisah jauh di ^satu kromosom pada setiap pembelahan meiotik I.

Akibat

pembelahan

meiotik, (")

variabilitas genetik ditingkatkan melalui tukar-silang yang ^me- nyebabkan redistribusi bahan genetilg dan melalui distribusi acakkromosom homolog ^{ke sel anak; dan}

(b)

setiap sel germinativum mengandung jumlah kromosom yang haploid ^{sehingga saat} pembuahan jumlah diploid 46 terpulihkan.

Badan Polar

Juga selama meiosis, satu oosit primer menghasilkan empat sel anak, masing-masing dengan 22 kromosom plus ¹ kromosom

X

^(lihat Gambar 2.4A). Namun, hanya satu dari sel anak

ini

berkembang menjadi gamet dewasa,

oosit; tiga

^sisanya, badan polar, hanya mendapat sedikit sitoplasma dan mengalami

t8 Bagian Satu .'r. Embriologi Umum

Oosit primer setelah replikasi DNA

,/-

^--

[fl,) Pasangan [}'$

Pembentukan

'***:h\'::,.",,.

\ v f

nemberahan

-\ -

^,/

tr, \

^__,,

D. e,'

Kromosom berstruktur ganda mulai

memisah

meiotik I

Spermatosit primer setglah replikasi DNA

t\

f Aa))

\{)

peri66ilrran

pasangan dimulai

Sel mengandung 23 kromosom berstru ktu r-ganda

Sel mengandung 23 kromosom tunggal

#arnban 2.3 Pembelahan meiotik pertama dan kedua. A. Kromosom homolog saling mendekati. B. Kromosom homolog berpasangan, dan setiap anggota dari suatu pasangan terdiri dari dua kromatid. C. Kromosom-kromosom homolog yang berpasangan secara erat saling bertukar fragmen kromatid (crossover, tukar-silang). Perhatikan kiasma. D. Kromosom berstruktur ganda mulai terpisah. E. Anafase dari pembelahan meiotik pertama. l,G. Selama pembelahan meiotik kedua, kromosom berstruktur ganda terpisah di sentromer. Pada akhir pembelahan, kromosom di masing-masing dari empat sel anak tersebut berbeda satu sama lain.

(22 + x)

6arnhar 2"4 Proses-proses yang terjadi selama pembelahan maturasi pertama dan kedua. A. Sel germinativum primitif pada wanita (oosit primer) menghasilkan hanya satu gamet matang, oosit matur. B. Sel germinativum primitif pada pria (spermatosit primer) menghasilkan empat spermatid yang semuanya berkembang menjadi spermatozoa.

Sel-sel ini mengandung 46 kromosom berstruktur ganda

Pembelahan Maturasi Pertama

**'ffi'

oosit I \

Tffi*h

Bab 2 .:. Gametogenesis: Perubahan Sel Germinativum menjadi Gamet ^{Pria dan} Wanita t9 degenerasi pada perkembangan selanjutnya. Demi-

kian juga, satu spermatosit

primer

menghasilkan empat seil anak, dua dengan 22 kromosom plus

I

kromosom X dan dua dengan 22 kromosom plus

I

kromosom

Y

^(Gambar

2.48).

^{Namun, berbeda}

dengan pembentukan oosit, keempat sel tersebut berkembang menjadi gamet matang.

KorelasiKlinis

Cacat Lahir dan Abortus Spontan: Faktor Kromosom dan Genetik

Kelainan kromosom yang dapat ^mengenai

jumlah atau struktur,

adalah penyebab

penting

cacat

lahir dan

abortus spontan.

Diperkirakan bahwa 50% konsepsi berakhir dengan abortus spontan dan bahwa 50% dari

j anin abortus ini mengidap kelainankromosom mayor. I(arena

itu,

sekitar 25% konseptus menderita cacat kromosom mayor' I(elainan kromosom terseringpada janin abortus adalah 45,X (sindrom Turner), triploidi, dan trisomi

16. I(elainan kromosom merupakan penyebab

7%

cacat

lahir mayor, dan mutasi

gen menyeb abk an 8o/o lainnya.

Kelainan Jumlah

Sel somatik ^manusia normal mengandung ⁴⁶ kromosom; gamet normal mengandung ²³

kromosom. Sel somatik normal

bersifat

diploid, atau 2n; gamet normal

^adalah

haploid,

atatr

n. Euploid

merujuk ^kepada

semua kelipatan bulat ^zr misalnya diploid atau

triploid.

Aneuploid

merujuk kepada ^semua jumlah kromosom yang bukan euploid; ^kata ini biasanya digunakan jika terdapat tambah- an satu kromosom

(trisomi)

atau terjadi ke- hilangan satu kromosom

(monosomi).

I(e- lainan dalam jumlah kromosom dapatberasal sewaktu pembelahan

meiotik

atau mitotik.

Pada meiosis, ^dua anggota dari satu pasangan kromosom homolog dalam ^keadaan normal akan memisah ^selama pembelahan meiotik

pertama sehingga masing-masing sel anak menerinia satu anggota dari setiap _Pasangan (lihat Gambar 2. 5A). Namun, kadang-kadang pemisahan

tidak terjadi

(nonilisiunction),

dan

kedua anggota

dari

suatu _Pasangan bergerak ke salah satu sel (Gambar 2.58,C).

Akibat

nondisjunction kromosom, satu sel

menerima

24

kromosom,

dan

_{Yang lain} menerima 22br,:,kan 23 (normal). Jika ^saat pembuahan, sebuah gamet yang memiliki ²³ kromosom menyatu dengan sebuah gamet dengan

24

atau

22

^{kromosom, hasilnya}

adalah individu dengan 47

^kromosom

(trisomi)

atau 45 kromosom (monosomi)' Nondisjunction yang

terjadi

selama pem- belahan meiotik pertama atau kedua pada sel germinativum, dapat me"ngenai otosom atau

kromosom

seks.

Pada wanita,

^insidens

kelainan kromosom, term asttkno ndisj unction, meningkat seiring dengan usia, terutama pada usia 35 tahun ^atau lebih.

Kadang-kadang, nondisjunction terjadi sewaktu mitosis

(mitotic

nonilisiunction) pada sebuah sel mudigah selama tahap-tahap paling awal pembelahan sel. I(eadaan

ini

menghasilkan mosaikisme,

yaitu

^sebagian sel

memiliki

jumlah kromosom abnormal

dan

yang lainnya normal.

lndividu

^yang terkena

mungkin

memperlihatkan sedikit

atau banyak ciri sindrom tertentu, b ergantung pada

jumlah sel yang

terkena

dan

^dis-

tribusinya.

Kadang-kadang kromosom Putus, ^dan potongan dari satu kromosom melekat ^ke

kromosom lain. Translokasi ini

^dapat

seimbang (balanceil), yaitu pemutusan ^dan penyambungan kembali terjadi antara dua kromosom tetapi

tidak

ada bahan genetik

penting yang hilang dan individu

^yang

bersangkutan normal; atau tak-seimbang, yaitu satu bagian dari ^suatu kromosom ^lenyap

dan fenotipe yang terbentuk

^menjadi

20 Bagian Satu

.i.

Embriologi Umum

berubah. Sebagai contoh, translokasi tak- seimbang antara lengan panjang kromosom 14

dan2l

selama meiosis I atau

II

menghasil-

kan

gamet dengan salinan tambahan kro- mosom

21,

salah satu penyebab sindrom Down (lihat Gamb ar 2.6). Translokasi sering terjadi antara kromosom 13, 14,15, 21, dan

22

karcna kromosom-kromosom

ini

ber- kelompok sewaktu meiosis.

Trisomi

2l

^(Sindrom Down)

Sindrom Down

biasanya disebabkan oleh adanya tambahan salinan

kromosom 2l

(trisomi 2f)

^(lihat Gambar 2.7). Gambaran anak dengan sindrom Down mencakup retar- dasi pertumbuhan; retardasi mental dengan derajat bervariasi; kelainan kraniofasiaf ter- masuk kelopak mata

sipit ke

atas, lipatan epikantus (lipatan

kulit

tambahan

di

sudut me&al mata), wajah datar, dan telingakecil; cacat jantung; _dan hipotonia (lihat Gambar 2.8).

Oosit primer atau spermatosit : setelah duplikasi DNA

46

kromosom

^!

berstruktur ganda

23 kromosom

tunggal ', 24 22 ',

^)z

kromosom kromosom

A

B

24 22

²⁴

c

Para

individu ini

^juga memperlihatkan pe- ningkatan insidens leukemia, infeksi, disfungsi

tiroid,

dan penuaan dini. Selain itu, hampir semua memperlihatkan tanda-tanda penyakit Alzheimer setelah usia 35 tahun. Pada 95o/o

kasus, sindrom ini disebabkan oleh trisomi 21 karena nondisjunction meiotik, dan pada 7 5o/o

dari

kasus-kasus

ini,

nondisjunction terjadi sewaktu pembentukan oosit. Insidens sin- drom Down sekitar 1 dari 2.000 konseptus untuk wanita berusia kurang dari 25 tahun.

fusiko ini meningkat seiring dengan usia ibu dari 1 dalam 300 pada usia 35 menjadi I dalam 100 pada usia 40 tahun.

Pada sekitar 4% kasus sindrom Down, terjadi translokasi tak-seimbang antara kro- mosom

21

dan kromosom 13, 14, atau ¹⁵ (Gambar

2.6).

Sisa

l%

disebabkan oleh mosaikisme

yang ditimbulkan oleh

^non-

disjunction mitotik. Para individu ini memiliki sel yang jumlah kromosomnya normal dan

el

f 1

Nondisiunbtion

pada , -

Nondisiunction pada Pembelahan meiotik normal

r

pembelahan meiotik

I r

pembelahan meiotik ll

v r,t

tt

i\llr i\, v

/l il fi\ ;0

^tl

A /r*^ i/Y*^ ilF-'n

r I r t;lt tt i u r!

I I { lill ll i l} ,l

Gambar 2.5 A. Pembelahan maturasi normal. B. Nondisjunction pada pembelahan meiotik pertama. C. Nondisjunctlon ^pada pembelahan meiotik kedua.

Bab 2

*

Gametogenesis: Perubahan Sel Germinativum menjadi Gamet ^{Pria dan}

Wanita

^2l

A t

I k

W I

I IJ

LJ I

H

t(14;21)

21

ir

^*1

123 )i' lf

ii )l tr tr tf lr ir lr

6789101112x

*l 1t \ r{

}I

it lf ll

tf

_dl

13 14 15

^{16 17 18}

ra tf

!f

tl 19 21

Gambar 2.6 A.Translokasi lengan panjang kromosom 14 dan 21 di sentromer. Hilangnya lengan pendek secara klinis tidak signifikan, dan individu yang bersangkutan secara klinis normal, meskipun mereka berisiko menghasilkan keturunan dengan trlnslokasi tak-seimbang. ^B. Kariotipe translokasi kromosom 21 ke-l4yang menghasilkan sindrom Down'

3p

ff\i F#

#nfr

qr _ff*

IO

mffi Ffffi ffi

^+l$

15

#ffi *m

EfrE #

_H

.'4

^..q

.dff

J

ffi

#+il+

*dJXa

I

fHt

*

t$fr

22

^Bagian Satu .1. Embriologi Umum

#* S l*'

14

:i

^{+ +}

frH

^dr

n l&,#'

#

ifl fir#t

1

ffift

#F 6H

t)

"f

ih

_#r

ffi

_'t#

r## tr:

tlr * 13

##F

&#

fib I

ffi#

f, fu'

f;x

_{.s.+* slf}

11

5

**# #E

r1_;" il

12

#ry hffi

I

¹⁰

EH

t*ffi

dH

7

ffiffi mffi

17

fl tr

ffi#

ffiffi

_fllf

X 4H rft

*

s**"

ffih'@

16

GI

a Fl

^l^I

21

²²

#!* ft H

20 +

#p

_*i+

I,

19

Garnbar 2"y ^{Kariotipe trisomi 21,} sindrom Down.

+d '#

fuF

"{t

tr.

Gambar 2.9 A,B.Anakdengan sindrom Down,yang ditandaioleh wajah datardan lebar,fisura palpebra oblik,epikantus,dan bibir bawah beralur. C. Ciri lain sindrom Down adalah tangan yang gemuk dengan satu alur transversal atau simian crease. Banyak anak dengan sindrom Down mengalami retardasi mental dan mengidap kelainan jantung kongenital.

ilr

*

Bab 2 ^.1. Gametogenesis: Perubahan Sel Germinativum menjadi Gamet Pria dan Wanita 23

sebagian

lagi selnya bersifat

aneuploid.

Mereka

mungkin

memperlihatkan sedikit atau banyak ciri sindrom Down.

Trisomi 1B

Pasien dengan

trisomi

18 memperlihatkan gambaran

berikut:

retardasi mental, cacat jantung kongenital, telinga letak rendah, dan fleksi

jari

tangan dan tangan (lihat _Gambar

2.9).

Selaln

itu,

pasien sering mengalami mikrognatia, anomali ginjal, sindaktili, dan malformasi sistem rangka. Insidens kelainan

ini

adalah sekitar

I dari

5.000 neonatus.

Delapan puluh lima persen meninggal pada usia kehamilan antara 10 minggu dan aterm, sedangkan mereka yang lahir biasanya me- ninggal pada usia 2 bulan.

Trisomi 13

I(elainan utama pada

trisomi 13

adalah retardasi mental, holoprosensefalus, cacat jantung kongenital, tuli, bibir ^dan langit-langit sumbing, dan cacat mata, misalnya mikrof-

talmia,

anoftalmia,

dan koloboma

^(lihat Gambar 2.10). Insidens kelainan

ini

adalah

Gambar 2.9 ^Foto anakdengan trisomi 18. Perhatikan oksiput yang menonjol, bibir sumbing, mikrognatia, telinga letak- rendah, dan satu atau lebih jari tangan fleksi.

sekitar 1 dari 20.000 kelahiran hidup, dan lebih dari 90o/o bayi

ini

meninggal pada bulan per- tama setelah lahir.

Sindrom Klinefelter

Gambaran

klinis sindrom Klinefelter

yang ditemukan hanya pada

pria dan

biasanya terdeteksi saat pubertas, yaitu sterilitas, atrofi testis, hialinisasi

tubulus

seminiferus, dan biasanya ginekomastia. Sel-sel memiliki 47 kro- mosom dengan satu komplemen kromosom

seks tipe XXY, dan satu badan kromatin seks (badan

Barr

yang dibentuk oleh pemadatan kromosom seks yang mengalami inaktivasi.;

badan Barr juga terdapat pada wanita normal) ditemukan pada B0% kasus (lihat Gamb ar 2.1 I) ^. Insidensnya adalah sekitar

1 dari

500 pria.

Nondisjunction homolog

XX

adalah penyebab

tersering.

IGdang-kadang

pasien

^dengan

sindrom Klinefelter memiliki 48 kromosom:

Gambar 2.10 Anak dengan trisomi 13. Perhatikan bibir sumbing bilateral, dahi ^landai, dan anoftalmia.

24 Bagian Satu

*

Embriologi Umum

I,!li

:

l:iL: I !

Gambar 2.1 1 Pasien dengan sindrom Klinefelter yang memperlihatkan perkembangan phallus (penis) normal tetapi dengan ginekomastia (pembesaran payudara).

44 otosom dan

4

kromosom seks (XXXY).

Meskipun retardasi mental bukan merupakan gambaran umum sindrom ini, semakin banyak terdapat kromosom

X

semakin besar ke- mungkinan terjadinya gangguan mental.

SindromTurner

Sindrom Turner,

dengan

kariotipe

45,X, adalah satu,satunya monosomi yang masih memungkinkan kehidupan.

Namun,

98o/o

janin dengan sindrom ini mengalami abortus spontan. Beberapa

yang

bertahan hidup

memiliki

penampilan

jelas wanita

^(lihat

Gambar 2,L2) dan ditandai oleh tidak adanya ovarium (disgenesis gonad) dan perawakan pendek. I(elainan lain yang sering ditemukan adalah leher bersayap, limfedema ekstremitas,

Gambar 2.12 Pasien dengan sindrom Turner. Karakteristik utama adalah leher bersayap, perawakan pendek, dada ^lebar, dan tidak terjadinya pematangan ^seksual.

kelainan tulang, dan dada lebar dengan puting

terp is ah ^j auh. S ekitar 5 5 ^o/o w anlta y anq t erke na

bersifat monosomik

untuk X dan

badan kromatin negatif karena nondisjunction. Pada B0% daripara wanita ini, penyebabnya adalah nondisjunction pada gamet pria' ^Pada wanita sisanya, penyebabnya adalah kelainan struk- tural kromosom

X

atau nondisjunction mitosis yang menyebabkan mosaikisme

SindromTriple X

Pasien dengan

sindrom triple X

bersifat

infantil,

dengan

haid sedikit dan

^sedikit

banyak mengalami retardasi mental. Mereka memiliki dua badan kromatin ^seks

di

dalam sel mereka.

ir"!.f. I _'

Hl'ti i

^I

llrt{,[I- - ..i '

lil i,${1, r ⁱ

Bab 2

*

Gametogenesis: Perubahan Sel Germinativum menjadi Gamet Pria dan

Wanita

25

,Gambar 2.13 Pasien dengan sindrom Angelman akibat mikrodelesi pada kromosom 15 dari ibu.Jika defek diwarisi di kromosom ayah,yang terjadi adalah sindrom Prader-Willi (Gambar 2.14).

Kelainan

Struktur

Kelainan struktur kromosom,

yang me- ngenai satu atau lebih kromosom, biasanya terjadi akibat putusnya kromosom. Putusnya kromosom disebabkan oleh faktor lingkung- an, misalnya virus, radiasi, dan obat. Akibat dari pemutusan ini bergantung pada apa yang terjadi pada potongan-potongan kromosom tersebut. Pada sebagian kasus, bagian yang putus lenyap, dan bayi dengan delesi parsial kromosom

ini

mengalami kelainan. ^Suatu sindrom terkenal, akibat delesi parsial lengan pendek kromosom

5,

^adalah cri-du-chat syndrome

(uy

oJ

the

cat).

Anak

dengan kelainan

ini

menangis seperti kucing, dan mengidap mikrosefalus, retardasi mental, serta kelainan jantung kongenital. Banyak sindrom

lain

yang

relatif

jarang _dijumpai

diketahui

disebabkan

oleh delesi

parsial kromosom.

Mikrodelesi yang hanya mengenai bebe-

rapa gen yang berdekatan, dapat

^me-

nyebabkan sindrom mikrodelesi

^atau

contiguous gene syndrome. Tempat-tempat

delesi terjadi yang disebut contiguous ^gene complexes, dapat diketahui dengan high- resolution

chromatin baniling.

Salah satu contoh mikrodelesi adalah yang

terjadi

di

lengan panjang kromosom 15 (tSqtl-

15q13). Mewarisi delesi

di

kromosom ibu menyebabkan sindrom Angelman, dan anak

yang

bersangkutan

mengalami

^retardasi mental,

tidak

dapat berbicara, mengalami gangguan perkembangan motorik, dan rentan terhadap serangan tertawa yang spontan dan berkepanjangan

(lihat

Gambar 2.13). _Jika

cacat diwariskan di kromosom ayah, timbullah

sindrom Prader-Willi; individu

yang ter- jangkit memperlihatkan hipotonia, obesitas, retardasi mental, hipo gonadisme, dan kriptor- kidismus (lihat Gambar

2.I4).

I(arakteristik yangdiekspresikan secaraberbedaberdasarkan apakah bahan genetik berasal dari

ibu

^atau

ayah adalah contoh dafi genomic imprinting.

Contiguous gene syndrome lainnya mungkin

diwarisi dari kedua orang tua,

^termasuk

sindrom Miller-Dieker

(lissensefalus, ke- terlambatan perkembangan,

kejang,

serta

25 Bagian Satu

.f.

Embriologi Umum

Ganrb;lr ?.'t4 Pasien dengan sindrom Prader-Willi akibat mikrodelesi

di

kromosom 15 ayah. Jika defek diwarisi di kromosom ibu, yang terjadi adalah sindrom Angelman (Gambar 2.13).

kelainan jantung dan wajah yang terjadi akibat delesi

di lTpB)

dan sebagian besar kasus

sindrom velokardiofasial

(Shprintzen) (cacat palatum, cacat jantung konotrunkal, keterlambatan bicara, gangguan belajar, dan gangguan mirip-skizofrenia akibat delesi di

22qIt).

Fragile sites (bagian yang rapuh) adalah bagian kromosom yang mudah memisah atau putus di bawah manipulasi sel tertentu. Sebagai contoh, bagian yang rapuh dapat diperlihatkan dengan membiakkan limfosit dalam medium defisien folat. Meskipun banyak ditemukan tempat rapuh dan

terdiri

dari pengulangan

CGG, hanya tempat di lengan

^panjang

kromosom X (Xqz7) yang

dilaporkan

berkaitan dengan perubahan fenotipe dan disebut

fragile X

^syndrome

(sindrom X

rapuh). Fragile

X

syndrome ditandai oleh retardasi mental, telinga besar, rahang ^me- nonjol, dan iris biru pucat. Pria lebih sering terkena daripada wanita ⁽ 1 per ^1.000 versus ¹ per 2.000), yang mungkin menjadi penyebab lebih banyaknya pria pada populasi retardasi mental. Fragile

X

syndrome hanya kedua di bawah

sindrom Down

sebagai penyebab retardasi mental akibat kelainan kromosom.

Mutasi Gen

Banyak malformasi kongenital pada manusia bersifat herediter, dan ^sebagian jelas mem- perlihatkan pola pewarisan mendelian. ^Ba- nyak cacat lahir disebabkan secara langsung oleh perubahan dalam struktur atau fungsi satu gen, sehingga disebut mutasi gen tunggal (single gene mutatioz). Jenis cacat

ini

di- perkirakan menjadi penyebab sekitar B%

semua malformasi pada manusia.

Dengan pengecualian kromosom X danY

pada pria, gen terdapat berpasangan, atau alel sehingga terdapat

dua

dosis

untuk

^setiap

determinan genetik: satu dari

ibu

dan ^satu

dari

ayah.

Jika gen mutan

menghasilkan kelainan hanya dengan satu dosis, meskipun terdapat alel normal, mutasi tersebut bersifat dominan. Jika kedua alel harus abnormal (dosis ganda) ^atau jika mutasi terkait-X pada pria, mutasi ini adalah mutasi resesif. Faktor- faktor pemodifikasi dapat menyebabkan gra- dasi efek gen mutan.

Aplikasi teknik

biologi

molekular telah meningkatkan pengetahuan kita tentang gen-

gen penyebab perkembangan normal. Se-

baliknya, analisis genetik terhadap sindrom- sindrom pada manusia telah memperlihatkan bahwa mutasi di banyak gen yang sama ini menyebabkan sebagian kelainan kongenital dan penyakit anak. I(arena

itu,

keterkaitan

Bab 2

*

Gametogenesis: Perubahan Sel Germinativum menjadi Gamet Pria dan Wanita 27

antara gen-gen kunci dalam perkembangan dan peran gen-gen tersebut dalam sindrom klinis kini menjadi semakin jelas.

Selain menyebabkan malformasi konge-

nital,

mutasi dapat menyebabkan kelainan bawaan metabolism e (inborn error of meta- bolism); Penyakit golongan ini, dengan yang paling dikenal antara

lain

adalah fenilketo-

nuria,

homosistinuria,

dan

galaktosemia, sering disertai oleh atau menyebabkan retar- dasi mental dengan derajat bervariasi.

Teknik Diagnostik

untuk

Mengidentifi kasi Kelainan Genetik Analisis sitogenetik digunakan untuk me- nilai jumlah dan integritas kromosom. Teknik

ini

memerlukan sel yang sedang membelah, yang biasanya berarti membuat biakan sel yang dihentikan pada metafase dengan pem- berian bahan

kimia.

I(romosom diwarnai dengan Giemsa untuk memperlihatkan pola pita terang dan gelap (G-bands; Gambar 2.6) yang khas

untuk

setiap kromosom. Setiap pita mewakili

5

sampai 10

x

106 pasangan basa

DNA

yang mungkin mencakup bebe- rapa hingga ratusan gen. Baru-baru ini dikem-

bangkan high-resolution metaphase ^b anding technique yang memperlihatkan lebih banyak

pita

(mewakili potongan

DNA

yang lebih

pendek)

sehingga dapat digunakan untuk mendiagnosis delesi kecil.

Teknik-teknik molekular

baru,

misalnya fluorescence

in situ lrybridizatior (ffSH),

menggunakan pelacak

DNA

spesifik untuk mengidentifikasi

ploidi

beberapa kromosom tertentu. Pelacak berfluoresensi dihibridisasi

ke

kromosom atau

lokus

genetik dengan menggunakan sel di kaca objek, dan hasilnya dilihat di bawah mikroskop fluoresens (lihat

Gambar 2.15). Pengecatan

kromosom

adalah teknik yang menggunakan pelacak ber- fluoresens untuk mengenali bagian-bagian di

sepanjang kromosom (Gambar 2. 1 58). Teknik ini dapat mengidentifikasi translokasi dan tata-

ulang

(rearrangements) antara kromosom-

kromosom. Spectral karyotype

analysis

(SI(f,

analisis

kariotipe spektral)

adalah

teknik

dengan menghibridisasi setiap kro- mosom ke suatu pelacak berfluoresens unik dengan warna berbeda. Hasilnya kemudian dianalisis oleh komputer.

Gambar 2.15 A. Fluorescence in situ hybridization, dengan menggunakan pelacak untuk kromosom 21 (titik merah). Perhatikan bahwa terdapat tiga titik merah di masing-masing selyang menunjukkan trisomi 21 (sindrom Down). Titikhijau merupakan pelacak kontroluntuk kromosom 13. Dua sel bertumpang tindih dikanan bawah,menimbulkan kesan adanya banyak pelacak. B.Pengecatan kromosom yang memperlihatkan tata-ulang antara kromosom 4 dan 14.

28 Bagian Satu .1. Embriologi Umum

Sel germinativum primordial

Oogenesis

Pematangan Oosit Dimulai ^Sebelum Lahir

Pada

wanita

genetik, setelah

tiba di

gonad ^sel germinativum primordial berdiferensiasi menjadi

oogonia (lihat Gambar 2.16A,8).

Sel-sel ini mengalami sejumlah pembelahan mitotik, dan pada

akhir bulan ketiga

^sel-sel

ini

tersusun dalam kelompok-kelompok

yang dikelilingi oleh

^satu

lapisan sel epitel gepeng

(lihat

Gambar 2.17 dan

2.18).

Sementara semua

oogonia dalam

^satu

kelompok mungkin ^berasal dari satu ^sel, sel epitel gepeng yang dikenal ^sebagai sel

folikular,

berasal dari epitel permukaan yang menutupi ovarium'

Sebagian besar oogonia terus membelah dengan

mitosis, tetapi

sebagian

di

^{antaranya terhenti}

pembelahannya pada tahap profase meiosis

I

dan membentuk

oosit primer

^(Gambar

2.16C

^dan

2.17A). Selama beberapa bulan kemudian, jumlah oogonia meningkat pesat, dan pada akhir bulan kelima perkembangan pranatal,

jumlah total

^sel germinativum

di ovarium

^{mencapai maksimal,} diperkirakanberjumlah ⁷ juta. Padawaktu ini, sel-sel mulai mati, ^dan banyak oogonia serta oosit primer

Oosit primer pada profase

menjadi atretik. ^Pada bulan ketujuh, sebagian besar

oogonia telah mengalami

degenerasi ^kecuali beberapa yang terletak dekat dengan ^permukaan.

S emua o osit primer yang bertahan hidup ^{telah masuk} ke tahap profase meiosis

I,

dan sebagian besar di antaranya masing-masing

dibungkus oleh

^satu

lapisan sel epitel gepeng (Gambar

2.178).

Oosit

primer,

bersama dengan

sel epitel

gepeng di sekitarnya, dikenal sebagai folikel

primordial

^(lihat

Gambar 2.I8A).

Pematangan Oosit Berlaniut ^Saat Pubertas

Menjelang kelahiran, semua

oosit primer

^telah

memulai profase meiosis

I,

tetapi sel-sel

ini

tidak melanjutkan pembelahan ke tahap metafase namun masuk ke stadium

diploteq

suatu tahap istirahat selama profase yang ditandai oleh adanya jala-jala

kromatin

^(Gambar

2.17C).

^Oosit

primer

^tetap

tertahan di p rof as e d an ti dak menuntaskan ^{p emb} elahan meiotik ytertama ^{mereka sebelum} pubertas ^tercapai' I(eadaan tertahan

ini ditimbulkan oleh

oocyte

I

+ Pembelahan

mitotik

Gambar 2.16 Diferensiasi sel germinativumprimordial menjadi oogoniaberawal segerasetelahsampainyasel-sel tersebutdi ovarium. pada bulan ketiga perkembangan, sebagian oogonia menghasilkan oosit primer yang masuk ke tahap profase pembelahan meiotik pertama. profase ini dapat berlangsung hingga 40 tahun atau lebih dan hanya selesai ketika sel memulai pematangan akhirnya. Selama periode ini oosit primer ini membawa 46 kromosom berstruktur-ganda.

PERUBAHAN MORFOLOGIS SELAMA PEMATANGAN GAMET

Oogonium

Bab 2

*

Gametogenesis: Perubahan Sel Germinativum menjadi Gamet Pria dan Wanita 29

Epitel permukaan ovarium Oosit primer dalam keadaan

istirahat (stadium diploten) Sel

epitel gepeng

Oogonia

Oosit primer dalam

profase

_{,- _ \'t.}

pembelahan _.,;,

\'

meiotik I

-f"1

_\:)),,⁾

AI

Gambar 2.17 Potongan ovarium pada berbagai tahap perkembangan. A. Oogonia terdapat dalam kelompok-kelompok di bagian korteks ovarium. Sebagian memperlihatkan mitosis; yang lain telah berdiferensiasi menjadi oosit primer dan masuk ke

tahap profase pembelahan meiotik pertama. B. Hampir semua oogonia telah berubah menjadi oosit primer pada profase pembelahan meiotik pertama. C.Tidak terdapat oogonia. Setiap oosit primer dikelilingi oleh satu lapisan sel folikular, membentuk folikel primordial. Oosit telah masuk ke tahap diploten profase, yaitu suatu tahap dengan keadaan oosit yang tetap demikian hingga sesaat menjelang ovulasi. Setelah itu barulah oosit tersebut masuk ke tahap metafase pembelahan meiotik pertama.

Awal zona pelusida

{t,' t t,

tt {

";7

Jaringan ikat ovarium

2j

A Folikel primordial

B

_{^Fotiket 'sedang} ^yang

tumbuh

C

Folikel primer

Gambar 2.18 A.Folikel primordial yang terdiri dari satu oosit primer dikelilingi oleh satu Iapisan sel epitel gepeng. B. Folikel stadium pre-antralatau primer diniyang direkrut dari cadangan folikel primordial.Sewaktu folikeltumbuh,sel-sel folikular menjadi kuboid dan mulai mengeluarkan zona pelusida yang tampak sebagai bercak ireguler di permukaan oosit. C. Folikel primer matur (pre-antral) dengan sel folikular membentuk lapisan sel granulosa di sekitar oosit dan adanya zona pelusida yang jelas.

,-

n

t'

I

tl

,l

q

t I

Bulan ke-4 Bulan ke-7 Neonatus

Zona pelusida

tt'

30

^{Bagian Satu}

'!'

Embriologi Umum

maturation

inhibition (OUf),

suatu peptida kecil yang dikeluarkan oleh sel folikular.Jumlah total oosit primer saat lahir dip erkirakan b ervariasi dari 600. 000 sampai 800.000. Selama masa anak-ana[ ^sebagian besar oosit menjadi atretik; hanya sekitar 400.000 yang ada pada permulaan pubertas, dan kurang dari 500 yang akan diovulasikan. ^Sebagian oosit yang mencapai kematangan pada tahap kehidupan lanjut telah berada dalam keadaan dorman pada stadium diploten pembelahan meiotik pertama selama 40 tahun atau lebih sebelum ovulasi. Tidak diketahui apakah stadium diploten adalah fase paling cocok untuk melindungi oosit dari pengaruh lingkungan.

Kenyataan bahwa risiko memiliki anak dengan ke- lainan kromosom meningkat ^seiring dengan usia ibu menunjukkan bahwa oosit primer rentan terhadap kerusakan sewaktu menjadi tua.

Saat pubertas, terbentuk cadangan folikel yang

terus tumbuh dan

dipertahankan

oleh

pasokan folikel primordial. ^Setiap bulan, 15 sampai 20 folikel yang terpilih dari cadangan tersebut memulai proses pematangan, melewati tiga stadium: ^{( 1)} primer atau

pre-antraf (2)

sekunder atau antral, dan (3) pre- ovulasi (folikel Graaf). Stadium antral ^{adalah sta-}

dium

yang paling lama, sedangkan stadium _Pre- ovulasi berlangsung selama sekitar 37 jam sebelum ovulasi. Sewaktu oosit primer mulai tumbuh, ^sel-sel folikel di sekitar berubah dari gepeng menj adi kub oid dan berproliferasi untuk membentuk epitel berlapis, yaitu sel granulosq ^dan unit yang terbentuk disebut

folikel primer

^{(Gambar 2.I8B,C). Sel granulosa}

terletak pada membrana basalis yang memisahkan

sel ini dari sel stroma di sekitarnya yang membentuk teka

folikuli.

Sel-sel granulosa dan oosit juga menge- luarkan satu lapisan glikoprotein dipermukaan ^oosit,

membentuk

^zonLa

pelusida (Gambar 2.I8C)'

Sewaktu folikel terus tumbuh, sel-sel teka folikuli tersusun membentuk ^satu lapisan dalam sel sekre- torik, teka interna, ^{dan satu} kapsul fibrosa di bagian luar, teka eksterna. ^Sel-sel folikel juga membentuk tonjolan-tonjolan kecil mirip-jari yang ^menembus zona pelusida dan berjalin dengan mikrovilus dari

membran plasma oosit. Prosesus ini penting untuk transpor bahan dari sel folikular ^ke oosit.

Seiring

dengan berlanjutnya perkembangan, muncul rongga-rongga terisi cairan di antara ^sel-sel granulosa. Penyatuan ruang-ruang ini menghasilkan

antrum, dan folikel

^dinamai

folikel

sekunder (vesikular). Pada awalnya antrum berbentuk bulan sabit, tetapi seiring dengan waktu, ruang

ini

mem- besar (Gambar 2.19). Sel granulosa yang ^menge-

lilingi

oosit tetap

utuh

dan membentuk kumulus ooforus. Setelah matang, folikel sekunder mungkin bergaris tengah 25

mm

atau lebih. Folikel

ini

di- kelilingi oleh teka interna yang

terdiri

dari ^sel-sel dengan

ciri

sekresi steroid, kaya pembuluh ^darah, dan teka eksterna yang secara bertahap menyatu dengan stroma ovarium (Gambar 2.19).

Pada setiap siklus ovarium, sejumlah folikel mulai berkembang, tetapi biasanya hanya satu yang men-

capai kematangan sempurna. Yang lain berdegenerasi dan menjadi atretik (Gambar

2.I9C).I(etika

folikel sekunder telah matang, lonj akan luteining hortnone

(r,rr)

akan memicu fase pertumbuhan preovulasi.

Meiosis

I

tertuntaskan sehingga terbentuk dua ^sel anak dengan ukuran b erbeda, masing-masing dengan

23

kromosom berstruktur ganda

(lihat

Gambar

2.20A,8). Satu sel, oosit sekunder,

^mendapat

sebagian besar sitoplasma; yang lain, badan polar pertama, hampir tidak mendapat sitoplasma ^sama sekali. Badan polar pertama terletak antata zona pelusida dan membran sel oosit sekunder di ruang perivitelina (Gambar 2.208). ^Sel kemudian masuk ke meiosis

II

tetapi terhenti pada tahap ^metafase sekitar 3 jam sebelum ovulasi. Meiosis II diselesaikan hanya

jika oosit dibuahi; jika tida( sel

^akan

mengalami degenerasi sekitar 24 iamsetelah ovulasi' Badan polar pertama juga mengalami ^pembelahan kedua (Gambar 2.20C).

Spermatogenesis

Pematangan Sperma ^Di mulai ^{Saat Pubertas}

Spermatogenesis ^yang dimulai ^{saat pubertas,} men- cakup semua proses pengubahan spermatogonia

Antrum folikel

menjadi spermatozoa. Saat

lahir,

sel-sel germi- nativum pada bayi pria dapat dikenali di korda seks

(genjel seks) testis sebagai sel besar pucat yang dikelilingi ^{oleh sel} penunjang (lihat Gamb ar 2.21A).

Sel penunjang yang berasal dari epitel permukaan kelenjar dengan cara seperti sel folikular, menjadi sel sustentakular ^atau sel Sertoli (Gambar 2.21C).

Bab 2 .i. Gametogenesis: Perubahan Sel Germinativum menjadi Gamet ^{Pria dan} Wanita 3r

\'h:

_i* $ a&'i

iri

Se;!

a

Zona pelusida Kumulus ooforus

Gambar 2.1g A. Folikel stadium sekunder (antral). Oosit yang dikelilingi oleh zona pelusida, berada di tepi; telah terbentuk antrum akibat akumulasi ^cairan di ruang antarsel. Perhatikan susunan sel teka interna dan teka ^{eksterna. B.} Folikel sekunder matur (graaf). Antrum telah banyak ^membesar, terisi oleh cairan folikel, dan dikelilingi oleh lapisan-lapisan ^sel granulosa. Oosit terbenam dalam tumpukan sel granulosa, kumulus ooforus. C. Fotomikrograf folikel sekunder matur dengan antrum ^{(A) besar} terisi cairan dan garis tengah 20 mm ^(x65). CO, kumulus ooforus;5G, ^sel granulosa; fl, teka interna;AF,folikel atretik

Oosit

primer ^{it \{::},. \:rl

B ^"',,1

Segera sebelum pubertas, genjel seks membentuk suatu

lumen

dan menjadi

tubulus

seminiferus'

Pada waktu yang hampir

bersamaan, ^sel-sel germinativum

primordial

membentuk

sel

tunas spermatogonia. Dari populasi ^sel tunas

ini

muncul sel-sel dalam interval-interval yang teratur untuk membentuk spermatogonia

tipe A, dan

pem-

32 Bagian Satu

{.

Embriologi Umum

Zona pelusida

Oosit primer sedang membelah

A

Oosit sekunder dan badan polar 1

Badan polar sedang membelah

Gambar 2.20 Pematangan oosit. A. Oosit primer memperlihatkan gelendong pembelahan meiotik pertama. B. Oosit sekunder dan badan polar pertama.Membran nukleus lenyap.C.Oosit sekunder memperlihatkan gelendong pembelahan meiotik kedua.

Badan polar pertama juga sedang membelah.

Sel Sel germinativum penunjang

prrmordial

I

\ tr%$

..u- w ffiW

:d&

w .. w

_rSS ^."

#* w

&.

A

_I

.i!s

^'

Membrana basalis

Spermatosit primer dalam

profase

B

Gambar 2,21 A. Potongan melintang melalui korda primordial dan sel penunjang. B,C. Dua segmen dari spermatogenesis yang berbeda-beda.

q*#' r'*

-..:.. r

^4id'r

*"{-:\:i ,. \

C ^\\

P"mbelahan lipermaIogonla Spermatogonia sekunder

seks primitif pada neonatus pria yang memperlihatkan sel germinativum tubulus seminiferus dalam potongan melintang. Perhatikan tahap-tahap

bentukannya menandai dimularnya spermatogene- sis. Sel tipe A mengaiami pembelahan mitotik dalam jumlah terbatas untuk membentuk suatu klona sel.

Pembelahan sel yang terakhir menghasilkan sperma- togonia

tipe B

yang kemudian membelah untuk membentuk spermatosit

primer (lihat

Gambar

2.2I

dan Z.ZZ). Spermatosit primer kemudian me- masuki tahap profase yang berkepanjangan (ZZhari)

diikuti

oleh penuntasan secara cepat meiosis

I

dan membentuk spermatosit sekunder. Selama pem-

belahan meiotik kedua, sel-sel ini cepat membentuk spermatid haploid (lihat Gamb ar2.2I sampai

Z.n).

Di sepanjang rangkaian proses ini, sejak saat sel tipe

A

meninggalkan populasi sel tunas sampai pem- bentukan spermatid, sitokinesis berlangsung tidak sempurna sehingga generasi sel-sel selanjutnya di- satukan oleh jembatan sitoplasma. I(arena itu, pro- geni dari satu spermatogonium tipe A membentuk satu klona sel germinativum yang mempertahankan kontak selama diferensiasi (Gambar 2.22). Selain

Bab 2 ^eio Gametogenesis: Perubahan Sel Germinativum meniadi Gamet Pria dan Wanita 33 Spermatogonia

gelap tipe A Spermatogonia pucat tipe A Spermatogonia pucat tipe A Spermatogonia pucat tipe A Spermatogonia pucat tipe A

@

Spermatogonia tipe B Spermatosit primer

Spermatosit sekunder

Spermatid

Gambar 2.22 Spermatogonia tipe A,yang berasal dari populasi ^sel tunas spermatogonia,adalah sel-sel pertama dalam ^proses spermatogenesis. Terbentuk klona-klona ^sel, dan dalam setiap pembelahan selanjutnya terbentuk jembatan sitoplasma yang menyatukan sel-sel sampai masing-masing sperma dipisahkan dari badan residual. ^Pada kenyataannya, jumlah sel yang salinq berhubungan satu sama lain jauh lebih besar daripada yang diperlihatkan di gambar.

Spermatosit primer dalam keadaan

istirahat Spermatogonium

tipe B

"{:\

o(ffi) l

Mitotik

Spermatosit sekunder

/,:.#\

{:: L-J

C nPt

Gambar 2.23 Produk meiosis selama spermatogenesis pada manusia

34 Bagian Satu

*

Embriologi Umum

Spermatid tahap lanjut

Spermatid dini

Spermatosit pnmer Sel Sertoli Junctional complex

Spermatogonia pucat tipe A Spermatogonia gelap tipe A Spermatogonia tipe B Lamina basalis Sel peritubulus

Gambar 2,24 Sel Sertoli dan spermatosit yang sedang mengalami pematangan. Spermatogonia, spermatosit, dan spermatid tahap awal menempati cekungan di aspek basal sel; spermatid tahap lanjut terletak di ceruk dalam dekat apeks.

itu, spermatogonia dan spermatid tetap terbenam di

dalam ceruk

^(resesus)

sel Sertoli

selama per- kembangannya

(lihat

Gambar 2.24). Dengan cara

ini, sel Sertoli

menunjang

dan melindungi

sel

germinati\.um,

ikut

serta memberi nutrisinya, dan membantu pembebasan spermatozoa matur.

Spermatogenesis

diatur oleh produksi LH

(luteining hormone)

oleh

hipofisis.

LH

mengikat reseptor

di

sel Leydig dan merangsang produksi testosteron, yang pada gilirannya berikatan dengan

sel Sertoli untuk

mendorong spermatogenesis.

Follicle stimulating hormone

(fSH)

juga esensial karena pengikatan hormon

ini

ke sel Sertoli me- rangsang pembentukan cairan testis dan sintesis protein reseptor androgen intrasel.

Spermiogenesis

Serangkaian perubahan yang menyebabkan trans- formasi spermatid menjadi spermatozoa disebut spermiogenesis. Perubahan-perubahan

ini

men- cakup

(a)

pembentukan akrosom yang menutupi separuh p ermukaan nukleus dan mengandung enzim

untuk

membantu penetrasi

telur

dan lapisan di sekitarnya sewaktu fertilisasi (lihat Gambar 2.25);

(b)

pemadatan nukleus;

(c)

pembentukan ^leher, bagian tengah, dan

ekor;

dan

(d)

pengelupasan sebagian besar sitoplasma. Pada manusia, waktu yang diperlukan spermatogonia untuk berkembang menjadi spermatozoa matur adalah sekitar

74han,

dan sekitar 300

juta

sel sperma dihasilkan setiap harinya.

Bab 2 .i. Gametogenesis: Perubahan Sel Germinativum menjadi Gamet ^{Pria dan} Wanita 35

sentriol

>t

^'i./,.

r'i--\, \ eah,ani{ i}

coloi

$,*/rl

A

*"t'' '*-

Granula akrosom

Mitokondria r Bagian ekor

Bahan .oii:

cotoi s$+r

B _Struktur

cincin

Bagian tengah

Nukleus dibungkus oleh akrosom

Gambar 2.25 Tahap-tahap penting dalam transformasi spermatid manusia menjadi spermatozoa.

t

fl

! t

I

]t

ii

n

w#

uti i

j li

ti ri

,L]

C trt

{r

U'

v

I )i

ii

Ll

c

Oosit berinti tiga

A. Folikel primordial dengan dua oosit. B. Oosit berinti tiga. C. Berbagai jenis

Korelasi

Klinis

Gamet Abnormal

Pada manusia dan kebanyakan mamalia, satu folikel ovarium kadang-kadang mengandung dua atau tiga oosit primer yang jelas dapat dibedakan (lihat Gambar 2.26A). Meskipun dapat menghasilkan kembar dua atau ^tiga,

oosit ini

biasanya mengalami degenerasi sebelum matang. Pada kasus-kasus yang jarafig, satu oosit primer mengandung dua atau bahkan tiga nukleus (Gambar 2.268).

Oosit berinti (nukleus) ^{dua atau tiga} tersebut mati sebelum mencapai kematangan.

Berbeda dengan oosit atipikal, sperm atozoa abnormal sering ditemukan, dan hampir 10%

dari

semua spermatozoa memperlihatkan kecacatan. Kepala atau

ekor mungkin

^ab-

normal,

spermatozoa

mungkin

berukuran raksasa atau cebol, dan kadang-kadang ^dua spermatozoa

menyatu (Gambar

^2.26C).

Sperma dengan kelainan

morfologi

tidak memiliki kemampuan motilitas normal dan mungkin tidak ^dapat membuahi oosit.

Akrosom

ffiffi

Folikel primordial dengan dua oosit

Gambar 2.26 Sel germinativum abnormal.

spermatozoa abnormal.

36 Bagian Satu

*

Embriologi Umum

Jika telah

^{terbentuk sempurna,} spermatozoa masuk ke lumen tubulus seminiferus. Dari sini, sel

ini didorong ^{ke arah} epididimis oleh elemen-elemen kontraktil di dinding tubulus seminiferus. Meskipun pada awalnya hanya bergerak sedikit, spermatozoa memperoleh motilitas penuhnya di epididimis.

RINGKASAN

.d"-

r.

^Sel germinativum

primordial

muncul di

v' q

dinding yolk sac pada minggu keempat dan bermigrasi

ke

gonad

indiferen

(Gambar 2.1), tempat sel-sel tersebut tiba pada akhir minggu kelima. Sebagai persiapan untuk pembuahan, baik sel germinativum pria maupun wanita mengalami gametogenesis

yang

^mencakup

meiosis

dan

sitodiferensiasi.

Selama meiosis

I,

^kromosom

homolog

berpasangan

dan

mempertukarkan

bahan genetik;

selama

meiosis II, sel

tidak melakukan

replikasi DNA

sehingga

setiap

sel

memiliki jumlah kromosom

haploid

dan separuh dari jumlah DNA sel somatik normal (Gambar 2.3).

I(arena

itu,

gamet pria dan wanita matur masing- masing memiliki 22 kromosom plus kromosom X

atau22 kromosom plus kromosom Y.

Cacat lahir dapat terjadi akibat kelainan dalam iumlah ^atau

strukturkromosom

^dan akibat mutasi gen tunggal. Sekitar 7% cacat lahir mayor disebabkan oleh kelainan kromosom, danSo/o akibat mutasi gen.

Trisomi

^(kromosom tambahan) dan monosomi (hilangnya _sebuah

kromosom) terjadi

^sewaktu

mitosis atau meiosis. Sewaktu meiosis, kromosom- kromosom homolog secara normal berpasangan dan kemudian berpisah. Namun, jika pemisahan gagal

(nondisjunction,

tidak

memisah), satu

sel

^akan menerima terlalu banyak kromosom dan sel lainnya kekurangan

kromosom

^(Gambar

2.5).

Insidens kelainan

jumlah kromosom meningkat

seiring dengan usia ibu, terutama pada ibu berusia 35 tahun atau lebih. Kelainan struktur kromosom mencakup delesi besar

(sindrom cri-du-chat)

dan

mikro-

delesi. Mikrodelesi mungkin mengenai gen-gen yang berdekatan serta dapat menyebabkan cacat

seperti sindrom Angelman (delesi

^maternal,

kromosom 15q11-15q13) atau

sindrom

Prader-

Willi (delesi paternal, 15q11-15q13).

^I(arena

bergantung pada apakah bahan genetik yang terkena diwariskan dari ibu atau ayah, sindrom-sindrom ini juga adalah contoh imprinting. Mutasi gen ^dapat bersifat dominan (hanya satu gen dari pasangan alel yang harus