bf61826bd01_bioper tambahan
DESCRIPTION
mmmTRANSCRIPT
3/5/2009
1
PENDAHULUAN
BI- 2201
PERKEMBANGAN HEWAN
3(1) SKST E O R I : K A M I S , 1 3 . 0 0 - 1 5 . 0 0
P R A K T I K U M : R A B U , 1 3 . 0 0 - 1 6 . 0 0 ( M U L A I : 1 1 F E B R U A R I 2 0 0 9 )
Dr Anggraini BarlianDr Marselina I. Tan
Biologi PerkembanganDevelopmental biology
Definisi:B d l l bBidang ilmu yang mempelajari bagaimanasuatu sel tunggal (telur yang difertilisasi) berkembang menjadi suatu organisma yang utuh
3/5/2009
2
perkembangan
fertilisasiGametogenesis
Sel telur dan sperma
Biologi PerkembanganDevelopmental biology
Perkembangan embrio : stadium 1 sel cleavage blastula gastrula pembentukan lapisan lembaganeurulasi organogenesisneurulasi organogenesis
Developmental stages of Xenopus laevis
3/5/2009
3
Pertanyaandeterminasi sumbu (AP, DV, LR)Diferensiasi sel, proliferasi sel, pertumbuhan selMi i l l i i ( b l h i i i i) b k lMigrasi sel, polarisasi (pembelahan simetri vs asimetri), bentuk sel(menghasilkan morfologisel berbeda, contoh sel saraf), kematian selMorfogenesis (bagaimana sel-sel bekerja sama membentuk jaringan)OrganogenesisWaktu (jam biologis)Penuaan (aging) Perkembangan sel germa, fertilisasist lls stem cells regenerasievo-devo (bidang biologi yang membandingkan proses-proses perkembangan dri hewan berbeda untuk menentukan hubungannenek moyang organisma dan bagaimana pproses perkembangan berevolusi)
Seberapa efisienkah perkembangan manusia ? (implantasi )
Biologi PerkembanganDevelopmental biology
Mengapa mempelajari biologi perkembangan ? Kekompleksan indah imaging relevance (kelainanKekompleksan, indah, imaging, relevance (kelainanperkembangan, kanker)
3/5/2009
4
Reproduksi manusia merupakan proses yang tidak efisien : ~ 50% konseptus tidak diimplantasikanselanjutnya ~30% mati dan abortus sesudah implantasi.
• 3 4% dari semua bayi yang dilahirkan memiliki cacat bawaan• 3-4% dari semua bayi yang dilahirkan memiliki cacat bawaanyang dapat dilihat secara makroskopis (120,000 bayi/tahun diUSA)
• 1% dari semua bayi yang dilahirkan dengan kelainan jantung
• 20% kematian neonatal disebabkan oleh cacat bawaan
Kelainan perkembangan pada saat lahir disebabkan olehkelainan proses selluar pada perkembangan
• cacat bawaan merupakan 50% penyebab masalah pediatri di USA
Drosophila melanogaster Gallus Arbacia punculata
MODEL SYSTEMS Untuk analis perkembangan
melanogaster
Mus musculis
domesticusStrongylocentrotus lividus
Caenorhabditis elegans
Xenopus laevis&tropicalis
Danio rerio
3/5/2009
5
sperma
Sel telur/ova
senescense
mati
Prosesperkembanganlangsung
Prosesperkembangantidak langsung: METAMORFOSIS
3/5/2009
6
http://www.nature.com/milestones/development/milestones/index.html
3/5/2009
7
Perkembangan Hewan
Kontribusi dalam studi Perkembangan hewan:
Embriologi komparatifEmbriologi komparatif
Embriologi evolusioner
Teratologi
Mathematical modeling
Embriologi Komparatif
preformasi vs Epigenesis
In 1694, Nicolas Hartsoeker reported his discovery of animaculesin human sperm.
Does complexity arise from preset determinants? Other possibilities?
3/5/2009
8
Embriologi Komparatif
Bagaimana konsep lapisan lembaga mendukung epigenesis?
Bagaimana konsep induksi cocok dalam hal ini?
Embriologi Komparatif
Prinsip apakah yang Karl Ernst von Baer artikandalam perkembangan vertebrata?dalam perkembangan vertebrata?
Penampilan-penampilanyang umum, muncullebih awal dalamperkembangan daripadapenampilan yang spesifik:
Hukum Biogenetik
3/5/2009
9
4 prinsip utama von Baer
Pada tahap perkembangan hewan sampai gastrulasi, embrio memiliki struktur yang sama
L k i h di iliki l h b i t b tLengkung insang pernah dimiliki oleh semua embrio vertebrata
Struktur yang tidak umum berkembang dari strukturumum :
Awalnya terdapat Kulit tipe kulit yang sama berkembang sesuaitempat hidup
Embrio pada spesies berbeda memiliki asal strukturberbeda berbeda menjadi struktur spesifik
Lengkung visceral celah insang pada ikanLengkung visceral celah insang pada ikanLengkung visceral struktur berbeda pada mamalia : saluraneustachius
Struktur dewasa spesies tertentu kelas lebih tinggi≠kelaslebih rendah
Embriologi Evolusi
Mengapa perbedaanantara struktur analogiantara struktur analogidan homologi sangatpenting?
3/5/2009
10
Teratologi
Bagaimana malformasi berbeda dari gangguan?
Anomali perkembangan : piebaldismMutasi pada gen Kit steril, anemia, underpigmentasi pada kulit dan rambut
Pengaruh talidomid : fokomelia
Mathematical modeling
Apa perbedaan pertumbuhan isometrik dengan alometrikalometrik
3/5/2009
11
Konsep-konsep dalamBiologi Perkembangan modern
Morfogenesis : proses perubahan bentuk sel, adesi, pergerakan, proliferasi atau kematian seladesi, pergerakan, proliferasi atau kematian selsehingga menghasilkan struktur 3 dimensi
Differensiasi: proses dimana 1 atau lebih selmengalami perubahan pola ekspresi gen tertentusehingga dihasilkan suatu tipe sel atau jaringan yang berbeda
Konsep-konsep dalamBiologi Perkembangan modern
Fate/Nasib merupakan kualitas daerah spesifiksuatu embrio yang akan mengembangkan struktury g g gyang sama atau serupaDaerah-daerah yang berbeda dari embrio
peta nasibProses dimana suatusel mencapai stadium sel mencapai stadium sesuai nasibnyaprogram perkembangan
3/5/2009
12
Peta Nasib Sel
Apa mekanisme genetik yang menentukanspesifikasi dan determinasi nasib sel selamaspesifikasi dan determinasi nasib sel selamaperkembangan ? belum begitu jelas
Model-model menunjukkan bahwa faktortranskripsi tertentu dapat menentukan nasib sel
Waardenburg syndrome (PAX3) Figure 17 6Waardenburg syndrome (PAX3) Figure 17-6.
Fig 17-6 A
3/5/2009
13
Fig 17-6B
HOX GenesHox genes ditemukan pada D. melanogaster
Merupakan protein Homeodomain yang berikatandengan DNAg
3/5/2009
14
Mutasi HOX
mutasi pada HOX13 menyebabkan
l d lsynpolydactyly
Figure 17-8
Konsep-konsep dalamBiologi Perkembangan modern
Suatu bagian embrio disebut pluripoten jikabagian ini dapat berkembang menjadi berbagaibagian ini dapat berkembang menjadi berbagaistruktur
Selama perkembangan embrio, sesuai dengan petanasibnya daerah-daerah embrio tersebut akanmengalami spesifikasi yang diikuti dengandeterminasi
Spesifikasi sifatnya labil ……… determinasi tidaklabil
3/5/2009
15
differensiasicleavageAlokasijaringan
gastrulasi self renewal
totipoten
committedpluripoten
multipoten1. Spesialisasi dan diferensiasi sel (saraf, musculoskeletal, vascular)2. Keseimbangan antara proliferasi dan diferensiasi
Concepts in Modern Developmental Biology
cell lineage : turunan dari sel tertentu akanmembentuk klonmembentuk klon
Sel dapat mengalami perkembangan yang bergantung turunan atau posisi; disebut jugaperkembangan yang otonomi (tidak dipengaruhitempat) dan nonotonomi (dipengaruhi tempat)
3/5/2009
16
Figure 17-5
Konsep dalam Biologi perkembangan modern
Induksi embrionik merupakan proses yang menentukan nasib dari daerah embrionik yang y gmenerima sinyal dari bagian yang lainPerkembangan regulatif merupakanperkembangan yang ditentukan oleh strukturembrionik yang lain Perkembangan mosaik merupakan prosesperkembangan berbagai yang tidak bergantungperkembangan berbagai yang tidak bergantungpada daerah yang lainnya. Perkembangan embrio dimulai dengan regulatifmenjadi mosaik