YANTI PUSPITA SARI

Kontinuitas kehidupanDidasarkan atas reproduksi sel atau pembelahan sel

Semua organisme kompleks berasal dari a single fertilized egg.

Melalui pembelahan sel, jumlah sel meningkat

Sel kemudian terspesialisasi dan berubah menjadi fungsinya masing2

Pembelahan sel mempunyai tujuan sbb :

◦ Regenerasi sel-sel yang rusak/mati

◦ Pertumbuhan dan perkembangan

◦ Berkembang biak (reproduksi)

◦ Variasi individu baru

Pembelahan Sel (Reproduksi Sel)Amitosis : - Pembelahan sel secara langsung - terjadi pada sel prokaryot (bakteri, alga biru) - sel anak sama dengan sel indukMitosis : - Pembelahan sel melalui beberapa tahap (prophase, metaphase, anaphase dan telophase), - terjadi pada sel tubuh/Somatik - sel anak sama dengan sel induk Meiosis : - pembelahan sel melalui beberapa tahap (prophase, metaphase, anaphase dan telophase) - terjadi pada sel gamet (spermatogenesis,

oogenesis) - sel anak bersifat haploid (setengah dari kromosom

Induk)

Pembelahan Amitosis

Pembelahan sel pada Eschericia coli

FOTO : TEM FOTO : SEM

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

0.5 µm

Chromosomeduplication(including DNA synthesis)

Centromere

Separation of sister chromatids

Sisterchromatids

Centromeres Sister chromatids

A eukaryotic cell has multiplechromosomes, one of which is

represented here. Before duplication, each chromosome

has a single DNA molecule.

Once duplicated, a chromosomeconsists of two sister chromatids

connected at the centromere. Eachchromatid 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

Siklus sel

Interphase

G1 phase

Primary cell growth phase

S phase

DNA replication

G2 phase

Microtubule synthesis

Mitosis

Nuclear division

Cytokinesis

Cytoplasmic division

Diatur pada checkpoint” tertentu Checkpoint : titik pengontrolan yang kritis

dimana sinyal berhenti dan sinyal terus dapat mengatur siklus.

Tdp 3 checkpoint yaitu pada G1, G2,M- Pada G1 : dianggap sbg titik restriksi (pembatasan) dlm sel. Jika sel menerima sinyal terus dari checkpoint G1, sel akan menyelesaikan siklusnya dan membelah. Jika tdk, sel keluar dari siklus dan beralih ke keadaan tidak membelah (fase G0)- Protein kinase tertentu memberi sinyal terus pada checkpoint G1 dan G2

- Kinase dalam sel dlm bentuk tdk aktif. Agar aktif kinase harus dilekatkan pd siklin (suatu protein) _____ kinase tergantung siklin (cyclin dependent kinase – Cdk)

- Cdk –siklin yg pertama kali ditemukan MPF (maturation promoting factor) : memicu jalan sel melewati checkpoint G2 ke fase M.

Pada akhir fase M, MPF akan membantu meng-off-kan dirinya dgn menginisiasi proses yg mengarah ke pengrusakan siklinnya oleh enzim proteolitik (penghidrolisis protein).

The sequential events of the cell cycle◦ Are directed by a distinct cell cycle control system,

which is similar to a clock

Figure 12.14

Control system

G2 checkpoint

M checkpoint

G1 checkpoint

G1

S

G2M

The clock has specific checkpoints◦Where the cell cycle stops until a go-ahead

signal is received

G1 checkpoint

G1G1

G0

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

(b) If a cell does not receive a go-ahead signal at the G1checkpoint, the cell exits the cell cycle and goes into G0, a nondividing state.

Figure 12.15 A, B

• The mitotic spindle– mikrotubul yang mengontrol pergerakan kromosom

selama mitosis

• Spindle muncul dari sentrosom– 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

Some spindle microtubules◦ Berikatan dengan kinetochores chromosomes

CentrosomeAster

Sisterchromatids

MetaphasePlate

Kinetochores

Overlappingnonkinetochoremicrotubules

Kinetochores microtubules

Centrosome

ChromosomesMicrotubules 0.5 µm

1 µm

Figure 12.7

◦Prophase◦Prometaphase

G2 OF INTERPHASE PROPHASE PROMETAPHASE

Centrosomes(with centriole pairs) Chromatin

(duplicated)

Early mitoticspindle

AsterCentromere

Fragmentsof nuclearenvelope

Kinetochore

Nucleolus Nuclearenvelope

Plasmamembrane

Chromosome, consistingof two sister chromatids

Kinetochore microtubule Figure 12.6

Nonkinetochoremicrotubules

◦Metaphase◦Anaphase◦Telophase

Centrosome at one spindle pole

Daughter chromosomes

METAPHASE ANAPHASE TELOPHASE AND CYTOKINESIS

Spindle

Metaphaseplate Nucleolus

forming

Cleavagefurrow

Nuclear envelopeforming

Figure 12.6

Pada sel hewan◦ Cytokinesis terjadi oleh proses yang disebut cleavage,

membentuk sebuah a cleavage furrow (alur pembelahan)

Cleavage furrow

Contractile ring of microfilaments Daughter cells

100 µm

(a) Cleavage of an animal cell (SEM)

Pada sel tumbuhan, selama cytokinesis◦ Terbentuk plat sel (cell plate)

Daughter cells

1 µmVesiclesforming cell plate

Wall of patent cell Cell plate New cell wall

(b) Cell plate formation in a plant cell (SEM)Figure 12.9 B

Mitosis in a plant cell

1 Prophase. The chromatinis condensing. The nucleolus is beginning to disappear.Although not yet visible in the micrograph, the mitotic spindle is staring to from.

Prometaphase.We now see discretechromosomes; each consists of two identical sister chromatids. Laterin prometaphase, the nuclear envelop will fragment.

Metaphase. The spindle is complete,and the chromosomes,attached to microtubulesat their kinetochores, are all at the metaphase plate.

Anaphase. Thechromatids of each chromosome have separated, and the daughter chromosomesare moving to the ends of cell as their kinetochoremicrotubles shorten.

Telophase. Daughternuclei are forming. Meanwhile, cytokinesishas started: The cellplate, which will divided the cytoplasm in two, is growing toward the perimeter of the parent cell.

2 3 4 5

NucleusNucleolus

ChromosomeChromatinecondensing

Figure 12.10

Berbeda-beda pada beberapa jenis sel yang berbeda

Beberapa sel membelah cepat, sel lain membutuhkan waktu yang lebih lama

Sel kanker pembelahan cepat, sel anakan akan terus membelah sebelum dewasa secara fungsonal

Pertumbuhan dan metastasis tumor ganas pada payudara

Cancer cells invade neighboring tissue.

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

4Cancer cells spread through lymph and blood vessels to other parts of the body.

3A tumor grows from a single cancer cell.

1

Tumor

Glandulartissue

Cancer cell

Bloodvessel

Lymphvessel

MetastaticTumor

Figure 12.19

Centrosomes(with centriole pairs)

Sisterchromatids

Chiasmata

Spindle

Tetrad

Nuclearenvelope

Chromatin

Centromere(with kinetochore)

Microtubuleattached tokinetochore

Tertads line up

Metaphaseplate

Homologouschromosomesseparate

Sister chromatidsremain attached

Pairs of homologouschromosomes split up

Chromosomes duplicateHomologous chromosomes

(red and blue) pair and exchangesegments; 2n = 6 in this example

INTERPHASE MEIOSIS I: Separates homologous chromosomes

PROPHASE I METAPHASE I ANAPHASE I

Interphase and meiosis I

Figure 13.8

PADA MIOSIS I, I. fase profase tdd:

a. Leptoten : kromatin berkondensasi menjadi kromosom, bgn ujung msg”melekat ke selaput inti (plaque), kromosom mengganda jd 2 tp sentromer ttp satub. Zigoten : kromosom homolog bersinapsis, lengan setiap kromatid sdh merenggang shg kromosom homolog tampak tdd serangkaian 4 / tetrad.Sinapsis: pergandengan kromosom homolog- Pd bbrp tmp tjd persilangan antara kromosom yg bergandengan (chiasma)Persilngan dibbrp tmp : chiasmata

c. Pakhiten : tjd chisma disusul dgn tjdnya pindah silang (crossing over) antara kromosom homolog.

d. Diploten : pergandengan kromosom homolog merenggang meskipun msh tjd chiasma dibbrp tmp (tjd aktivitas transkripsi yg meningkat utk sintesa RNA

e. Diakenesis : kromosom makin berkondensasi, ujung”nya lepas dari selaput inti. Transkripsi berhenti. Chiasma msh tjd antara kromosom homolog. Selaput inti hancur, terbentuk serat gelendong (mikrotubul)

Kromosom bergerak ke bid ekuator, kromosom homolog ttp bergandengan, chiasma tdk ada, selaput inti hilang, serat gelendong terbentuk sempurna.

III. Anafase : kromosom homolog berpisah, bergerak ke kutub bersebrangan. Chiasma dan pindah silang selesai dan terlepas

IV. Telofase : Tjd Cytokenesis shg terbentuk 2 sel, msg”dgn 1 inti dgn sebelah kromosom homolog. Tiap kromosom tdd 2 kromatid yg centromernya msh bergabung. Terbentuk selaput inti

a. Profase : wkt singkat, mikrotubul terbentuk. Kromosom tersebar di kutub bersebrangan (kromosm tdk mengganda)

b. Metafase : kromosom pindah ke bidang ekuator

c. Anafase: Kromatid berpisah, msg”dgn sentromer sendiri bergerak ke kutub berlawanan. Disini terbentuk kromosom hasil rekombinasi

d. Telofase : Kromosom mengalami dekondensasi mjd kromatindan terbentuk selaput inti disekeliling kromatin. Tjd cytokenesis shg terbentuk 4 sel

TELOPHASE I ANDCYTOKINESIS

PROPHASE II METAPHASE II ANAPHASE II TELOPHASE II ANDCYTOKINESIS

MEIOSIS II: Separates sister chromatids

Cleavagefurrow Sister chromatids

separate

Haploid daughter cellsforming

During another round of cell division, the sister chromatids finally separate;four haploid daughter cells result, containing single chromosomes

Two haploid cellsform; chromosomesare still doubleFigure 13.8

Telophase I, cytokinesis, and meiosis II

Pembelahan Meiosis

Interphase Prophase I Metaphase I Anaphase I Telophase I

Prophase II Metaphase II Anaphase II Telophase II

Karakteristik Mitosis Meiosis

Tipe sel yang membelah

Sel somatik Sel gamet

Kromosom sel anak

2n (diploid) n kromosom (haploid)

Sifat sel anak Sama dengan induk

Bervariasi dari induk

Jumlah sel anak 2 sel 4 sel

Bangaknya pembelahan

1 kali 2 kali

Tujuan pembelahan

Memperbanyak jumlah sel

Keanekaragaman/variasi

Perbandingan Mitosis dan Meiosis

Gangguan Pembelahan Meiosis Kesalahan selama pembelahan meiosis dapat

merubah :1. Jumlah kromosom per sel2. Struktur tiap kromosom

Kedua kesalahan diatas bisa berakibat pada fenotip (sifat yang muncul pada individu).

Ad 1 : Terdapat 2 gangguan jumlah kromosom : 1. Aneuploid

Trisomik (2n+1) Monosomik (2n-1) 2. Poliploid

Triploid (3n) Tetraploid (4n)

◦ Delesi◦ Duplikasi◦ Inversi◦ Translokasi

a. Delesi

b. Duplikasi

c.Inversi

d. Translokasi