BAB
I
PENDAHULUAN
Setiap sel penyusun suatu makhluk hidup
berasal dari sel sebelumnya. Tubuh makhluk hidup dapat menjadi besar karena ada
penambahan jumlah sel didalam tubuhnya. Penambahan jumlah sel tersebut berasal
dari hasil reproduksi sel. Sel baru tersebut terbentuk dengan diawali oleh
pembelahan inti lebih dahulu yang dapat dilihat dari perubahan kedudukan
kromosomnya. Ditinjau dari jumlah kromosom pada sel baru, dibedakan dua tipe
pembelahan sel, yaitu mitosis dan meiosis. (Pratiwi, 2004).
Pembelahan sel berfungsi dalam reproduksi,
pertumbuhan, dan perbaikan. Ketika organisme bersel tunggal (uniseluler) seperti
amoeba membelah untuk membentuk
keturunan duplikatnya, pembelahan suatu sel memproduksi seluruh organisme.
Pmbelahan sel juga memungkinkan suatu organisme multiseluler termaksud manusia
, dapat tumbuh dan berkembang dari satu sel tunggal-yaitu telur yang
dibuahi(campbell,2000)
Kegiatan yang terjadi dari satu
pembelahan sel ke pembelahan sel berikutnya disebut daur hidup (siklus) sel.
Siklus sel mencakup dua fase, yaitu fase persiapan dan fase pembelahan
(mitosis). Fase persiapan (interfase), terdiri atas periode G1 (gap 1), periode
S (sintesis) dan periode G2 (gap2). Fase pembelahan (fase mitosis)
Tujuan:
1.
Untuk mengetahui lebih jelas tahapan- tahapan
pembelahan sel secara mitosis.
2.
Untuk mengetahui lebih jelas tahapan- tahapan
pembelahan sel secara meiosis.
3.
Untuk mengetahui fungsi dari siklus sel.
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Siklus
sel
Siklus sel
adalah rangkaian peristiwa perkembangan sel dengan urutan tertentu yang akan kembali pada tahap semula. Siklus sel
terdiri dari dua tahap, yaitu interfase dan tahap mitotik.Interfase merupakan fase antara
mitosis yang satu dengan mitosis berikutnya.
Interfase terdiri atas tiga tahap yaitu GI (awal dari interfase), tahap S, dan
tahap G2 (akhir dari interfase). Pada fase S terjadi sintesis atau duplikasi
DNA.
Terdapat pemahaman didalam jurnal “Regulasi
Siklus Sel: Kunci Sukses Somatic Cell Nuclear Transfer”Pada
proses perkembangan sel dikenal beberapa tipe siklus sel yaitu siklus sel
embrionik, siklus sel somatis, siklus endoreduplikasi, dan siklus sel miosis7.
Masingmasing tipe siklus sel mempunyai komponen protein dan enzim yang
berbeda dalam regulasi siklus sel. Dalam artikel ini hanya akan dibahas
regulasi pada siklus sel embrionik dan sel somatis. Enzim yang berperan secara
dominan dalam regulasi siklus pembelahan sel adalah MPF (Maturation/ Meiosis/
Mitosis-Promoting Factor)8, APC (Anaphase-Promoting Complex)7 dan CSF
(Cytostatic Factor)9. Masing-masing enzim mempunyai komponen protein dan
inhibitor yang spesifi k pada setiap tahap siklus pembelahan sel.
MPF merupakan suatu enzim heterodimer
yang terdiri dari p34cdc2 sebagai suatu subunit katalitik dan cyclins sebagai
suatu subunit regulatorik. Cdk (Cyclin dependent
kinase) adalah nama lain dari p34cdc2; 34kDa. cdc2
merupakan gen siklus pembelahan sel yang mengkode enzim Cdk pada siklus sel
mamalia6,10,11. Cdk merupakan protein kinase yang aktivitasnya diregulasi oleh
keadaan terfosforilasi pada saat berikatan dengan cyclin. Selama siklus
pembelahan sel, jumlah Cdk relatif sama, namun jumlah cyclin bervariasi pada
tiap tahapan12.
Pada jurnal yang berjudul “TELAAH BEBERAPA FUNGSI
TITIK-UJI SIKLUS PEMBELAHAN SEL FASE G1 DAN S DARI INHIBITOR
KINASE-BERGANTUNG-SIKLIN SIC1” Berbagai komponen yang
berperanan dalam siklus sel sangat terkonservasi mulai dari sel ragi hingga sel
manusia. Sebagai contoh, protein kinase yang memegang peranan sangat penting
untuk pengaturan pembelahan sel terkonservasi mulai sel ragi hingga sel
manusia. Protein kinase ini yang dikenal dengan nama Kinase-Bergantung- Siklin
(Cyclin-Dependent- Kinase = CDK), di dalam sel ragi dikenal
sebagai Cdc28, dan di sel manusia dikenal sebagai CDK1 (yang disebut juga Cdc2)
hingga CDK7 (Hartwell dkk., 1974; Lee & Nurse, 1987).
Komponen
lainya adalah Sic1, suatu protein
, merupakan penghambat stoikiometrik
dari Cdk1
-Clb ( tipe B siklin ) kompleks dalam ragi
budding Saccharomyces cerevisiae
. Karena tipe B siklin-Cdk1 kompleks adalah driver dari S-fase
inisiasi, Sic1 dini mencegah entri S-fase. multisite fosforilasi dari Sic1 diperkirakan waktu Sic1 ubiquitination dan kehancuran, dan dengan
perpanjangan, waktu S- fase entry. Sebelum pembagian, sel harus
memastikan bahwa mereka menyelesaikan replikasi DNA, perbaikan DNA dan
perakitan spindel, serta pertumbuhan ukuran tertentu. Hal ini dilakukan dengan
kontrol umpan balik pada titik-titik dalam siklus sel yang disebut pos
pemeriksaan. Karena Sic1 dapat menghambat Cdc28 dan hilangnya Sic1 menyebabkan
tingginya tingkat kehilangan dan kerusakan kromosom, peran yang jelas untuk
Sic1 adalah sebagai protein pos pemeriksaan yang memantau berhasil
menyelesaikan peristiwa siklus sel tertentu dan menghentikan siklus sel sebelum
peristiwa lain dapat dimulai. Dalam makalah ini fungsi beberapa pos Sic1 di
fase G1 dan S dari siklus sel diuji. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Sic1
tidak diperlukan untuk penangkapan siklus sel sebagai respons terhadap
kerusakan DNA atau sintesis DNA lengkap, respon terhadap feromon kawin atau
kelaparan nitrogen. Attemps di memperlambat siklus sel di G1 awal atau fase S
tidak menyelamatkan Dsic1 sel dari kehilangan dan kerusakan kromosom.
Siklus
sel dikendalikan oleh mekanisme banyak sel
yang benar memastikan divisi. . Regulasi
cyclin bergantung kinase (CDK) oleh siklin,
inhibitor CDK dan
peristiwa fosforilasi. Pos-pos
pemeriksaan kualitas diaktifkan setelah
kerusakan DNA juga dibahas. Kompleksitas regulasi siklus
sel juga tercermin dalam perubahan yang berbeda menyebabkan
proliferasi sel menyimpang dan perkembangan kanker. Akibatnya, menargetkan siklus sel pada
umumnya dan CDK menyajikan
kesempatan unik untuk khususnya penemuan obat. Tinjauan ini memberikan
ikhtisar tentang deregulasi dari
siklus sel pada kanker. Keluarga
yang berbeda dari inhibitor CDK
dikenal akting dengan kompetisi ATP juga
dibahas. Saat ini, setidaknya
tiga senyawa dengan aktivitas
penghambatan CDK (flavopiridol,
UCN-01, roscovitine) telah memasuki uji klinis. di bicarakan dalam “The cell cycle:
a review of regulation, deregulation and therapeutic targets in cancer”.
B.
Mitosis
Mitosis adalah proses pembelahan
sel dimana sel indukan dengan sel anakan bersifat kembar identik. Selain hasil
yang kembar dan sama dengan indukan, kromosom yang dimiliki sel anakan juga
sama persis dengan induknya. Hal ini yang menyebabkan jika terjadi kesalahan
dalam pembagian kromosom saat pembelahan dilakukan akan menghasilkan sel cacat
yang menurun ke sel anakannya. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya kanker
pada jaringan makhluk hidup.
a. Tahap-tahap MITOSIS
Pembelahan
mitosis dilaksanakan dalam beberapa tahap yaitu:
Gambar siklus hidup sel
1. Interfase
Fase mitosis (M phase) adalah fase
yang tergolong pendek dalam keseluruhan siklus sel. Fase yang lebih panjang
dalam siklus sel adalah interfase. Interfase dapat dikatakan sebagai fase dalam
sel dimana sel mempersiapkan diri untuk melakukan pembelahan selanjutnya.
Interfase juga merupakan fase yang paling banyak menggunakan energi. Pada masa
ini sel melakukan segala persiapan untuk menghadapi pembelahan selanjutnya.
Mitosis umumnya dibagi atas 3 fase
umum antara lain :
-
G1 (first gap)
Setelah melakukan pembelahan,
makan sel memasuki fase pertama yaitu G1. Dalam fase ini, sel
mengalami proses perkembangan dari sel anakan yang baru melakukan pembelahan
menjadi sel dengan organel serta peralatan yang lengkap. Selain itu persiapan
untuk menggandakan DNA sudah di persiapkan tetapi ingat pada fase ini, tidak
ada proses replikasi sama sekali selain sintesis protein yang dilakukan sebagai
usaha mempertahankan dan mengelola kehidupan sel itu sendiri.
-
S (synthetize)
Pada tahap ini, sel melakukan
replikasi DNA di dalam inti sel sebgai DNA yang akan di bagi kelak saat
pembelahan terjadi. Pada fase ini, DNA masih dalam kumpulan yang membentuk
benang panjang dan tipis yang disebut kromatin.
Sehingga pada tahap ini, DNA belum dapat diwarnai karena belum mengalami
kondensasi lebih lanjut.
-
G2( second gap)
Pada tahap ini, sel melakukan
persiapan akhir baik dalam persiapan energi dan persiapan hal-hal lain yang
dibutuhkan sebelum pelaksanaan proses pembelahan dimulai.
2. Profase
Pada fase ini, Kromatin yang sudah
digandakan pada interfase mengalami kondensasi menjadi kromosom dengan kromatid
yang berkaitan dengan sel anak. Kromatid ini bergandengan dengan struktur DNA
khusus yang “memegang” dua kromatid di sisi kanan dan kirinya sehingga
menyatukan keduanya akibat kandungan protein kompleks cohesin. Struktur ini
dinamakan centromer.
 |
Gambar pembelahan mitosis pada profase
Pada fase ini juga ditandai dengan
meningkatnya DI (Dynamic Instanbility = polimerisasi dan
depolimerisaasi yang berkelanjutan yang terjadi akibat hilang atau bertambahnya
subulin units dan filament individual). Hasil dari meningkatnya DI adalah
munculnya spindle – spindle sentriols yang menyebar ke seluruh bagian sel.
Spindle akan menyebar ke seluruh sel untuk membuat suatu system agar sentriol
tidak kembali ke posisi semula saat metaphase serta untuk menjaga spindle agar
tidak berdepolarisasi.
3. Metaphase
Setelah kromosom terpasang dengan
spindel mitosis, kromosom mulai bergerak ke arah equator sel dan membentuk
suatu barisan pada bagian ekuator sel. Peristiwa inilah sebagai tanda metaafase
dimulai. Namun kejadian itu belum dapat dijelaskan apakah hal tersebut
disebabkan oleh pertumbuhan dan penyusutan mikrotubul yang terjadi secara
kontinu atau akibat protein motor pada mikrotubul yang menyebabkan hal tersebut
dapat terjadi. Serangkaian penambahan dan pengurangan subnunits tubulin juga
dibutuhkan untuk menghasilkan peristiwa dimana kromosom berjejer tepat di
bagian ekuator sel. Disaat subunit tubulin dihentikan produksinya, maka spindel
mikrotubul akan berdepolarisasi terus menerus hingga spindel tidak terlihat
lagi dan kromosom berada pada bagian kutub mikrotubul.
Gambar sel dalam tahap metafase
4. Anafase
Anaphase dimulai disaat ikatan kohesin yang mengikat kromosom sel
induk dan anakan. Hal ini menyebabkan masing-masing kromosom dapat menuju
mikrotubul yang ada di masing-masing kutub sel. Terlepasnya ikatan kohesin ini
disebabkan oleh enzim protease yang dinamakan separase. Sebelum
anaphase, ada inhibitor separase agar tidak melepaskan ikatan kedua kromatid
hasil replikasi yaitu securin. Pada saat awal anafase,
securin menghilang seiiring dengan munculnya Anaphase-protein complex
(APC) sehingga separase dapat
bereaksi dengan ikatan kohesin dan melepaskan ikatan kedua kromosom hasil
replikasi. APC tidak hanya menghilangkan securin yang menjadi inhibitor
separase, melainkan juga ikut menonaktifkan protein kompleks M-cdk sehingga secara langsung mengakhiri proses
mitosis. Pada pengamatan, fase ini di tunjukkan oleh bergeraknya kromosom
menuju kutub. 
Gambar pembelahan sel pada tahap
anafase
Pada proses pergerakan ini, bukan
mikrotubul yang menarik kromosom untuk bergerak menuju kutub, akan tetapi
kromosom lah yang membuat spindel mikrotubul berdepolarisasi dan memendek. Jadi
dengan kata lain kromosomlah yang menarik benang spindel untuk dapat menuju
mikrotubul.
5. Telofase
Setelah masing-masing kromosom
telah terpisah menjadi dua bagian yang sama pada masing-masing kutub spindel,
maka telofase dimulai. Pada fase ini spindel mitosis diurai dan membrane inti
kembali dibentuk. Pertama kali vesikel membran yang di rombak pada masa profase
kembali didefosforilasi kembali menjadi membran inti. Kemudian kromosom yang
terkondensasi dikembalikan menjadi kromatin melalui proses dekondensasi.
Penerjemahan DNA dapat dilakukan kembali dan sel bersiap untuk melanjutkan
metabolisme seperti sebelum pembelahan dilakukan.
 |
Gambar
pembelahan sel pada tahap telofase
Pada jurnal yang
berjudul “Delay of HeLa Cell Cleavage into Interphase Using Dihydrocytochalasin B:
Retention of a Postmitotic Spindle and Telophase Disc Correlates with
Synchronous Cleavage Recovery ”.Di dalam jurnal ini dijelaskan tentang molekul sinyal yang menentukan
posisi dan waktu alur pembelahan selama mamalia mengalami sitokenesis sel.
Di dalam jurnal ini juga
menyimpulkan bahwa pembelahan sel dapat terjadi di G1 dan karena itu peristiwa
metabolik independen dari mitosis. Para telofase dipertahankan disk mungkin
memang sinyal posisi alur pembentukan, pembelahan G1 seperti terjadi hanya
dalam posisi dimana disk dipertahankan mendasari korteks sel. Para protokol
kami menjelaskan sekarang harus memungkinkan pengembangan dari sebuah sistem
model untuk studi sel mamalia pembelahan sebagai peristiwa sinkron independen
dari mitosis.
C.
Meiosis
beberapa
dari tahap –tahap meiosis senagat menyerupai tahap-tahap terkait yang terdapat
pada mitosis. Meiosis, seperti halnya mitosis, didahului oleh replikasi tunggal
ini diikuti oleh 2 pembelahan sel yang
berutan disebut meiosis I dan meosis II. Pembelahan ini menghasilkan empat sel
anak (tidak dua sel anak seperti pada mitosis), masing-masing hanya mempunyai
setengah dari jumlah kromosom sel induk.
Pada
Jurnal “Meiosis
in flowering plants and other green organisms”Eukariota
seksual menghasilkan gamet menggunakan pembelahan
sel khusus yang disebut meiosis
yang berfungsi baik untuk mengurangi separuh jumlah kromosom dan untuk perombakan
hadir variasi genetik pada induknya. Sifat dan mekanisme pembelahan sel meiosis pada tumbuhan dan
efeknya pada variasi genetik
ditinjau di sini. Sebagai bunga adalah situs meiosis dan fertilisasi
in angiosperma, kontrol meiosis
akan dipertimbangkan dalam konteks perkembangan. Akhirnya,
kita meninjau apa yang diketahui tentang kontrol meiosis pada ganggang hijau dan non-tanaman berbunga tanah dan mendiskusikan transisi evolusi yang
berkaitan dengan meiosis yang
terjadi dalam garis keturunan
menimbulkan angiosperma
Interfase I
Fase
ini setiap kromosom bereplikasi, proses ini disebut replikasi kromosom yang
mendahului meiosis . untuk setiap kromosom hasilnya aadalah dua kromatid
saudara yang identik secara genetik yang tetap melekat pada sentromernya.
Sentromer juga bereplikasi menjadi dua (campbell, 2000)
Profase I
Profase
pertama merupakan fase yang sangat kompleks dari miosis. Kromosom mulai
memadat. Dalam suatu proses yang dinamakan sinapsis, kromosom homolog yang
masing-masing tersusun dari dua kromatid saudara muncul secara bersamaaan
sebagai suatu pasangan. Masing-masing pasangan kromosom terlihat sebagai suatu
tetrad, yaitu kompleks kromosom dengan empat kromatid. Pada banyak tempat di
sepanjang kromosom, kromatid kromosom homolog saling silang menyilang.
Persilangan yang membantu mengikat kromosom agar tetap bersama ini dinamakan
kiasmata (tunggal, kiasma). Semenetara itu komponen seluler lainnya
mempersiapkan pemebelahan inti dengan cara yang mirip mitosis. Sentrosom
bergerak saling menjauh dan gelendong mikrotubula terbentuk di antaranya
Selubung nucleus dan nucleoli menyebar. Akhirnya gelendong mikrotubula menangkap kinetokor
yang terbentuk pada kromosom, dan kromosom mulai bergerak ke arah lempeng
metafase. Biasanya memakan waktu lebih dari 90% waktu yang dibutuhkan untuk
miosis. Secara terinci profase pertama terdiri atas 5 fase yaitu leptonema
(leptoten), Zygonema (zygoten), Pachynema (pachyten), diplonema (diploten), dan
diakinesis.
Metafase I
Pada
fase ini apparatus spindel terbentuk seperti pada mitosis, dan tetrad berkumpul
pada bidang ekuatorial atau bidang pembelahan atau lempeng metafase. Kromosom
masih dalam pasangan homolognya. Mikrotubula kinetokor dari masing-masing kutub
sel melekat pada satu kromosom, sementara itu mikrotubula dari kutub berlawanan
menempel pada homolognya pada daerah sentromer.
Anafase I
Seperti
pada mitosis, alat gelendong menggerakkan kromosom ke arah kutub sel, akan
tetapi kromatid saudara tetap terikat pada sentromernya dan bergerak sebagai
satu unit tunggal ke arah kutub yang sama. Kromosom homolog bergerak ke arah
kutub yang berlawanan. Berbeda dengan mitosis, kromosom muncul sendiri-sendiri
pada lempeng metafase dan bukan dalam pasangan, dan gelendong memisahkan
kromatid saudara dari masing-masing kromosom. Dengan kata lain pada miosis fase
anafase I, kromosom homolog (bukan kromatid saudara) dari setiap tetrad
terpisah satu dengan yang lain, dan bergerak ke kutub gelendong (spindle) yang
berlawanan.
Telofase I
Telofase
I menghasilkan pembelahan miosis I. Kumpulan kromosom homolog pada akhirnya
dipisahkan menuju kutubnya masing-masing dan terbentuk dua daerah inti yang dapat
dibedakan secara jelas. Pada beberapa organisme, salut inti yang baru dibentuk,
dan dekondensasi kromosom kadang-kadang terjadi.
2. Miosis Kedua
Profase II
Profase
II mirip dengan profase pada pembelahan mitosis, walaupun setiap inti sel hanya
memiliki setengah dari jumlah kromosom. Inti haploid dari setiap kromosom
disusun atas dua kromatid saudara yang dibentuk sebelum profase I.
Metafase II
Metafase
dua mirip dengan metafase pada pembelahan mitosis. Pasangan kromatid bergerak
ke pusat spindel dan melekat pada mikrotubula-mnikrotubula.
Anafase II
Mirip
dengan anafase pada pembelahan mitosis.Tetapi berbeda dengan anafase I. Pada
anafase II kromatid sister terpisah satu sama lain dan bergerak menuju kutub
spindel yang berlawanan.
Telofase II
Telofase
II mirip dengan telofase pada pembelahan mitosis. Kelompok-kelompok kromosom
yang telah terpisah kembali dibungkus oleh salut inti yang baru berkembang dan
kromosom mulai mengalami dekondensasi.
Daftar Pustaka
Bruce, alberts, etc. 2009. Essential Cell
Biology : third edition. United states of America : garland science.
Campbell, N.
Dkk,1999. BIOLOGI jilid I. Erlangga,glora aksara pratama.
Jakarta.
Greenwood B, 1973. The Mitosis of Sheep Blood Monocytes in Tissue Culture. Quarterly
Journal of Experimental Physiology. Vol. 58, 369-377
Martineau, S.N,dkk.
1995. Delay of HeLa Cell Cleavage into Interphase Using
Dihydrocytochalasin B: Retention of a Postmitotic Spindle and Telophase Disc
Correlates with Synchronous Cleavage Recovery. Institut de Biologie
Structurale-Jean-Pierre Ebel, 38027 Grenoble, France.
murti, hari, Dkk. 2007, Regulasi Siklus Sel:
Kunci Sukses Somatic Cell Nuclear
Transfer, Cdk
vol. 34 no. 6/159
Nugroho T Titania, 1999. Telaah Beberapa Fungsi Titik Uji Siklus Pembelahan Sel
Fase G1 Dan S
dari Inhibitor Kinase Bergantung Siklin
SIC. Jurnal Natur Indonesia. Vol 1191):1-11
Vermeulen Katrien, dkk. 2003. The Cell Cycle: a
Review of Regulation, Deregulation and Therapeutic Targets in Cancer. Cell Prolif. Vol.
36, 131–149
Tidak ada komentar:
Posting Komentar