PEMBELAHAN SEL TUMBUHAN

OLEH :ENDAH WULANDARI

Pembelahan Sel & Reproduksi

Pembelahan sel merupakan kunci dari reproduksi pada sel dan organisme

* Organisme berasal dr 1 sel yg terus melakukan pembelahan & berdiferensiasi menjadi organisme kompleks yg memiliki triliyunan sel

* Instruksi pembelahan terletak pada gen

* Sel organisme bereproduksi secara aseksual & seksual

Fungsi Utama Pembelahan Sel

Reproduksi Pertumbuhan Perbaikan sel-sel yang rusak Pergantian sel-sel yang mati

Reproduksi : Hydra Pertumbuhan : sel akar Regenerasi : sel kulit

Mitosis Pada Prokariot

Reproduksi aseksual

* Org. Uniseluler (bakteri,amoeba,paramaecium dll) memiliki sebuah kromosom, di dalamnya terdapat untaian DNA

* Bentuk kromosom : sirkular (lingkaran yg berlipat tak beraturan)

1 sel 2 sel yg identik pembelahan biner

Kromosom Prokariot

Pembelahan biner pada prokariot

Prokaryoticchromosome

Plasmamembrane

Cell wall

Duplication of chromosomeand separation of copies

Continued growth of the cell and movement of copies

Division intotwo cells

DNA bereplikasi mjd 2 kromosom identik

Memisahkan diri dgn cara elongasi sel

Rod-Shaped Bacterium, hemorrhagic E. coli, strain 0157:H7 (division) (SEM x22,810).

Mitosis Pada Eukariot Eukariot (org.multiseluler) melakukan

pembelahan sel untuk pertumbuhan & perbaikan jaringan yg rusak

Kromosom Eukariot

*DNA berikatan dgn berbagai protein diantaranya protein histon (protein pengatur kromosom)

* sel istirahat : DNA b'btk helaian tipis y/ KROMATIN

* sel membelah : tjd pemadatan & penggulungan KROMATIN hingga m'btk KROMOSOM yg mudah dilihat dgn mikroskop

Setiap spesies memilik karakteristik jumlah kromosom yang berbeda

Jumlah kromosom : diploid (2n) terdapat pd sel somatik

Tipe Organisme

Nama Organisme Kromosom diploid

Fungi

Tumbuhan

Hewan

Aspergillus nidulans (mold)

Saccharomyces sp (yeast)

Vicia faba (kacang2an)

Zea mays (corn)

Solanum tuberosum (potato)

Musca domestica (housefly)

Rana pipiens (frog)

Felis domesticus (cat)

Homo sapiens (man)

Canis familiaris (dog)

8

32

12

20

48

12

26

38

45

78

Tahap pembelahan:

1. Pembelahan inti (karyokinesis)

2. Pembelahan sitoplasma (sitokinesis)

Sebelum sel membelah tjd duplikasi kromosom (replikasi DNA)

Masing2 kromosom memiliki 2 bag. Kromosom yg Identik SISTER KROMATID

SISTER KROMATID melekat satu sama lain di daerah SENTROMER

Mitosis pada Eukariot

Centromere

Sister chromatids

Figure 8.4B

Saat tjd pembelahan sel : Sister kromatid

memisahkan diri & terlepas dari sentromer

Masing2 kromosom memiliki DNA yg identik dgn induknya

Centromere Sister chromatids

Figure 8.4C

Chromosomeduplication

Chromosomedistribution

todaughter

cells

Peran Mitosis pada sel tumbuhan

Mitosis pada sel tumbuhan berperan dlm pertumbuhan & perbaikan sel (repair)

Y/ di jar.meristematik yg memiliki kemampuan membelah diri selama tumbuhan tsb hidup

C/ jar.meristematik apikal pada ujung batang & akar p'pjg struktur batang & akar

Jar.meristem lateral pertumbuhan melebar spt perluasan & pertambahan cabang batang

Mitosis Pada Sel Tumbuhan

PROPHASE ANAPHASEMETAPHASEPROMETAPHASE TELOPHASE

Mitosis pada Sel Tumbuhan

a. Prophase : benang kromatin memadat, nukleolus mulai menghilang, terbentuk mikrotubul gelendong mitotik (spindle mitotic)

b. Prometaphase: kromosom terpisah, masing2 terdiri atas 2 kromatid yg identik yang saling melekat, selubung nukleus (nucleuosplasma) akan terfragmentasi & mikrotubul gelendong akan melekat pada KINETOKOR kromosom

c. Metaphase : Gelendong telah lengkap, kromosom ditarik sama kuat oleh mikrotubul kinetokor yg dtg dr kutub sel yg berlawanan, berbaris pd pelat metafase

d. Anaphase : kromatid tiap kromosom telah berpisah & kromosom anak berpindah ke kutub-kutub sel saat mikrotubul kinetokor memendek

e. Telophase : Nukleus sel anak t'btk, mulai tjd sitokinesis, pelat sel yg akan membagi sitoplasma mjd 2 tumbuh kearah sekeliling sel induknya

Protein motor : kinesin dan dynein

• Kinesin : protein motor yang bergerak menjauhi sentriol ,membantu dlm meletakkan kromosom di equator

• Dinein : protein motor yg bergerak mendekati sentriol,membantu dlm anafase

Sitokinesis

• Proses sitokinesis sudah dimulai sejak tahap anafase akhir dengan mulai terbentuknya cincin kontraktil di bawah membran plasma yang paralel terhadap keping metafase. Selanjutnya cincin ini perlahan-lahan akan mengecil dan menyebabkan pelipatan membran plasma ke arah dalam hingga sel terbagi dua.

• Pada sel tumbuhan, terjadi sintesis keping sel diantara dua anak sel untuk membentuk dinding sel.

Cell plateforming

Cell plate Daughtercells

Wall ofparent cell

Daughternucleus

Cell wall New cell wall

Cleavagefurrow

Cleavagefurrow

Contracting ring ofmicrofilaments

Daughter cells

PEMBELAHAN SEL TUMBUHAN PEMBELAHAN SEL HEWAN

Pembelahan sel tumbuhan Pembelahan sel hewan

Perbedaan Mitosis sel tumbuhan & sel hewan

Sel Tumbuhan Sel Hewan

Tidak terdapat SENTRIOL & ASTER -Sentrosom memiliki sepasang SENTRIOL

-Mikrotubul merupakan perpanjangan dr sentrosom yg menyebar secara radial m'btk ASTER yg b'peran dlm pembentukan gelendong

- Dinding sel kaku shg sel sulit utk memisahkan diri

- Golgi mensintesis kantung membran y/ vesikel

- Vesikel bersatu (fusi) m'btk sebuah pelat

- Sel melepaskan molekul pemberi sinyal utk p'btk dinding sel & p'btk selulosa

- Pembelahan sel mulai saat ALUR tampak pd permukaan sel

- Mikrofilamen membentuk cincin dr dalam membran plasma

- Cincin berkontraksi krn filamen aktin berinteraksi dgn miosin

- Alur pembelahan semakin dalam shg sel dijepit mjd 2

Siklus Sel Eukariot

• Terdiri dari 4 fase :• Fase M : tahap pembelahan sel,

tmsk mitosis & sitokinesis• Fase S : Sintesis DNA dan replikasi

DNA, protein berikatan dgn DNA• Fase G1 :Pertumbuhan sel dpt

dilihat dr peningkatan ukuran sel & pertambahan jumlah organel di dlm sel

• Fase G2 : tjd b'bgi proses metabolisme utk tahap persiapan pembelahan sel

• * Fase G1, S, G2 tjd saat interfaseGbr : checkpoints in the cell cycle control system

Kontrol Siklus Sel

Mekanisme siklus sel jika tidak t'kontrol akan menyebabkan kanker (sel terus membelah diluar kontrol)

Yg paling berperan adl gen p'btk protein kinase & cyclin C/ Onkogen : gen yg menyebabkan kanker yg disebabkan

gen untuk mengontrol cyclin tidak berfungsi shg cyclin bekerja tdk terkendali & pertumbuhan sel tdk terkontrol & m'hsl SEL KANKER

Pembelahan Sel II : Meiosis

Reproduksi Seksual : Meiosis

Tjd pada sel gamet ( sel ovum & sel sperma) Meiosis mereduksi jumlah kromosom dr diploid

menjadi haploid Pembelahan sel tjd 2 kali 4 sel anak

memiliki kromosom setengah dr sel induk

Meiosis 1

Saat tjd pembelahan pertama (meiosis 1), kromosom homolog berpasangan

Selama kromosom homolog b'pasangan terjadi pertukaran genetik (CROSS OVER)

Pasangan kromosom homolog b'pisah & menghasilkan 2 sel anak

Meiosis 1

MEIOSIS I: Homologous chromosomes separate

INTERPHASE PROPHASE I METAPHASE I ANAPHASE I

Centrosomes(withcentriolepairs)

Nuclearenvelope

Chromatin

Sites of crossing over

Spindle

Sisterchromatids

Tetrad

Microtubules attached tokinetochore

Metaphaseplate

Centromere(with kinetochore)

Sister chromatidsremain attached

Homologouschromosomes separate

Interphase IInterphase I

• Sama dengan interfase mitosismitosis.

• Kromosom bereplikasi (fase S)Kromosom bereplikasi (fase S)

• Setiap chromosomechromosome terdiri dari 2 sister kromatid yang identik yang terikat pada centomer.

NucleusNucleus and nucleolusnucleolus tampak. nuclear membrane

nucleolus

cell membrane

chromatin

Meiosis I ( 4 fase )Meiosis I ( 4 fase )

• Pembelahan sel yang mereduksi jumlah kromosom menjadi setengahnya. Pembelahan sel yang mereduksi jumlah kromosom menjadi setengahnya.

a.a. prophase Iprophase I

b.b. metaphase Imetaphase I

c.c. anaphase Ianaphase I

d.d. telophase Itelophase I

Prophase IProphase I

Fase yang paling panjang dan komplek (90%).Fase yang paling panjang dan komplek (90%).

ChromosomesChromosomes menebal.

Terjadi sinapsisTerjadi sinapsis : Kromosom homolog membentuk tetradtetrad.

TetradTetrad adalah dua kromosom atau 4 tetrad (sister and nonsister chromatids).

Prophase I - SynapsisProphase I - Synapsis

Kromosom Homolog

sister chromatids sister chromatidsTetrad

KROMOSOM HOMOLOG

• Pasangan kromosom-kromosom yang sama bentuk dan ukuran (maternalmaternal and paternalpaternal).

• Pasangan-pasangan homolog (tetrads) membawa gen-gen yang mengendalikan (tetrads) membawa gen-gen yang mengendalikan sifat-sifat yang diwariskan yang samasifat-sifat yang diwariskan yang sama.

• Setiap lokus (posisi gen) berada pada posisi pada homolog.

• Manusia memiliki 23 pasang kromosom homolog..

a. 22 pasang autosomeautosome

b. 1 pasang kromosom sex

Kromosom Homolog

Paternal Maternal

eye color locus

eye color locus

hair color locus

hair color locus

Drosophila

Crossing Over

• Crossing over (variation) dapat terjadi antara kromatid non sister pada titik Crossing over (variation) dapat terjadi antara kromatid non sister pada titik khiasmatakhiasmata.

• Crossing overCrossing over: Bagian dari kromatid non sister

• chromatidschromatids break and reattach to the other chromatidchromatid.

• Chiasmata (chiasma) adalah tempat terjadinya crossing overChiasmata (chiasma) adalah tempat terjadinya crossing over.

Crossing Over - variation

nonsister chromatids

chiasmata: tempat terjadinya crossing over

Variation (keragaman)

Tetrad

Sex Chromosomes

XX chromosome - female XY chromosome - male

Prophase I

centrioles

spindle fiber

asterfibers

Metaphase IMetaphase I

• Fase yang paling pendek Fase yang paling pendek

• Tetrad berada pada bidang metafaseTetrad berada pada bidang metafase. .

• TERJADI PENGELOMPOKAN SCR BEBAS :TERJADI PENGELOMPOKAN SCR BEBAS :

1. Orientasi pasangan homolog ke arah kutub scr acak.

2. Variasi

3. Formula: 2n

Example:Example: 2n = 42n = 4

n = 2n = 2

maka 2maka 22 2 = 4 kombinasi= 4 kombinasi

Metaphase IMetaphase I

Bidang metafase

OR

Bidang metafase

Anaphase IAnaphase I

• Kromosom homolog memisahkan diri dan bergerak kearah kutubKromosom homolog memisahkan diri dan bergerak kearah kutub.

• Sister chromatids tetap terikat pada centromeresSister chromatids tetap terikat pada centromeres.

Telophase ITelophase I

• Setiap kutub skrg memiliki set kromosom haploid.

• CytokinesisCytokinesis terjadi dan dua sel anak haploid terbentuk.

Meiosis II

Meiosis 2 pada intinya sama dengan mitosis: Sister kromatid pada masing2 kromosom

b'pisah Menghasilkan 4 sel anak yg haploid

Meiosis II

MEIOSIS II: Sister chromatids separate

TELOPHASE IAND CYTOKINESIS PROPHASE II METAPHASE II ANAPHASE II

Cleavagefurrow

Sister chromatidsseparate

TELOPHASE IIAND CYTOKINESIS

Haploiddaughter cellsforming

Meiosis IIMeiosis II

• Tidak ada fase interfase IITidak ada fase interfase II

(atau sangat pendek, tidak ada lagi replikasi DNA

Prophase IIProphase II

Sama dengan fase profase mitosis

Metaphase IIMetaphase II

• Sama dgn metafase pada mitosis

Bidang metaphase Bidang metafase

Anaphase IIAnaphase II

• Sama dgn anaphaseanaphase pada mitosismitosis

• sister chromatids berpisah sister chromatids berpisah

Telophase IITelophase II• Sama dgn telofase pada mitosis.

• Inti terbentuk.

• Terjadi CytokinesisTerjadi Cytokinesis.

• Remember:Remember: 4 sel anak haploid dihasilkan.4 sel anak haploid dihasilkan.

gamet = sperm or egggamet = sperm or egg

SpermatogenesisSpermatogenesis

2n=46

humansex cell

diploid (2n)

n=23

n=23

meiosis I

n=23

n=23

n=23

n=23

sperm

haploid (n)

meiosis II

MikrosporogenesisMikrosporogenesis

2n=24

Padi

diploid (2n)

n=12

n=12

meiosis I

n=12

n=12

n=12

n=12

Mikrospora

haploid (n)

meiosis II

Review:Perbandingan Mitosis & Meiosis

Kejadian Mitosis Meiosis

Replikasi DNA Tjd 1 kali selama interfase sblm pembelahan nukleus dimulai

Tjd 1 kali selama interfase sblm meiosis 1 dimulai

Jumlah pembelahan 1 kali : Profase, metafase, anafase & telofase

2 kali, masing2 tmsk Profase, metafase, anafase & telofase

Sinapsis kromosom homolog

Tidak terjadi Tjd pd profase 1: kromosom homolog bergabung m'btk tetrad (kel.4 kromatid), tjd pindah silang (cross over)

Jumlah sel anak & komposisi genetik

2, masing2 diploid (2n), identik dgn sel indul

4, haploid, mengandung separuh jumlah kromosom sel induk, tdk identik dgn sel induk

Peran dlm tubuh Mjd organisme dewasa multiseluler, m'hsl sel utk pertumbuhan & perbaikan jaringan

M'hsl gamet , mengurangi jumlah kromosom separuh nya & tjd variabilitas genetik diantara gamet

Quiz

1. Suatu sel mengandung 40 kromatid pada saat memulai meiosis, ketika meiosis selesai, sel sel yang dihasilkan akan mengandung berapa kromosom?

2. Jelaskan tahapan-tahapan pada mitosis

3. Mengapa Tahapan Meiosis terbagi menjadi 2 bagian, meiosis I dan meiosis II? Jelaskan dengan singkat