MIRANDA NOVALIA

04091003029

BIOLOGI PERKEMBANGAN DAN BIOTEKNOLOGI

Biologi perkembangan ialah studi proses pertumbuhan dan perkembangan

organisme. Biologi perkembangan modern mempelajari kontrol genetik pertumbuhan

sel, diferensiasi sel dan morfogenesis, yang merupakan proses yang

menimbulkanjaringan, organ dan anatomi. Embriologi merupakan subbidang, studi

organisme antara tahap 1 sel (umumnya, zigot) dan akhir tahap embrio, yang tak perlu

awal kehidupan bebas. Embriologi awalnya merupakan ilmu yang lebih deskriptif

sampai abad ke-20. Embriologi dan biologi pengembangan kini menghadapi bermacam-

macam langkah yang diperlukan untuk pembentukanbadan organisme hidup yang benar

dan sempurna.

Biologi perkembangan meliputi

Diferensiasi

Morfogenesis

Growth

Reproduksi

Evolusi

Diferensiasi :

› Sel tunggal ~ sel telur terfertilisasi : bermitosis menjadi ratusan sel è tipe

sel yang bermacam – macam :

Sel otot, epidermal, neuron, limfosit, darah, lemak, dll

› Diferensiasi è sel yang berbeda-beda

› Masing-masing sel tubuh mengandung gen yang sama

Morfogenesis :

› Sel-sel yang berdiferensiasi tidak didistribusikan secara random

› organisasi & pengaturan ke jaringan dan organ

Jari : ujung tangan di tengah

Mata di kepala di jari kaki atau di usus

› Perubahan bentuk sel, posisi sel dan adhesi sel yang spesifik

› Terciptanya bentuk-bentuk yang tersusun

Perkembangan organisme dari fertilisasi è lahir : Perkembangan Embryo

› Embriogenesis

› Embriologi

Embriogenesis è 4 tahap :

1. Cleavage

› Seri pembelahan mitosis yang cepat

› Volume sitoplasma dibagikan ke banyak sel yang lebih kecil

› Sel : blastomer

› Akhir stadium cleavage è blastula

2. Gastrulasi

› Pergerakan blastomer ~ pengaturan kembali sel-sel

› Hasil gastrulasi è 3 lapisan (germ layer) :

Ektoderm, mesoderm & endoderm

3. Organogenesis

› Sel-sel berinteraksi satu dengan yang lain

› Penyusunan kembali di antara mereka untuk menghasilkan jaringan dan

organ

› Organ-organ è mengandung sel-sel yang berasal lebih dari 1 germ layer

› Terjadi migrasi sel-sel (asal ke lokasi akhir)

1. Prekursor sel-sel darah, sel-sel lymph, pigmen & gamet

2. Tulang-tulang di wajah è asal : sel yang bermigrasi secara

ventral dari daerah dorsal kepala

4. Dua macam sel di dalam otak

a. Somatoc cells merupakan sel yang membentuk,ginja,saluran pencernaan,dsb

b.Germ cells merupkan sel yang membentuk sel sel gonad dan perkembagan

gamet.

1. PERKEMBANGAN EMBRIONIK AWAL

Ada dua teori yang menggambarkan proses sebuah sel telur menjadi organisme

baru yaitu :

Teori praformasi

Teori epigenesis yang dinyatakan oleh Aristoteles

Proses perkembangan embrio dimulai dari tahap fertilisasi.

1.1 FERTILISASI

Fertilisasi merupakan jenis sel gamet yang sangat terspesialisasi dan memiliki

fungsi utama yaitu menyatukan kromosom haploid dan mengaktivasi sel telur.Ada tiga

tahap fertilisisasi yaitu:

Reaksi akrosomal dari sel sperma

Reaksi kortikal dari sel elur

Aktivasi sel telur

1.2 CLEAVAGE

Pada tahap ini terjadi pembelahan yang cepat dan tidak terjadi pembesaran

embrio.Pembagian kutub atau polaritas jelas dan ditentukan oleh mRNA,protein dan

yolk.pembelahan lebih cepat terjadi pada animal yang memiliki yolk sedikit pada belahan

animal dan oleh karena terdapat yolk di vegetal.

Pola Pembelahan

Bulu Babi dan Katak

a. Dua pembelahan pertama secara polar / vertikal : embrio 4 sel

b. Pembelahan ketiga secara horizontal : embrio 8 sel dengan 2 tingkat yang

masing-masing terdiri atas 4 sel

c. Pembelahan secara radial : echinodermata,chordata

d. Pembelahan secara spiral : protostom ( mollisca,annelida,dan arthropoda )

e. Pembelahan terus menerus : stadium morula

f. Pembelahan holoblastik : sempurna pada bulu babi karena mengandung

sedikit yolk serta pada katak dengan jumlah yolk sedang

g. Pembelahan meroblastik pada bagian kuning telur ( reptil, burung, ikan,

serangga )

1.3 GASTRULASI

Proses morfogenik dimana terjadi pengaturan kembali sel-sel blastula secara

dramatis.Ke 3 lapisan membentuk jaringan embrio pada lapisan germinal embrio.

Ektoderm membentuk lapisan luar embrio dan berkembang menjadi didtem saraf

dan epidermis.

Endoderm membentuk saluran pencernaan embrio dan organ terkait

( hati,pankreas )

Mesoderm akan mengisi ruangan antara ektoderm dan endoderm

embrio ,berkembang menjadi ginjal,jantung ,otot dan dermis.

1.4 ORGANOGENESIS

Pembentukan organ tubuh dari tiga lapisan germinal embrio.Ada 3 jenis

perubahan morfogenetik yaitu pelipatan,pemisahan dan pengelompokan sel-sel.

2. PERKEMBANGAN EMBRIO UNGGAS

Tahap 1 : CLEAVAGE

Pada tahap ini terjadi pembelahan meroblastik setelah fertilisasi.Lalu

perkembangan awal dihasilkan oleh tudung sel : blastodisk berada diatas yolk yang tidak

membelah dan memisah menjadi dua lapisan yaitu epiblas dna hipoblas dan diantara

rongga kedua lapisan terdapat blastosel versi unggas.

Tahap 2 : GASTRULASI

Pada tahap ini sel epiblas bergerak ke tengah blastodisk dan embentuk tiga lapisan

germinal yaitu mesoderm,ektoderm dan endoderm.

Tahap 3 : ORGANOGENESIS AWAL

Setelah 3 lapisan germinal terbentuk,perbedaan cakram embrionk melipat ke arah

bawah dan disatukan dibagian tengah ke kuning telur melaui batang kuning telur yang

terbentuk dari sel hipoblas

3. PERKEMBANGAN EMBRIO MAMMALIA

Pada fertilisasai mamalia oviduk beruah menjadi uterus serta gastrulais dan

organogenesis awal mirip reptilia dan aves

4.PERKEMBANGAN AWAL EMBRIO MANUSIA & EKSTRAEMBRIONIKNYA

Cleavage ( Pembelahan )

Pembelahan terjadi relatif lambat serta blastocyt yang terimplantasi akan menjadi

dinding uterus.

Implantasi

Trofoblas mensekresi enzim dan akan menembus endometrium

Trofoblas mengembang

Massa sel bagian dalam membentuk cakrampipih

Lapisan epiblas terdiri dari 3 lapisan germinal

Lapisan hipoblas terdiri dari kantung kuning telur

Gastrulasi

Pergerakan sel epiblas ke arah dala melalui primitive steak yaiut embrio yang

berlapis tiga dikelilingi mesoderm ekstraembrionik yang bermitosis.

5. DASAR SELULER & MOLEKULER MORFOGENESIS

Morfogenesis melibatkan :

a. Perubahan bentuk sel

b. Posisi sel

c. Adhesi sel

Morfogenesis pada sel hewan melibatkan :

- Pergerakan sel

Akibat dari pergerakan sel :

a. Perubahan bentuk sel

b. Migrasi sel sehingga posisi sel berubah

Perubahan Bentuk Sel

Mikrotubula memanjangkan sel-sel lempeng neuron

Mikrofilamen di ujung dorsal berkontraksi

Migrasi Sel

Secara invidual saat sel pial neuron menyebar ke berbagai embrio

Sel-sel merayapmenggunakan serat sitoskeleton

6. PETA NASIB DETERMINAN SITOPLASMIK POTENSI SELULER SINYAL

INDUKTIF

Determinan Sitoplasmik

- Menentukan sumbu tubuh

- Perbedaan sel embrio tahap awal

- Polaritas

Nasib sel embrio dipengaruhi oleh dua hal yaitu penyebaran determinan

sitoplasmik dan sumbu pembelahan zigot.

Potensi Seluler

Distribusi determinan sitoplasmik sel telur yang asimetris yang setiap

pembelahannya memiliki kemampuan totipotensi sampai pada tahap blastosista.Semua

blastomer memmalia sapai pada tahapan 8 sel yang sama dan mading-masing dapat

membentuk embrio yang lengkap jika diisolasi.

Sinyal Induktif

Menggerakkan diferensiasi dan pembentukan pola

7. PEMBENTUKAN POLA TUNGKAI / ANGGOTA BADAN VERTEBRATA

Peran utama sinyal induktif :

- Pembentukan pola

Perkembangan organisasi

Pengaturan organ dan jaringan di tempatnya yang khas dalam ruangan tiga

dimensi yaitu informasi posisional

- Informasi posisional

Memberitahu sebuah sel dimana sel tersebut akan berada berkaitan dengan

sumbu tubuh

Membantu menentukan bagaimana sel dan keturunannya erespon sinyakl

molekuler

BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi berasal dari kata: Bios=hidup; Teuchos=alat; Logos=ilmu

Bioteknologi: Penggunaan organisme atau system hidup untuk memecahkan suatu

masalah atau untuk menghasilkan produk yang berguna.