Download - 10. MORFOGENESIS
![Page 1: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/1.jpg)
MORFOGENESIS
E. Suryadi
![Page 2: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/2.jpg)
Definisi
• Morfogenesis: Perkembangan bentuk tubuh yang meliputi perkebangan sel, dan jaringan serta organ tubuh
• Evolusi dan perkembangan bentuk tubuh, seperti perkembangan bentuk organ atau bagian tubuh tertentu atau perkembangan yg dialami oleh individu yang mencapai jenis yang mendekati sebagian besar individu spesies
![Page 3: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/3.jpg)
Perbedaan Morfogenesis dan Differensiasi
• Morfogenesis: proses perubahan bentuk sel, adesi, pergerakan, proliferasi atau kematian sel sehingga menghasilkan struktur 3 dimensi
• Differensiasi: proses dimana 1 atau lebih sel mengalami perubahan pola ekspresi gen tertentu sehingga dihasilkan suatu tipe sel atau jaringan yang berbeda
![Page 4: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/4.jpg)
Konsep dalam Biologi perkembangan modern
• Induksi embrionik merupakan proses yang menentukan nasib dari daerah embrionik yang menerima sinyal dari bagian yang lain
• Perkembangan regulatif merupakan perkembangan yang ditentukan oleh struktur embrionik yang lain
• Perkembangan mosaik merupakan proses perkembangan berbagai yang tidak bergantung pada daerah yang lainnya.
• Perkembangan embrio dimulai dengan regulatif menjadi mosaik
![Page 5: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/5.jpg)
Gastrulasi• Gastrulasi merupakan proses terbentuknya 3
lapisan germinal, yang merupakan prekursor semua jaringan embrionik dan orientasi axial ditetapkan pada embrio.
• Selama gastrulasi diskus embrionik bilaminar diubah menjadi trilaminar.
• Terjadi perubahan bentuk sel, rearrangement, pergerakan dan perubahan adhesive properties yang berkontribusi pada gastrulasi.
• Gastrulasi merupakan permulaan morfogenesis dan merupakan kejadian yang signifikan selama minggu ketiga.
![Page 6: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/6.jpg)
Morfogen• Bone morphogenetic proteins dan molekul
signaling yang lain seperti FGFs and Wnts berperan penting pada proses ini.
• Tanda pertama morfologik dari gastrulasi dimulai dengan pembentukan primitive streak pada permukaan epiblast pada diskus embrionik.
• Pada periode ini, embrio disebut juga gastrula.
![Page 7: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/7.jpg)
Perkembangan Jaringan Embryonal• Tiap lapisan germinal (ectoderm, mesoderm,
and endoderm) akan berubah menjadi jaringan atau organ yang spesifik:
- Embryonic ectoderm berkembang menjadi epidermis, sistem saraf sentral dan perifer, mata, telinga dalam, jaringan ikat pada kepala yang berasal dari sel krista neuralis
- Embryonic endoderm merupakan sumber epitel tractus respiratorius dan digastricus, termasuk glandula yang bermuara pada tractus digastricus dan sel glandula organ assosiasi (liver dan pancreas).
![Page 8: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/8.jpg)
- Embryonic mesoderm berkembang menjadi semua otot skeletal, sel darah dan pembuluh darah, permukaan otot polos viseral, epitel serosa rongga-rongga tubuh, duktus dan organ reproduksi, sistem ekskresi, dan sebagian besar sistem kardiovaskuler. Pada tubuh merupakan asal dari semua jaringan ikat, termasuk kartilago, tulang, tendon, ligamen, dermis dan stroma organ-organ dalam.
![Page 9: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/9.jpg)
Pelipatan• Pelipatan diskus embrionik trilaminar yang datar
menjadi silindris embrio akan menentukan bentuk tubuh secara keseluruhan.
• Pelipatan bidang median membentuk pelipatan kepala dan ekor dan menghasilkan hubungan dengan bagian yolk sac ke embrio dan membentuk foregut dan hindgut.
• Pelipatan embrio pada bidang horisontal akan menghasilkan pelipatan lateral dan ventral dari dinding tubuh. Bagian dari yolk sac yang berhubungan dengan embrio pada bidang ini akan menjadi midgut.
![Page 10: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/10.jpg)
1. Intermediate mesoderm2. Yolk sac3. Gut4. Intraembryonic coeloem5. Notochord6. Neural tube
![Page 11: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/18.jpg)
Penetapan aksis tubuh• Penetapan aksis tubuh berlangsung sebelum
periode gastrulasi, menjadi anteroposterior, dorsoventral, kanan-kiri.
• Aksis anteroposterior diberi sinyal dari sel pada margin anterior/cranial dari diskus embrionik.
• Area ini disebut anterior visceral endoderm (AVE), mengekspresikan gen penting untuk pembentukan kepala, termasuk faktor transkripsi OTX2, LIM1, dan HESX1 dan mensekresikan faktor cerberus.
• Gen ini ada di embrio bagian kranial sebelum gastrulasi.
![Page 19: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/20.jpg)
Berbagai morfogen diawal perkembangan embryo
• Primitive streak diinisiasi dan dijaga oleh ekspresi Nodal, yang merupakan transforming growth factor β (TGF-β). Ketika sudah terbentuk maka sejumlah gen meregulasi formasi mesoderm dorsal dan ventral, serta struktur kepala dan ekor.
• TGF-β yang lain, bone morphogenetic protein-4 (BMP-4) disekresikan oleh seluruh diskus embrionik.
• Adanya BMP-4 dan fibroblast growth factor (FGF), mesoderm akan ke bagian ventral untuk berkontribusi ke ginjal (intermediate mesoderm), darah dan dinding tubuh mesoderm (lateral plate mesoderm).
![Page 21: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/21.jpg)
• Seluruh mesoderm akan ke bagian ventral jika aktivitas BMP-4 tidak diblok oleh ekspresi gen lain di nodus.
• Maka nodus ini berfungsi sebagai organizer. Orang yang pertama mendiskripsikan aktivitas ini adalah Hans Spemann, yang mendeskripsikan pada dorsal lip blastopore, struktur yang merupakan analog nodus di embrio Xenopus.
• Chordin (yang diaktivasi oleh faktor transkripsi Goosecoid ), noggin, and follistatin merupakan antagonis aktivitas BMP-4. Sehingga, mesoderm kranial akan ke arah dorsal menjadi notochord, somites, dan somitomeres.
• Ketiga gen ini diekspresikan pada notochord dan penting pada induksi neural pada regio kranial.
![Page 22: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/22.jpg)
• Nodal terlibat pada inisiasi dan maintenance primitive streak.• HNF-3β berfungsi menjaga nodus dan nantinya akan
berfungsi menginduksi spesifikasi regional pada area forebrain dan midbrain.
• Tanpa HNF-3β, embrio gagal untuk mengalami gastrulasi secara tepat dan kekurangan terjadi pada struktur forebrain and midbrain.
• Goosecoid mengaktivasi inhibitor BMP-4 dan berkontribusi dalam meregulasi perkembangan kepala.
• Over ekspresi atau under ekspresi dari gen ini menghasilkan malformasi yang parah pada regio kepala, termasuk kemampuan duplikasi.
![Page 23: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/23.jpg)
• Regulasi formasi mesoderm dorsal pada regio mid dan kaudal dari embrio dikontrol oleh gen Brachyury (T).
• Formasi mesoderm pada regio ini tergantung pada produk gen ini, dan jika tidak ada akan menyebabkan pemendekan aksis embrionik (caudal dysgenesis)
• Derajat pemendekan tergantung pada waktu terjadinya defisiensi protein.
• Pembentukan sisi kanan-kiri juga ditetapkan pada perkembangan awal, diatur oleh cascade gen.
• Ketika primitive streak muncul, fibroblast growth factor 8 (FGF-8) disekresikan oleh sel di nodus dan primitive streak, serta menginduksi ekspresi Nodal tetapi hanya pada sisi kiri dari embrio.
![Page 24: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/24.jpg)
• Pada saat neural plate diinduksi FGF-8 menjaga ekspresi Nodal expression pada lateral plate mesoderm, begitu juga dengan gen Lefty-2, dan kedua gen ini meregulasi PITX2, suatu faktor transkripsi yang bertanggung jawab untuk menjaga sisi kiri.
• Secara simultan, Lefty-1 diekspresikan pada sisi kiri dari floor plate neural tube dan beraksi sebagai barier untuk mencegah crossing over sinyal sisi kiri.
• Sonic hedgehog (SHH ) juga berfungsi pada kejadian ini, dengan berfungsi sebagai suatu repressor untuk ekspresi gen sisi kiri pada sisi kanan.
• Gen Brachyury(T), suatu faktor pertumbuhan yang disekresikan oleh notochord, juga penting untuk ekspresi Nodal, Lefty-1, and Lefty-2.
![Page 25: 10. MORFOGENESIS](https://reader033.vdokumen.com/reader033/viewer/2022061500/55cf9933550346d0339c2bbe/html5/thumbnails/25.jpg)
• Gen yang meregulasi perkembangan sisi kanan: faktor transkripsi NKX 3.2 terhambat pada sisi kanan lateral plate mesoderm dan kemungkinan meregulasi gen efektor yang bertanggung jawab untuk menjaga sisi kanan.