Reproduksi Sel:

Mitosis & Meiosis

Course : BOTANI

By : Tri Yuliana, M.Si

Date Issue : 6 Maret 2012

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

Figure 8.3A

Prokaryotic chromosome

Plasma membrane

Cell wall

Duplication of chromosome and separation of copies

Continued growth of the cell and movement of copies

Division into two cells

DNA bereplikasi mjd 2 kromosom identik

Memisahkan diri dgn cara elongasi sel

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

Chromosome duplication

Chromosome distribution

to daughter

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

Proses Mitosis pada

Sel Tumbuhan

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

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

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

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

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

Cell plate forming

Cell plate Daughter cells

Wall of parent cell

Daughter nucleus

Cell wall New cell wall

Cleavage furrow

Cleavage furrow

Contracting ring of microfilaments

Daughter cells

PEMBELAHAN SEL TUMBUHAN PEMBELAHAN SEL HEWAN

Pembelahan sel tumbuhan Pembelahan sel hewan

Siklus Sel Eukariot

Terdiri dari 4 fase :

Fase M : tahap pembelahan sel, tmsk mitosis & sitokinesis

Fase S : Sintesis DNA saat replikasi , 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 interfase

G1 checkpoint

M checkpoint

Control system

Kontrol Siklus Sel

Fase G1 Fase S

S-kinase b'ikatan dg S-cyclin

Kinase m'fosforilasi protein yg m'sbb sel b'gerak dr fase G1 ke fase S

Tjd sintesa DNA (replikasi DNA)

Kmd S-cyclin hancur/t'urai & S kinase tdk aktif lagi

Fase G2 fase M

M-kinase berikatan dgn M-cyclin

Kinase m'fosforilasi protein yg m'sbb sel bergerak dr fase G2 ke fase M, kmd tjd mitosis

Pd tahap ini tjd jg kondensasi kromosom & p'btk gelendong

M-cyclin hancur & M-kinase tdk aktif

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

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 (with centriole pairs)

Nuclear envelope

Chromatin

Sites of crossing over

Spindle

Sister chromatids

Tetrad

Microtubules attached to kinetochore

Metaphase plate

Centromere (with kinetochore)

Sister chromatids remain attached

Homologous chromosomes separate

Meiosis 2

Meiosis 2 pada intinya sama dengan mitosis:

Sister kromatid pada masing2 kromosom b'pisah

Menghasilkan 4 sel anak yg haploid

Meiosis 2

MEIOSIS II: Sister chromatids separate

TELOPHASE I AND CYTOKINESIS

PROPHASE II METAPHASE II ANAPHASE II

Cleavage furrow

Sister chromatids separate

TELOPHASE II AND CYTOKINESIS

Haploid daughter cells forming

Review:

Perbandingan Mitosis & Meiosis

Figure 8.15

MITOSIS MEIOSIS

PARENT CELL (before chromosome replication)

Site of crossing over

MEIOSIS I

PROPHASE I Tetrad formed by synapsis of homologous chromosomes

PROPHASE

Duplicated chromosome (two sister chromatids)

METAPHASE

Chromosome replication

Chromosome replication

2n = 4

ANAPHASE TELOPHASE

Chromosomes align at the metaphase plate

Tetrads align at the metaphase plate

METAPHASE I

ANAPHASE I TELOPHASE I

Sister chromatids separate during anaphase

Homologous chromosomes separate during anaphase I; sister chromatids remain together

No further chromosomal replication; sister chromatids separate during anaphase II

2n 2n

Daughter cells of mitosis

Daughter cells of meiosis II

MEIOSIS II

Daughter cells of

meiosis I

Haploid n = 2

n n n n

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 induk

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

diskusi

1. Jelaskan & gambarkan mitosis pada sel tumbuhan

2. Perbedaan mitosis sel tumbuhan & sel hewan

3. Definisi : kromosom, kromatid, kromatin, sentriol, sitokinesis, sentromer & kinetokor

4. Jelaskan tentang siklus sel & kontrol siklus sel

5. Jelaskan perbandingan Mitosis & Meiosis

GOOD LUCK & ENJOY YOUR

STUDY