SIKLUS SEL

Figure 12.1

Kontinuitas kehidupanDidasarkan atas reproduksi sel /pembelahan sel

100 µm

(a) Reproduction. An amoeba, a single-celled eukaryote, is dividing into two cells. Each new cell will be an individual organism (LM).

• Organisme multiseluler tergantung pada pembelahan sel untuk:

– Perkembangan (dari sel yang terfertilisasi)-reproduksi– Pertumbuhan– Repair 20 µm200 µm

(b) Growth and development. This micrograph shows a sand dollar embryo shortly after the fertilized egg divided, forming two cells (LM).

(c) Tissue renewal. These dividing bone marrow cells (arrow) will give rise to new blood cells (LM).

Figure 12.2 B, C

•Semua organisme kompleks berasal dari a single fertilized egg.

•Melalui pembelahan sel, jumlah sel meningkat

•Sel kemudian terspesialisasi dan berubah menjadi fungsinya masing2

Tipe pembelahan sel• Mitosis:

– Growth, development & repair– Asexual reproduction (yields identical cells)– Occurs in somatic (body) cells

• Meiosis:– Sexual reproduction (yields different cells)– Occurs in specific reproductive cells

MITOSIS

The Cell Cycle1. G1 Phase 1st growth phase2. S Phase DNA duplicated3. G2 Phase Final growth phase4. Mitosis5. Cytokinesis

Purpose of the first three phases (Interphase) – to duplicate cell contents; 90% of the cell’s growth cycle (Sel tumbuh & menyalin kromosom dalam persiapan untuk pembelahan sel)

Purpose of Mitosis – to divide the genetic material into exact two halves (pembelahan nukleus)

Purpose of Cytokinesis – to divide all other contents (except nucleus) into two cells. (pembelahan sitoplasma)

interphase

Interfase1. G1 Phase 1st growth phase; sel tumbuh2. S Phase DNA duplicated; kromosom

diduplikasi3. G2 Phase Final growth phase; tumbuh lagi

sampai sel menyelesaikan persiapannya untuk pembelahan sel

Selama 3 subfase ini, sel tumbuh dengan menghasilkan protein dan organel dalam sitoplasma

Phases of Mitosis (M)

1. Prophase2. Prometaphase3. Metaphase4. Anaphase5. Telophase

• Pembelahan sel menghasilkan sel anak yang secara genetik identik/sama

• Sel harus menduplikasikan material genetiknya– Before they divide, ensuring that each daughter cell

receives an exact copy of the genetic material, DNA

Phases of Mitosis

Hal-hal yang unik pada fase M1.Kondensasi kromosom2.Mitotic spindle

mengatur kromosom yang telah direplikasi

- di ekuator- ke kutub

3.Cincin kontraktil: filamen actin dan miosin

tegak lurus spindleMenarik membran ke dalam

Figure 12.1

prophase

1X

metahase

Anaphase

Telophase

Cytokinesis

Distribution of Chromosomes During Cell Division

• Pada persiapan cell division, DNA bereplikasi dan kromosom memadat

• Tiap chromosome yang terduplikasi memiliki dua sister chromatids, yang berpisah selama cell division

• Sentromer merupakan daerah ceking dari chromosome yang terduplikasi, dimana dua chromatids terikat dengan erat

Pembelahan sel mendistribusikan kumpulan sel yang identik ke sel anak

• Sel menduplikasikan material genetik sebelum membelah, utk memastikan bahwa tiap sel anak menerima copy DNA dengan tepat

• Karunia herediter keseluruhan, berisi DNA yang dimiliki oleh suatu sel disebut genome dari sel tersebut

• Molekul DNA dalam sel ter-pack menjadi kromosom

• Setiap spesies eukariot memiliki sejumlah tertentu kromosom pada nukleus

• Sel somatik (nonreproductive) memiliki 2 set kromosom

• Gamet (reproductive cells: sperm and eggs) memiliki jumlah kromosom setengah jumlah kromosom sel somatik

• Kromosom eukaryotik terdiri dari kromatin, sebuah komplex DNA dan protein yang memampat selama pembelahan sel

0.5 µm

Chromosomeduplication(including DNA synthesis)

Centromere

Separation of sister chromatids

Sisterchromatids

Centromeres Sister chromatids

A eukaryotic cell has multiplechromosomes, one of which is

represented here. Before duplication, each chromosome

has a single DNA molecule.

Once duplicated, a chromosomeconsists of two sister chromatids

connected at the centromere. Eachchromatid contains a copy of the

DNA molecule.

Mechanical processes separate the sister chromatids into two chromosomes and distribute

them to two daughter cells.Figure 12.4

• Pembelahan sel pada eukariot terdiri dari:– Mitosis, the division of the nucleus– Cytokinesis, the division of the cytoplasm

• Gamet diproduksi dalam pembelahan sel yang disebut meiosis

• Meiosis menghasilkan sel anak yang tidak identik dengan induk yaitu hanya memiliki 1 set kromosom

Fase-fase dalam siklus sel• Siklus sel terdiri dari

– Interphase– Fase mitosis

INTERPHASE

G1

S(DNA synthesis)

G2Cytokin

esis

Mitosis

MITOTIC(M) PHASE

Figure 12.5

• Interphase– G1 phase– S phase– G2 phase

• The mitotic phase– mitosis – cytokinesis

Phases of the Cell Cycle

• Siklus sel terdiri dari– Interphase (cell growth and copying of

chromosomes in preparation for cell division)– Mitotic (M) phase (mitosis and cytokinesis)

• Interphase (terdiri dari sekitar 90% dari siklus sel) yang dapat dibagi dalam sub fase:– G1 phase (“first gap”)– S phase (“synthesis”)– G2 phase (“second gap”)

• Mitosis terdiri dari 5 phases– Prophase– Prometaphase

G2 OF INTERPHASE PROPHASE PROMETAPHASE

Centrosomes(with centriole pairs) ChromatinChromatin

(duplicated)(duplicated)Early mitoticspindle

AsterCentromere

Fragmentsof nuclearenvelope

Kinetochore

NucleolusNucleolus Nuclearenvelope

Plasmamembrane

Chromosome, consistingof two sister chromatids

Kinetochore microtubule

Nonkinetochoremicrotubules

– Metaphase– Anaphase– Telophase

Centrosome at one spindle pole

Daughter chromosomes

METAPHASE ANAPHASE TELOPHASE AND CYTOKINESIS

Spindle

Metaphaseplate Nucleolus

forming

Cleavagefurrow

Nuclear envelopeforming

• The mitotic spindle– mikrotubul yang mengontrol pergerakan kromosom

selama mitosis

• Spindle muncul dari sentromer– spindle microtubules – asters

• Perakitan spindle microtubules dimulai dari sentrosom - microtubule organizing center

• Sentrosom bereplikasi membentuk dua sentrosom yang bermigrasi ke kutub yang berlawanan, dan spindle microtubules tumbuh dari sentrosom

• Aster (a radial array of short microtubules) muncul dari tiap sentrosom

The SpindleThe Spindle(benang gelendong)(benang gelendong)

Spindle memiliki struktur seperti web terbuat dari microtubule . Sangat penting pada mitosis karena mengatur kromosom untuk berada pada posisi yang benar

Mitotic center

MicrotubuleA cell at metaphase a spindle

• Some spindle microtubules– Berikatan dengan kinetochores chromosomes

CentrosomeAster

Sisterchromatids

MetaphasePlate

Kinetochores

Overlappingnonkinetochoremicrotubules

Kinetochores microtubules

Centrosome

ChromosomesMicrotubules 0.5 µm

1 µmFigure 12.7

Chromosomes attached to spindle Chromosomes attached to spindle during nuclear divisionduring nuclear division

The kinds of microtubules• Kinetochore microtubules : berikatan dengan kinetochores chromosomes dan menggerakkan kromosom ke daerah metafase • Nonkinetochores: overlap satu sama lain tetapi tidak berikatan dengan chromosome

1 µm

Replikasi sentriolPada G1 : 1 pasang sentriol terpisahS : sentriol anak tumbuhG2 : perpanjangan sentriol anakAwal fase M : kedua pasang sentriol masih dekat, kemudian terpisah

Siklus sentrosomSentrosom harus diduplikasi dan dipisahkan

Fase S dan G2: 2 ps sentriolProfase awal: sentrosom membelah, tiap anak menjadi pusat mikrotubul astralProfase akhir: mikrotubul polar memanjang, 2 sentrosom terpisahMetafase: mikrotubul berinteraksi dg kromosom, tidak ada selubung nuklear

The Mitotic Spindle: How chromosomes moved??

The mitotic spindle (structure, shape name)

– Is an apparatus of microtubules (composition name) that controls chromosome movement during mitosis

– Usually called by Spindle mocrotuble

How kinetochore microtuble works• In anaphase, sister chromatids separate And

move along the kinetochore microtubules toward opposite ends of the cell

EXPERIMENT

1 The microtubules of a cell in early anaphase were labeled with a fluorescent dye that glows in the microscope (yellow).

Spindlepole

Kinetochore

Figure 12.8

2 A Laser was used to mark the kinetochore mircotubles by eliminating the fluorescnce in a region between one spindle pole and the chromosomes. As anaphase proceeded, researches monitored the changes in the lengths of the microtubles on either side of the mark.

Mark

RESULTS As the chromosomes moved toward the poles, the microtubule segments on thekinetochore side of the laser mark shortened, while those on the spindle pole side stayed thesame length.

Discuss about the results

CONCLUSION This experiment demonstrated that during anaphase, kinetochore microtubules shorten at their kinetochore ends, not at their spindle pole ends. This is just one of the experiments supporting the hypothesis that during anaphase, a chromosome tracks along a microtubule as the microtubule depolymerizes at its kinetochore end, releasing tubulin subunits

Chromosomemovement

Microtubule Motorprotein

Chromosome

Kinetochore

Tubulinsubunits

CONCLUSION dalam percobaan ini Selama anafase berlanjut dan kromosom berpindah ke arah kutub, segmen mikrotubul pada sisi kinetokor dari tanda laser memendek, sementara bagian sisi sentromer tetap. Percobaan ini mendukung hipotesis bahwa; kromosom menelusuri disepanjang mikrotubul pada saat mikrotubul berdepolarisasi pada ujung kinetokornya, sehingga terjadi pelepasan sub unit tubulin

Chromosomemovement

Microtubule Motorprotein

Chromosome

Kinetochore

Tubulinsubunits

Tiga kelas mikrotubul:

1.Mikrotubul polar : mendorong kutub spindle saling menjauh

2. Mikrotubul kinetokor: berikatan dengan kinetokor, mengatur kromosom

3. Mikrotubul astral: memancar ke seluruh arah dari sentrosom

Yang melekat pada sentrosom : ujung –ujung positif : dinamis, memanjang

memendek

overlapProtein yang berasosiasi dengan mikrotubul, mengikat mikrotubul

• Pada anafase, sister chromatid berpisah– Dan bergerak sepanjang kinetochore microtubules

menuju arah berlawanan ujung sel

Spindlepole

Kinetochore

Figure 12.8

Initiation ofAnaphase

Selubung nuklear:-fosforilasi lamina nuklear : penguraian dan pembangunan selubung nuklear-prometafase : meluruh-telofase : terbentuk kembali

CYTOKINESISCYTOKINESIS Division of the cytoplasm

Mitosis is the splitting of the nucleus. Cytokinesis is the splitting of cytoplasm

It usually begins during ANAPHASE

Sitokinesis• Saat anafase berlanjut ke telofase•Pada sel hewan : melekuknya selaput sel

kontraksi cincin contractil

• Pada sel tumbuhan : pembentukan dinding baru Sekat sel di antara 2 sel anak

-sisa-sisa mikrotubul polar membentuk fragmoplast-vesikuli kecil dari kompleks golgi berisi prazat

dinding sel

• Tempat sekat : telah ditentukan oleh mikrotubul pada preprofase

• Pada sel hewan– Cytokinesis terjadi oleh proses yang disebut

cleavage, membentuk sebuah a cleavage furrow

Cleavage furrow

Contractile ring of microfilaments Daughter cells

100 µm

(a) Cleavage of an animal cell (SEM)

• Pada sel tumbuhan, selama cytokinesis– Terbentuk plat sel (cell plate)

Daughter cells

1 µmVesiclesforming cell plate

Wall of patent cell Cell plate New cell wall

(b) Cell plate formation in a plant cell (SEM)Figure 12.9 B

• Mitosis in a plant cell

1 Prophase. The chromatinis condensing. The nucleolus is beginning to disappear.Although not yet visible in the micrograph, the mitotic spindle is staring to from.

Prometaphase.We now see discretechromosomes; each consists of two identical sister chromatids. Laterin prometaphase, the nuclear envelop will fragment.

Metaphase. The spindle is complete,and the chromosomes,attached to microtubulesat their kinetochores, are all at the metaphase plate.

Anaphase. Thechromatids of each chromosome have separated, and the daughter chromosomesare moving to the ends of cell as their kinetochoremicrotubles shorten.

Telophase. Daughternuclei are forming. Meanwhile, cytokinesishas started: The cellplate, which will divided the cytoplasm in two, is growing toward the perimeter of the parent cell.

2 3 4 5

NucleusNucleolus

ChromosomeChromatinecondensing

Figure 12.10

• Mitosis in a plant cella. Profase= kromatin memadat, nukleolus masih jelas terlihat

tetapi akan segera menghilang, gelendong mitotik mulai terbentuk

b. Prometafase= kromosom yang terpisah; masing-masing terdiri atas dua kromatid saudara yang identik yang salin melekat. Kemudiian seludang nukleus akan terfragmentasi dan mikrotubula gelendong akan melekat pada kinetokor kromosom

c. Metafase= gelendong telah lengkap, dan kromosom yang ditarik sama kuat oleh mikrotubula kinetokor yang datang dari kutub sel yang berlawanan, berbaris pada pelat metafase

d. Anafase= kromatid setiap kromosom telah terpisah dan kromosom anak berpindah ke kutub-kutub sel begitu mikrotubula kinetokornya memendek

e. Telofase= nukleus anak terbentuk, sementara itu sitokinesis mulai terjadi; pelat sel , yang akan membagi sitoplasma menjadi 2, sedang tumbuh ke arah keliling sel induknya

In binary fission– The bacterial chromosome replicates– The two daughter chromosomes actively move apart

Prokaryotes (bacteria and archaea) reproduce by a type of cell division called binary fission

LE 12-11_3Origin ofreplication

Cell wall

Plasmamembrane

Bacterialchromosome

E. coli cell

Two copiesof origin

Chromosome replication begins. Soon thereafter, one copy of the origin moves rapidly toward the other end of the cell.

Replication continues. One copy of the origin is now at each end of the cell.

Origin Origin

Replication finishes. The plasma membrane grows inward, and new cell wall is deposited.

Two daughtercells result.

A comparison of mitosis and meiosis

A comparison of mitosis and meiosis: summary

Tugas

Gambar Perbedaan fase mitosis dan miosis

Setelah melihat FLASH mitosis dan Meiosis ini

Contoh flash meiosis lainnya