http://aff.fkh.ipb.ac.id
EMBRIOGENESIS DAN INDUKSI EMBRIO (BAGIAN I) LABORATORIUM EMBRIOLOGI FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Indikator pencapaian:
http://aff.fkh.ipb.ac.id
Definisi dan tahapan embriogenesis (pembelahan, blastulasi, gastrulasi dan neurulasi) Parameter pertumbuhan dan perkembangan embrio Pertumbuhan dan perkembangan embrio (waktu, tempat, proses) Pembelahan, Blastulasi, Gastrulasi dan Neurulasi Kaitan Tipe Pembelahan dengan Tipe Sel Telur Prinsip perkembangan: Segregasi sitoplasma dan induksi embrionik terkait dengan potensi prospektif sel Konsep organiser yang menjelaskan tentang proses induksi terkait dengan peta takdir Peranan hereditas inti dan sitoplasma (maternal) dalam perkembangan Aktivasi gen dalam proses diferensiasi (metilasi dan asetilasi) terkait dengan waktu dan proses embriogensis Kembar identik (monozigotik): komplit dan inkomplit Khimerism termasuk freemartin Wawasan bioteknologi: splitting, kloning, stem cell
Definisi dan Tahapan Embriogenesis http://aff.fkh.ipb.ac.id
Embriogenesis : proses pembentukan mahluk hidup yang belum memiliki bentuk definitif*.
Empat tahapan embriogenesis : 1. Cleavage (pembelahan), proses pembelahan embrio terfertilisasi 2.
(zigot) secara mitosis.
Blastulasi, blastomer akan mengalami compaction (Blastosis compact), kemudian blastomer mensekresikan cairan yang menyebabkan terbentuknya blastocoel (blastosis: ICM, trofoblast, blastocoel)
3.
Gastrulasi, terbentuknya tiga lapis daun kecambah (germ layers):
4.
Neurulasi, pembentukan buluh syaraf.
ektoderm, mesoderm dan endoderm. Periode kritis perkembangan
Induksi notokorda pada ektoderm.
* Bentuk yg mencirikan suatu species atau individu
Parameter Pertumbuhan dan Perkembangan embrio http://aff.fkh.ipb.ac.id
Pertumbuhan: Pertambahan jumlah atau ukuran sel menjadi lebih banyak atau lebih besar ≈ Satu sel banyak sel ≈ Zigot morula; jumlah sel blastomer bertambah ≈ Oosit primer pada folikel primordial oosit primer pada folikel tersier, oosit membesar Perkembangan: Perubahan bentuk atau fungsi sel ke arah bentuk atau fungsi yang baru ≈ Sel ektoderm menjadi sel neuron ≈ Morula Blastosis; blatomer menjadi ICM dan Trofoblas
http://aff.fkh.ipb.ac.id
Perkembangan Embrio Perkembangan : Perubahan bentuk dan fungsi sel kearah bentuk dan fungsi baru Perkembangan embrio dicapai melalui proses : induksi, diferensiasi dan determinasi. Faktor yang berpengaruh terhadap proses perkembangan : a. Genetik (yang terdapat dalam inti sel) b. Sitoplasma (yang dikontribusikan oleh maternal) c. Lingkungan
http://aff.fkh.ipb.ac.id
PROSES & TAHAPAN EMBRIOGENESIS :
ZIGOT 1. CLEAVAGE
MORULA 2. BLASTULASI
BLASTOSIS 3. GASTRULASI
GASTRULA 4. NEURULASI
IDW.08
NEURULA Hogan et al, 1994
(1) PROSES PEMBELAHAN (CLEAVAGE):
http://aff.fkh.ipb.ac.id
Sigot
Morula
Blastomer Zona pellucida
• •
Mitosis Penambahan bahan inti (DNA)
•
Berjalan sangat cepat
•
Ukuran embrio tetap
•
Dihasilkan MORULA terdiri dr sel-sel blastomer
MORULA (NON KOMPAK) (Gbr 4)
http://aff.fkh.ipb.ac.id
COMPACTION MORULA KOMPAK (Gbr 5)
COMPACTION Terjadi hubungan antar blastomer Tight & Gap Junction Pembentukan mikrofilamen & mikrotubulus antar membran plasma Batas antar blastomer Hilang
Memasuki tahap Blastulasi, pada Morula terjadi:
http://aff.fkh.ipb.ac.id
Polarisasi Blastomer, Pembentukan rongga blastosul, diferensiasi sel blastomer
Potensi berubah: Totipoten Pluripoten BLASTOSIS
Kelompok sel dalam ICM (Inner cell mass) Kelompok sel luar Trofoblas
http://aff.fkh.ipb.ac.id
Sel trophectodermal (trofoblas) sel epitelial pipih & saling berhubungan Sistem transport ion mencegah pergerakan ion & air antar sel Membentuk konsentrasi gradien shg terdapat kekuatan utk mendorong air kedalam rongga.
http://aff.fkh.ipb.ac.id
(2) BLASTULASI (Sapi 7 hari PF; domba 5 hari PF) b a
c
d
• Diferensiasi • Pembentukan Rongga Pemompaan Na dan air kedalam blastosul
• Perluasan embrio
MORULA KOMPAK BLASTOSIS
Pembentukan blastosul merupakan proses diferensiasi; dikontrol oleh genom embrio & tidak tergantung pd jumlah sel. Komponen lain berperan dlm pembentukan blastosul: Pompa Na/K Tekanan Osmotic Na/K-ATPase
http://aff.fkh.ipb.ac.id
b c a d
Blastosis
Blastosis Ekspan
Struktur blastosis: a. b. c. d.
Blastosul Inner cell Mass Trofoblast Zona pelucida
Blastosis ekspan hatching (menetas)
http://aff.fkh.ipb.ac.id
(sapi H9-10; babi H6; domba/ kuda H7-8)
Keluarnya blastosis ekspan dr zona pellucida
*
Zona pellucida mengalami *enzymatic digestion yg dihasilkan embrio & uterus Faktor lain adalah plasminogen & aktivator plasminogen yg dihasilkan embrio
LOKASI DAN PROSES PEMBELAHAN & BLASTULASI
http://aff.fkh.ipb.ac.id
BLASTULASI
PEMBELAHAN / CLEAVAGE
Kornua
Implantasi 20 jam setelah fertilisasi
KORNUA UTERUS
TUBA FALLOPII
PADA HEWAN PRIMATA DAN KUDA
KORPUS UTERUS Blastulasi
SERVIKS
(3) GASTRULASI
(Sapi 14 hr pf)
GASTRULA
ICM Blastosis hatching
1. Hipoblast
2. Epiblast
3. Gastrosul Gastrosul Trofoblast di daerah Epiblast (D)
/gastrosul
E. Rongga amnion (4) Epiblast
5. Epiblast Embrionik 6. Garis Primitif (F) 7. Tiga lapis daun kecambah/ G - Endoderm - Mesoderm - Ektoderm - Notokorda (mesoderm)
Pembentukan garis primitif Penebalan epiblast embrionik Pergerakan epiblast embrionik
Garis Primitif Ektderm
Invaginasi sel mesoderm & endoderm
Membentuk lapisan daun kecambah Endoderm, Mesoderm & Notokorda
http://aff.fkh.ipb.ac.id
Tahapan Proses Gastrulasi pd Mamalia • Pembentukan lapis hypoblast, epiblast dan gastrosul (bakal usus primitif) • Pembentukan rongga amnion (pd bbrp mamalia) • Pergerakan sel-sel epiblast embrionik Pembentukan daun kecambah ektoderm dan garis primitif • Pembentukan daun kecambah mesoderm dan endoderm (basic body plan) melalui proses invaginasi & involusi + Notokorda (Sumbu Tubuh) dan Head Process
Luckett, 1978
Skema penurunan jaringan 3 lapis daun kecambah pada embrio manusia dan monyet
http://aff.fkh.ipb.ac.id
Head Process – Notochordal Process
Head Process Notokordal
Contoh pada embrio unggas
3. GASTRULASI
Gastrula 3 lapis daun kecambah + NOTOKORDA
induksi
Notokorda
Potongan melintang
3. GASTRULASI
http://aff.fkh.ipb.ac.id
Anterior lebih cepat Sudah Neurulasi
Posterior lebih lambat masih gastrulasi Neurula
Memasuki tahap Gastrulasi, Pergerakan (Perpindahan Sel) Pembentukan Aksis (Sumbu) Embrio Terjadi Interaksi dan Induksi Sel Proses Induksi Sel secara bertahap
(4) NEURULASI : Proses pembentukan neurula (buluh syaraf)
http://aff.fkh.ipb.ac.id
Induksi notokorda terhadap ektoderm Pembentukan lempeng Lipatan syaraf Perkembangan lipatan syaraf ke arah medio-lat Buluh syaraf
Krista sy
Ektoderm
Notokorda
Lempeng sy
Lipatan s
Buluh sy
Jika gagal menutup Anencefali
Jika gagal menutup Spina bifida
2. HUBUNGAN TIPE SEL TELUR & PEMBELAHAN
http://aff.fkh.ipb.ac.id
Jumlah & Distribusi KT ( MAMALIA
AMFIBIA
KT atau LESITAL)
UNGGAS
SERANGGA
Sitoplasma + inti
KT
Sitoplasma + inti
sitoplasma
OLIGOISOLESITAL
MESOTELOLESITAL
POLITELOLESITAL
POLICENTROLESITAL
http://aff.fkh.ipb.ac.id
Tipe-Tipe Sel Telur Berdasarkan Jumlah dan Distribusi Kuning Telur (KT) Jumlah KT
Distribusi KT
Tipe Sel Telur
Oligo Lesital
Iso Lesital
Oligoisolesital
Meso Lesital
Telo Lesital
Mesotelolesital
Poli Lesital
Telo Lesital Sentro Lesital
Politelolesital Polisentrolesital
TIPE PEMBELAHAN Holoblastik sempurna Holoblastik tak sempurna Meroblastik
http://aff.fkh.ipb.ac.id
HOLOBLASTIK SEMPURNA/ EQUAL (Mamalia)
Blastomer yang dihasilkan berukuran sama besar
http://aff.fkh.ipb.ac.id
PEMBELAHAN HOLOBLASTIK TIDAK SEMPURNA (Unequal): Amfibia
Blastomer yang dihasilkan tidak berukuran sama besar
MEROBLASTIK DISKOIDAL: Ikan Zebra
Sel telur membelah hanya di bagian sitoplasma + inti
MEROBLASTIK DISKOIDAL: Unggas Lihat PRAKTIKUM
Kesimpulan
http://aff.fkh.ipb.ac.id
• Jumlah dan banyaknya kuning telur pada sel telur akan mempengaruhi kecepatan & tipe pembelahan • Semakin banyak KT pembelahan semakin lambat
Tipe Sel Telur
Tipe Pembelahan
Hewan
Oligoisolesital
Holoblastik equal
Mamalia
Mesotelolesital
Holoblastik unequal
Amfibia
Politelolesital
Meroblastik diskoidal
Unggas
Polisentrolesital
Meroblastik superficial
Lalat buah