PEMBELAHAN SEL Oleh : Ade Salimah, Ir. Erni Suminar, S.P.
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN 2007
PEMBELAHAN SEL SUB POKOK BAHASAN 1. Pendahuluan 2. Mitosis 3. Meiosis 4. Penyimpangan Mitosis 5. Kariotipe & Perubahan Kariotipe 6. Poliploidi
PENDAHULUAN
1. PENDAHULUAN P E M B E L A H A N S E L
AMITOSIS
=
FRAGMENTASI
Pembelahan sel secara langsung, yang menghasilkan 2 sel anak atau lebih yang sifatnya : belum tentu sama dengan induknya -Inti sel langsung membelah menjadi dua bagian atau lebih yang : - belum tentu sama ukuran besarnya - belum tentu sama sifatnya contoh : Ganggang Perang (Phaeophyceae), Ganggang Hara (Charophyceae) Lili-lilian (Liliaaceae) MITOSIS
=
=
Satu sel dengan adanya
Dua sel
Pertumbuhan sel & Perbanyakan sel
Empat sel
HOMOIOTYPIC DIVISION
Pembelahan inti sel secara tak langsung, terjadi pada sel-sel somatis yang menghasilkan 2 inti sel anak yang sifatnya persis sama dengan sifat inti sel induknya MEIOSIS
Zygot (2n)
Organ-organ suatu organisme
HETEROTYPIC DIVISION
Pembelahan inti sel secara tak langsung, terjadi pada sel-sel alat kelamain yang menghasilkan 4 inti sel anak yang memiliki jumlah kromosom setengan jumlah kromosom induknya
maka akan menjadi
Beribu-ribu sel Bertambah besar & Bertambah banyak
PENDAHULUAN Pembelahan sel Merupakan suatu bagian proses yang penting dan mendasar pada pertumbuhan dan reproduksi sel
Berjuta-juta sel
2. MITOSIS A
INTERFASE
B
PROFASE AWAL
Pembelahan sel Dimulai dengan pembelahan inti, diikuti dengan pembelahan sitoplasma
C
PROFASE AKHIR
D
METAFASE AWAL
Pembentukan jaringan baru Tidak akan dapat berlangsung tanpa adanya pembelahan sel
E
METAFASE AKHIR
F
ANAFASE AWAL
G
ANAFASE AKHIR
H
TELOFASE AWAL
I
TELOFASE AKHIR
1
2. MITOSIS
• • • • •
A INTERFASE
Fase istirahat / persiapan Inti belum mulai membelah Kromosom belum nampak Inti giat mengadakan metabolisme Terbentuk butiran-butiran kecil – Inti menjadi keruh
• Butiran-butiran kecil menjadi : • benang-benang halus, pipih, • memanjang tak menentu benang-benang kromatin • Benang-benang kromatin membelah rangkap dua • Terjadi dehidrasi • Terbentuk pengendapan asam nukleat
B PROFASE AWAL
…………………..
2. MITOSIS
C PROFASE AKHIR
D METAFASE AWAL
2. MITOSIS
METAFASE AKHIR
• Sentromer membelah • Kromatid terpisah • Masing-masing kromatid ditarik ke kutub oleh benang-benang tarik • Kutub dengan kutub dihubungkan oleh benang penyokong(benang peluncur) • Benang-benang tersusun dari suatu berkas halus yang disebut fibrilla
F ANAFASE AWAL
• Membran nukleus lenyap • Nukleolus lenyap • Kromosom berada di tengah-tengah sel dalam sitoplasma • Dalam sitoplasma terbentuk 2 sentriol • Dari sentriol keluar : benang plasma (fragmoplas) berbentuk gelendong disebut fase gelendong inti
……………….
• Gelendong inti makin jelas berbentuk kumparan • Semua kromosom berada di bidang ekuator disebut fase papan inti atau papan metafase • Sentromer tepat di ekuator • Kromosom sangat jelas berbentuk seperti bintang • Disebut Fase Bintang (Stadium Aster)
E
• Benang-benang kromatin • memendek dan menebal seperti : batang kromosom • Masing-masing kromosom terdiri dari 2 belahan seperti spiral 2 kromatid • Kromosom berada di tengah-tengah inti
2. MITOSIS G ANAFASE AKHIR
H TELOFASE AWAL
• Kedua kromatid saling menjauhii bidang ekuator, menuju kutub • Di tengah-tengah inti seperti ada 2 bentuk bintang maka disebut stadium diaster
• Kromatid (belahan kromosom) berada pada kutub gelendong intii • Mulai membentuk dinding inti baru (membran inti baru) • Kromosom bersatu mulai membentuk benang tak tentu bentuk • Kadar air bertambah, nukleo protein berkurang
…………….. ……………..
……………….
2. MITOSIS
2. MITOSIS DIAGRAM MITOSIS
I TELOFASE AKHIR
• Terbentuk 2 inti baru (inti anak) • Terbentuk dinding inti baru • Fragmoplas di ekuator menebal, membentuk dinding sel baru
Dari satu sel induk terjadi dua sel anak dengan jumlah kromosom masing-masing sama dengan jumlah kromosom induknya
……………..
2
2. MITOSIS
2. MITOSIS
DIAGRAM MITOSIS
DIAGRAM MITOSIS
METAFASE
ANAFASE AWAL
………………
2. MITOSIS
2. MITOSIS
DIAGRAM MITOSIS
Siklus Sel
ANAFASE AKHIR
G2
S
Mitosis G1
I. Periode Interfase 1. Tahap G1 (First Gap Phase) : Terjadi sintesis RNA dan Protein 2. Tahap S (Synthetic Phase) : 7 – 8 jam Terjadi sintesis DNA Pembentukan Histon Sintesis RNA 3. Tahap G2 (Second Gap Phase) : 2 – 5 jam Terjadi sintesis RNA II. Periode Pembelahan Mitosis : 1 jam Tidak terjadi sintesis RNA karena DNA terkondensasi
TELOFASE AWAL
Lamanya siklus sel Beberapa jam Berbulan-bulan Beberapa hari Bertahun-tahun
3. MEIOSIS
3. MEIOSIS LEPTONEMA
PROFASE I
( 5 Tahap)
ZYGONEMA
METAFASE I II I
MEIOSIS I
ANAFASE I
PROFASE I
PAKHINEMA
TELOFASE I DIPLONEMA
METAFASE II METAFASE I
MEIOSIS II
ANAFASE II TETRADE
DIAKINESE
MEIOSIS I ANAFASE I Reduksi Kromosom TELOFASE I ………………….
3
3. MEIOSIS
METAFASE II
MEIOSIS II
ANAFASE II
Pembentukan Sel Kelamin
TETRADE
3. MEIOSIS Dari satu sel induk diploid (2n) terbentuk empat sel anak haploid (n)
Tempat berlangsungnya Meiosis : - Spermatophyta : - Bakal biji (ovulum) : sel induk kandung lembaga Terbentuk Gamet betina : Sel telur (ovum) Kepala sari (anthera) : sel induk benang sari Terbenuk Gamet jantan : Sel sperma (spermatozoid) - Pteridophyta Arkhegonium (gametangium betina) Antheridium (gametangium jantan)
3. MEIOSIS
3. MEIOSIS
PEMBELAHAN MEIOSIS I A
PROFASE - I 1
2
3
PEMBELAHAN MEIOSIS I A
LEPTONEMA
• Dalam inti terbentuk : benang-benang halus tak menentu
ZYGONEMA
• Terbentuk benang-benang kromosom • Kromosom homolog berpasangan membentuk geminus • Sinapsis dimulai dari sentromer
PAKHINEMA
• Pembentukan geminus telah sempurna • Dalam inti tampaknya seperti terdapat setengah jumlah khromosom
PROFASE - I
4
DIPLONEMA
5
DIAKENESE
• Kromosom masing-masing geminus membelah membujur • Dari masing-masing geminus terbentuk 4 kromatid • Terdapat hiasma. • Dua kromatid sebelah dalam bersilang
• Kromosom lebih tebal • Letak geminus belum teratur
…………..
PROFASE - I
METAFASE-I
3. MEIOSIS
3. MEIOSIS
PEMBELAHAN MEIOSIS I
PEMBELAHAN MEIOSIS I
( 5 Tahap) • Membran nukleus dan nukleolus menghilang • Terbentuk benang-benang fragmoplas • Geminus dan sentromer menempatkan diri pada bidang ekuator
TELOFASE-I
• Terbentuk dua inti dalam selnya • Masing-masing inti anak mengandung n kromosom
Interkinese
ANAFASE-I
• Tiap setengah geminus bergerak ke kutub • Geminus berkumpul pada kutub
4
3. MEIOSIS PEMBELAHAN MEIOSIS II
3. MEIOSIS DIAGRAM MEIOSIS
METAFASE-II
ANAFASE-II
TETRADE ……………….
3. MEIOSIS DIAGRAM MEIOSIS
3. MEIOSIS DIAGRAM MEIOSIS
………………………. ………………….
3. MEIOSIS DIAGRAM MEIOSIS
3. MEIOSIS DIAGRAM MEIOSIS
……………………
5
4. PENYIMPANGAN DARI MITOSIS 1. PEMBELAHAN INTI BEBAS * Inti sel membelah beberapa kali; - tanpa diikuti pembelahan selnya, tetapi - sifat inti baru, sama dengan sifat inti induknya * Dalam satu sel terdapat beberapa inti (coenocyt) * Contoh : a. Pada tumbuhan tingkat rendah : Cladophora sp Di sekitar inti terdapat butir-butir pirenoid - …………………………………..
4. PENYIMPANGAN DARI MITOSIS 1. PEMBELAHAN INTI BEBAS a. Pada tumbuhan tingkat rendah :Cladophora sp.) b. Pada tumbuhan tingkat tinggi Pembentukan saccus embryonalis (kandung lembaga) pada bakal biji Spermatophyta - Inti sel induk kandung lembaga (2n) ------- menjadi 4 inti anak (n) : 3 inti -- berdegenerasi -- mati mitosis mitosis mitosis 1 inti --------------- 2 inti ---------------- 4 inti ---------------- 8 inti
kloroplas
- Dalam satu sel induk kandung lembaga (2n) ----- terdapat 8 inti bebas kandung lembaga (n)
Inti sel
Sel Cladophora sp.
4. PENYIMPANGAN DARI MITOSIS
4. PENYIMPANGAN DARI MITOSIS
2. PENONJOLAN SEL • • • •
Sel membuat tonjolan berupa tunas sel Inti sel membelah ---- ---- 2 inti anak Salah satu inti anak bergerak ke tunas sel Terbentuk dinding pemisah --- --- terjadi sel baru
Contoh :
•
Pembelahan sel ragi ((Saccharomyces Saccharomyces cerevisiae) cerevisiae)
Tunas sel (budding)
3. PEMBENTUKAN SEL BEBAS
Pembentukan Sel Askus : membelah bebas • Inti spora sel ascus ---------------------- ---------------------- 8 buah inti anak • Salah satu ujung inti mengeluarkan benang plasma • Benang plasma ---- ---- memanjang ---- ---- mengelilingi inti ----- ujung-- ujungnya bertemu ----- ujung ----- terbentuk dinding inti • Terbentuk 8 sel ascospora dalam satu sel ascus • Plasma sel ascus (periplasma) mengelilingi/merendam ke 8 ascospora
Sel Saccharomyces sp.
•
Pembentukan konidia pada fungi
5. PERUBAHAN KARIOTIPE
5. PERUBAHAN KARIOTIPE
Fragmentasi/Pematahan (Fragmentation) 2 Penambahan / Pengurangan Jumlah Kromosom Defisiensi/Pengurangan(Deficiency, Deletion)
1 Perubahan Struktural
Duplikasi, Penggandaan Faktor(Duplication)
3 Penambahan / Pengurangan Genom
PERUBAHAN KARIOTIPE
Inversi/Pembalikan (Inversion)
-Poliploidi (3n, 4n, dst) -Partenogenesis
Translokasi, Pemindahan (Translocation)
……………….
6
6. POLIPLOIDI
6. POLIPLOIDI
Definisi Poliploidi Gejala pada tumbuhan yang selsel-selnya mempunyai jumlah kromosom berlebih dari biasa atau mempunyai lebih dari dua set kromosom
Mutagen Zat kimia ataupun kedaan fisik yang berinteraksi dengan DNA sehingga menyebabkan terjadinya suatu mutasi
Prosesnya disebut Endomitose Pada sel diploid (2n) sewaktu mitosis, pembelahan membujur dari kromosom tidak diikuti pembelahan intinya
Mutasi Terjadinya perubahan bentuk, struktur ataupun jumlah kromosom karena adanya perubahan urutan bentuk, struktur ataupun jumlahnya
Dalam inti terdapat kromosom 4 n (tetraploid) Mutant Tumbuh--tumbuhan yang kromosomnya telah berubah bentuk, struktur ataupun Tumbuh jumlahnya
6. POLIPLOIDI
6. POLIPLOIDI PENYEBAB POLIPLOIDI (MUTAGEN)
PENYEBAB POLIPLOIDI (MUTAGEN) A. A.
B.
C.
D. E.
Temperatur yang berbeda dari biasa - Temperatur tinggi - Temperatur rendah Zat--zat kimia Zat - Kolhisin - Asenaftin - Digitonin Anastaesia - Eter - Kloroform Penggunaan Larutan Makanan Penggunaan Sinar
6. POLIPLOIDI PENYEBAB POLIPLOIDI (MUTAGEN) B. ZatZat-zat kimia • METODE KOLKHISIN (Blakeslee & Avery, 1939) - Contoh Tanaman : Datura, Phlox, Petunia - Pada Biji : * BijiBiji-biji sebelum disemai, direndam selama 11-6 hari dalam larutan kolkhisin 0.05 – 0.2% - Pada Kecambah * BijiBiji-biji dikecambahkan dulu pada kertas saring basah * Disediakan bejana berisi air larutan kolkhisin * Kecambah yang tumbuh diletakkan terbalik dalam bejana * Hanya ujung batang yang terendam dalam larutan, karena akarakar-akar muda mudah rusak oleh air kolkhisin - Pada tanaman * TitikTitik-titik tumbuh tanaman, ditutup kapas yang telah dicelupkan dalam larutan kolkhisin - Pada kebanyakan tanaman : * Sel dari titik tumbuh yang diberi larutan kolkhisin, akan mengalami poliploidi, tetapi ada bagianbagian-bagian tertentu yang diploid.
Temperatur yang berbeda dari biasa
• Penggunaan temperatur tinggi : Randolph (1932) Contoh : Tanaman Zea Diberi perlakauan suhu tinggi, maka diperoleh tanaman poliploidi
• Penggunaan Temperatur rendah : Gerassimon (1902) Contoh :Tanaman Ganggang Spirogyra Diberi perlakuan suhu rendah, maka diperoleh jumlah khromosom 2x lipat pada waktu mitosis Khromosom masih dapat membelah, tetapi pembelahan inti selnya tidak dapat berlangsung Dengan Anaestesia seperti eter dan kloroform diperoleh hasil yang sama
6. POLIPLOIDI • Mekanisme Penggunaan Kolchisin : (Blakeslee & Avery, 1939) - Contoh : Tanaman : Datura, Phlox, Petunia, dll - Diperoleh jumlah kromosom 2x lipat pada waktu mitosis * Khromosom mengadakan pembelahan membujur, gelendong inti tdk dapat terbentuk, sentromer membelah juga, kedua kromosom anak letaknya lepas
Diperoleh Tanaman 4n
- Jika penggunaan kolkhisin lebih lama atau konsentrasinya lebih pekat maka mitosis bisa berlangsung berulangberulang-ulang (Levan, 1938) - Contoh :Tanaman Allium cepa - Sel Sel--sel normal mengandung 16 khromosom, dapat diperoleh sel yang mengandung : 32, 64, 128 khromosom
• Penggunaan Asenafin, Digitonin - Hasilnya tidak sebaik kolchisin - Bahan yang sukar larut dalam air bekerja lebih baik dari bahan yang mudah larut (Levan & Ostergen, 1943)
7
6. POLIPLOIDI
6. POLIPLOIDI JENIS POLIPLOIDI
PENYEBAB POLIPLOIDI (MUTAGEN) C.
Anastaesia (Fvon Wettstein, 1924) - Protonema lumut : haploid ------------------------------- diploid Anastaesia - Tanaman lumut normal : haploid
D.
Penggunaan Larutan Makanan (Marchal, 1910) - Bagian sporogonium (2n) lumut Amblystegium - Ditanam dalam larutan makanan teradi regenerasi - Diperoleh protonema dan tumbuhan lumut diploid (2n)
E.
Penggunaan Sinar : - Conoh : Drosophila sp. - Perubahan jumlah energi sinar dapat menyebabkan poliploidi
1. Autopoliploidi : • Bentuk poliploidi buatan yang didapatkan dari satu atau beberapa tanaman dalam satu species. • Autopoliploidi hanya mempunyai genom genom--genom dari satu species yang sama 2. Allopoliploidi : • Bentuk poliploidi buatan yang didapatkan dari dua atau lebih species tanaman. • Allopoliploidi mempunyai genom genom--genom dari dua atau lebih species. • Contoh : Raphanus sativus (2n = 18) Hibrid : meiosis Brassica oleracea (2n = 18) Raphanobrassica (2n=18) Raphanobrassica ------------------------ ------------------------ tidak bersinapsis ------------------------ ----------------------- tidak terjadi sel kelamin Dalam beberapa sel : Khromosom 4n --------- dapat menghasilkan sel kelamin --------- -------- terjadi sedikit biji --------- -------- tanaman fertil (3n = 36)
6. POLIPLOIDI
6. POLIPLOIDI Sifat tumbuhan poliploidi : lebih dari yang normal
PENYEBARAN POLIPLOIDI PADA TUMBUHAN : 30 – 35% Chlorophyta Bryophyta Pteridophyta Gymnospermae Angiospermae Familia
: Cladophora, Chara : Amblystegium : Psilotum, Selaginella, Polypodium : Sequioa, Podocarpus, Ephedra : : Polygonaceae, Crassulaceae Rosaceae Malvaceae Poaceae Iridaceae
Kelebihan Sifat Tumbuhan Poliploidi # Ukurannya lebih dari yang normal # SelSel-selnya lebih besar # DaunDaun-daunnya lebih lebar # Tumbuhannya lebih tinggi dan besar # Hasil produksinya lebih tinggi Kelemahan Sifat Tumbuhan Poliploidi # Umurnya lebih pendek # Tumbuhannya lebih lemah # Lebih mudah terserang hama dan penyakit # Lebih tidak tahan terhadap faktor luar yang ekstrim : dingin, panas, kering # Fertilitasnya berkurang * Penyebab berkurangnya fertilitas - Butir Butir--butir serbuk gagal mencapai bakal biji - Butir serbuk dalam stylus tidak dapat tumbuh ke bawah, sehingga tidak terjadi pembuahan
6. POLIPLOIDI
8
