BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Makalah 

Proses yang menyebabkan sekumpulan sel menjadi berbeda-beda dalam dalam struktur,

fungsi dan prilaku. Diferensiasi berlangsung waktu embrio.Berkat diferensiasi suatu indifidu

bentuk definitif jadi terdiri atas berbagi macam jaringan. Jaringan adalah sekumpulan sel yang

memiliki  bentuk, struktur, fungsi dan prilaku sama. Jaringan berasosiasi membantuk

sistem.Seluruh sistem berhimpun membina tubuh suatu organisme.

Diferensiasi  terjadi pada seluruh mahluk hidup. Dengan diferensiasi terjadilah

pembagian aktifitas tubuh, sehingga menjadi efektif. Pada makalah ini, kita akan membahas

tentang sifat dasar diferensiasi sel, tempat diferensiasi, faktor diferensiasi, dan apa saja yang

mempengaruhi proses diferensiasi sel.   

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan diferensiasi sel?

2. Bagaimana tahapan-tahapan dalam proses diferensiasi sel?

3. Apakah gaktor-faktor yang mempengaruhi proses  difernsiasi sel?

4. Apakah Faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya diferensiasi?

5. Apakah yang dimaksut Sitoskletom?

6. Apa Pengertian Filamen Antara Atau Filamen Intermediet?

7. Apa Fungsi Filamen Intermediet?

8. Apa Pengertian Mikrofilamen?

9. Bagaimana Struktur Mikrofilamen?

10. Apa Fungsi Mikrofilamen?

11. Bagaimana Pertumbuhan Dan Perkembangan Sel?

1.3 Tujuan penulisan

1. Untuk mengetahui tentang diferensiasi sel

2. Untuk mengetahui bagaimana proses dan tahapan-tahapan diferensiasi

1

3. Untuk mengetahui apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi proses        diferensiasi sel  

4. Untuk mengetahui Apakah Faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya diferensiasi?

5. Untuk mengetahui yang dimaksut Sitoskletom

6. Untuk mengetahui Pengertian Filamen Antara Atau Filamen Intermediet

7. Untuk mengetahui Fungsi Filamen Intermediet

8. Untuk mengetahui Pengertian Mikrofilamen

9. Untuk mengetahui Struktur Mikrofilamen

10. Untuk mengetahui Fungsi Mikrofilamen

11. Untuk mengetahui Pertumbuhan Dan Perkembangan Sel

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Sifat Dasar Diferensiasi

Diferensiasi merupakan proses tumbuh dan berkembangnya sel ke arah fungsi khusus

yang tidak dimiliki oleh sel asal. Diferensiasi berlangsung sewaktu embrio, berkat diferensiasi

suatu individu  bentuk definitive jadi terdiri atas berbagai macam jaringan. Jaringan adalah

kumpulan sel yang memiliki bentuk, struktur, fungsi, dan prilaku sama.Jaringan berasosiasi

membentuk alat, dan alat berasosiasi pula membentuk sistem.Seluruh sistem berhimpun

membina tubuh suatu organisme.Proses diferensiasi adalah proses terbentuknya sifat-sifat yang

baru atau menghilangnya sifat yang tidak ada sehingga sel mendapat sifat dan struktur yang

baru. Jadi diferensiasi menekankan pada perubahan kualitatif.Dengan adanya diferensiasi

perbedaan struktur dan sifat-sifat pada sel, jaringan dan organ.

Diferensisasi dikatakan dapat terjadi jika ada perubahan nyata pada morfologi sel

(misalnya pembentukan sel epitel kulit dari sel ektodermal) atau perubahan fungsi yang khusus

dari sel. Sel-sel yang mempunyai berbagai variasi diferensiasi dapat mempunyai karakteristik

pertumbuhan yang berbeda.Variasi diferensiasi juga mempengaruhi kemampuan beberapa sel

untuk berpindah dengan memperhatikan yang lainnya. Jadi, perkembangan embriologis yang

normal memerlukan kordinasi yang tinggi dari proses diferensiasi, tumbuhan, dan perpindahan

sel yang secarakeseluruhan membentuk morfogenesis (proses pembentukan/perkembangan

struktur, ukuran, dan bentuk organ.

Diferensiasi mutlak perlu bagi mahluk multiseluler komplek dengan diferensiasi itu

akan terjadi pembagian pekerjaan atau aktivitas tubuh, sehingga menjadi efektif. Sebenarnya

diferensiasi ada pada seluruh mahluk, bahkan pada mahluk uniseluler seperti pada amoeba,

dalam selnya sudah ada pembagian tugas dan sudah memiliki organel.Contoh organel pada

amoeba ialah seperti vakuola makanan untuk tugas mencerna makanan, vakuola berdenyut

untuk tugas membuang ampas metabolisme atau osmoregulator, pseudopodia untuk pergerakan

pindah, dan inti untuk control aktifitas sel.

Selama diferensiasi, sel mendapat sifat-sifat dari, misalnya terbentuk aktin dan miosin

pada sel otot atau terjadinya perubahan pada susunan kimianya.Misalnya, dengan adanya

enzim.Pada diferensiasi juga ada struktur atau sifat yang menghilang, misalnya pada

3

diferensiasi sel darah mamalia.Mula-mula bakal sel darah merah mengandung nukleus tetapi

setelah mengalami diferensiasi terbentuk sel darah merah yang tidak mengandungnukleus.

Hasil proses diferensiasi secara internal, yaitu pertumbuhan anda terbentuknya macam-macam

jaringan dan organ yang dipengaruhi faktor lingkungan. Membentuk suatu struktur tubuh yang

baru disebut morfogenesis.Perkembangan dan diferensiasi dikontrol oleh DNA (gen) pada

nucleolus.

Sel induk bersifat totipotent atau pluripotent.Artinya memiliki sel-sel anak potensi yang

lengkap dan banyak bermitosis terus dan berdiferensiasi ke segala arah untuk aktfitas

kehidupan.Dengan diferensiasi potensi sel anak menciut dan khas untuk suatu aktifitas khusus,

disebut unipoten. Artinya potensi sel itu hanya tunggal: untuk bernafas, atau untuk mencerna,

sekresi zat A, pergerakan dan sebagainya.

Dengan diferensiasi terjadilah spesialisasi bagi berbagai populasi sel anak.Spesialisasi

itu terjadi baik intra maupun ekstraseseluler. Spesialisasi intra ialah:

1. Sel otot mengandung mikrofilamen aktin dan myosin yang banyak dan tersusun berjajar

rapat, disertai dengan banyaknya mitokondria yang perlu untuk sumber energi bagi proses

berkerut-kerut.

2. Sel kelenjar penghasil enzim mengandung retikulum endoplasma kasar yang banyak dan

alat golgi yang besar.

3. Sel epitel kulit mengandung retikulum endoplasma banyak dan giat memeroduksi serat

keratin.

4. Sel saraf memiliki bentuk khas, yaitu panjang halus seperti serat dan mampu mengalirkan

rangsangan listrik maupun kimia, pada ujung serabut dihasilkan cairan kimia. Pada ujung

serabut dihasilkan cairan kimia yang disebut neurotransmitter.

Sepesialisasi ekstra ialah seperti pembentukan serat ekstraseluler oleh sel-sel fibroblast pada

jaringan pengikat dan menunjang, lalu pembentukan bahan matriks (kandung), yang bagi

sejenis jaringan dan populasi sel adalah khas.

2.2  Tahap diferensiasi

Dalam diferensiasi terjadi kedalam beberapa tahapan yaitu pada tingkat pertumbuhan

embrio.Seperti zigot, blastula, grastula, tubulasi, organogenesis.

1. Zigot

Zigot adalah ovum yang fertilisasi dibuahi spermatozon. Bagian atas ovum

Amphioxus, disebut kutub animal terdapat daerah ooplas (sitoplasma ovum) yang nantinya

4

akan menjadi bakal ektoderm. Bagian bawah kutub ovum disebut kutub vegetal ooplas yang

akan menjadi bakal mesoderm. Sedangkan bagian samping antara kedua kutub akan

menjadi bakal endoderm. Eksoderm bakal tumbuh menjadi epidermis dan saraf.Endoderm

bakal menjadi lapisan lendir saluran pencernaan bersama kelnjar dan paru, mesoderm bakal

menjadi jaringan pengikat, penunjang, otot, alat dalam.

2. Blastula

Terjadi pada tingkat pertumbuhan embrio, terbentuk daerah kelompok sel yang akan

menjadi jaringan utama tubuh. Setelah berdiferensiasi, pupolasi sel menjadi epidermis,

saraf, notokord (sumbu penyokong primer), mesoderm.Diferensiasi mulai terjadi pada

kelompok sel. Blastomer (sel blastula) sebelah bakal jadi endoderm, sebelah atas bakal jadi

ektoderm, dan bagian tengah bakal menjadi mesoderm.

3. Gastrula

Pada tingkat gastrula, embrio sudah mengandung 3 lapis benih yang terdiri dari sel-

sel yang tersusun di daerah tertuntu tubuh, yaitu ektoderm, mesoderm dan endoderm.Pada

tingkat grastula, baru berupa daerah sel sedangkan pada tingkat gastrula sudah membentuk

lapisan yang sangat jelas.Diferensiasi berlanjut dengan terbentuknya 3 lapis benih yaitu

ektoderm sebelah luar, endoderm sebelah dalam dan mesoderm di tengah.

4. Tubulasi

Pada tingkat tubulasi, ketiga lapis benih, sudah berupa bumbung sehingga

merupakan bumbung epidermis yang melingkup seluruh permukaan tubuh. Bumbung saraf

bagian depan, bakal jadi otak dan yang belakang bakal bakal jadi batang saraf punggung.

Bumbung endoderm menjadi lapisan lendir saluran pencernaan, dan bumbung mesoderm

akan membentuk otot, alat dalam dan rongga tubuh. Diferensiasi makin rinci pada tingkat

tabulasi.Lapisan ektoderm membentuk bumbung epidermis/kulit dan bumbung saraf,

lapisan endoderm membentuk bumbung saluran pencernaan, dan lapisan mesoderm

membentuk berbagi bumbung dan saluran pada berbagi alat dalam.

5. Organogenesis

Pada tingkat organogenesis, diferensiasi lebih rinci lagi, di sini sudah terbentuk

seluruh macam jaringan dan alat tubuh secara lengkap, sehingga pada saat kelahiran anak

sudah dalam bentuk yang tetap.Pada beberapa Vertebrata rendah, seperti ikan dan amfibi

masih ada tingkat berudu, sebagai bentuk tetap.

Bumbung mengalalami diferensiasi lagi berbentuk berbagai alat.Bumbung saraf

5

membentuk bagian-bagian otak dengan kuncup indera.Bumbung endoterm berdiferensiasi

membentuk saluran pencernaan dan saluran pernapasaan termasuk kelenjar hati dan

pankreas. Bumbung mesoderm berdiferensiasi membentuk otot , tulang, ginjal, gonad,

jaringan pengikat, serta darah bersama pembuluh dan jantung.

2.3  Tempat terjadinya diferensiasi

Diferensiasi terjadi pada tiga tempat, yaitu intra dan ekstrasel, populasi sel serta jaringan

dan alat.

1. Diferensiasi intrasel dan ekstrasel

Diferensiasi intrasel terjadi pada organel.Untuk menjadi sel otot terjadi spesialisasi

pada mikrotubul dan mikrofilamen, juga makin banyak terbentuknya mitokondria

dibandingkan dengan sel alin. Pada sel kelenjar penggetah enzim dan lendir terjadi

spesialisasi pada retikulum endoplasma, ribosom dan badan golgi, akan sangat aktif dan

banyak mengisi sel.

2. Diferensiasi populasi sel, diferensiasi jaringan dan alat.

Diferensiasi populasi sel terjadi pada bahan interseluler dan pertautan sel atau

komunikasi sesama sel sepopulasi.Semua sel sepopulasi mengandung junction yang khas

dan lewatnya dapat dilakukan komunikasi dan distribusi bahan secara merata.Antara sel

tetangga dibentuk semen(cement) untuk merekatkan sel di sebelahnya.Sel sepopulasi atau

sejaringan, biasanya memiliki pertautan/sambungan/junction.Agar kerukunan dan

keharmonisan dapat dipelihara.Pada keadaan biasa, populasi sel dicegah agar tidak terjadi

pergerakan pindah meninggalkan populasinya, yaitu dengan adanya sifat contact inhibition

antara selnya.Sementara itu sel sepopulasi dicegah untuk membelah terus yaitu dengan

adanya zat khalon. Khalon adalah substansi yang sukar diekstrak (glikoprotein dengan berat

molekul lebih kecil dari protein pada umumnya dan dapat merembes masuk sel sacara difusi

terikat, bertindak sebagai koresepsor dalam pengaturan sintesa protein), terdapat dalam

jaringan mamalia dan mempunyai pengaruh anti mitosis dari suatu pengaturan diri yang

bergantung pada ketebalan jaringan yang memproduksinya. Hal ini perlu, agar suatu

jaringan tidak terjadi over populasi atau mengalami hyperplasia (pembelahan berlebihan

pada sel dewasa). Khalon akan terlepas dari jaringan jika terjadi luka sehingga sel di sekitar

luka dapat terdediferansiasi lalu bermitosis sehingga terjadi penyembuhan sel. Sel kanaker

tidak mengandung sifat contact inhibition maupun zat khalon. Oleh sebab itu sel kanker

berkeliaran, tidak diam dan rukun dengan sel tetangga, namun terus bermitosis.Khalon terus

6

bekerja mengontrol pertumbuhan dan diferensiasi sel pada organogenesis, sehingga

terbentuk berbagai jenis jaringan dan organ. Adanya zat khalon, suatu alat/organ akan

tumbuh seimbang dengan alat/organ lain.

Sel embrio dan sel induk mampu berdifernsiasi.Sel embrio artinya masih pluripoten, sel

dewasa unipoten.Sel induk selalu bersifat muda dan umurnya yang terbatas diperbaharui pada

sel anak.Sel embrio yang terdapat pada seluruh bagian tubuh embrio, sel induk terkandung

dalam berbagai jaringan atau alat/organ sejak embrio sampai dewasa.Pada tumbuhan, sel induk

terdapat pada jaringan meristem, yaitu pada pucuk akar, pucuk batang, cambium.Pada hewan

terdapat dalam gonad, disebut epitel germinal, lapisna benih epidermis/kulit luar, sumsum

tulang kelenjar, lapisan lender saluran pencernaan, saluran pernapasan, kelamin dan saluran

kemih; juga tersebar pada jaringan pengikat di berbagai daerah tubuh.

Sel yang sudah berdiferensiasi tidak mampu lagi bermitosis, namun akan menua. Hal ini

disebabkan Karena sifat kehidupan memiliki umur terbatas, fana, tidak kekal. Pada suatu ketika

sel menua pun akan mati.

2.4 Faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya diferensiasi

Faktor yang menyebabkan terjadinya diferensiasi sel ada dua yaitu ekstrinsik dan intrinsik.

1. Faktor Ekstrinsik

Faktor ekstrinsik adalah faktor yang berasal dari luar sel. Faktor ekstrinsik terdiri

dari supali bahan metabolis dan elektrolit, gas pernapasan, gravitasi, suhu, sinar matahari,

pH, letak sel dan kadar zat induktor dan mesoderm.

Protoplasma, merupakan bahan sel anak, sebagian besar terdiri dari protein dan

lemak.Lemak membina membran bersama protein, sedangkan protein sendiri membina

sebagian besar organel dan bahan produksi.Oleh sebab itu dalam pertumbuhan dan

diferensiasi, sintesa protein memegang peran utama.Arah diferensiasi ditentukan pada

arah atau bentuk sintesa protein.Factor intrinsic dan ekstrinsik diferensiasi di atas

berpengaruh secara langsung atau tidak langsung terhadap sintesa protein.

Contoh diferensiasi sel embrio jadi sel pigmen melanosit.Sel pigmen mengandung

pigmen melamin.Melanin dibentuk dari bahan mentah asam amino fenilalanin, maka

diperlukan enzim tironase. Enzim ini disintesa dalam reticulum endoplasma, lalu disekresi

berupa granula berisi pigmen melanin oleh badan golgi. Enzim tersebut disintesa melalui

proses transkripsi (pencetakan ARN) dan tranlasi (menerjemahkan informasi genetis yang

dibawa ARN-m menjadi untaian asam amino dalam ribosom). Transkripsi dan translasi

7

ditentukan oleh kromatin dalam inti.Kadar fenilalanin dalam sitoplasma juga ikut

menentukan diferensiasi sel induk menjadi melanosit.

Diferensiasi sel embrio menjadi sel otot dipengaruhi oleh banyak factor dan

melalui proses yang panjang serta menempuh sintesa protein. Mikrofilamen aktin dan

myosin adalah protein.Untuk terbentuknya mikrofilamen diperlukan enzim dan enzim

terbentuk melaluisintesa protein.Pada sel otot banyak mengandung mitokondria yang

terdiri dari lemak dan protein.Diferensiasi sel embrio menjadi sel epidermis melalui

tahapan sintesa protein karena serat keratin yang membina sel tersebut adalah protein.

Diferensiasi untuk menjadi sel kelenjar akan menghasilkan lender, enzim, hormone

dan antibody harus melewati sintesa protein. Bahan-bahan sel yang telah berdifernsiasi

mengandung gabungan protein, lemak atau karbohidrat, diproses dalam mitokondria dan

badan golgi.

Jika berbeda jumlah, komposisi dan keisomeran asam amino, maka proteinnya pun

akan berbeda pula. Untuk terbentuknya sejenis protein yang dibina atas beratus-ratus asam

amino, walaupun jenis asam amino hanya sekitar 20 macam, diperlukan banyak

enzim.Setiap tingkat reaksi sssskimia dalam sel, memerlukan enzim khusus. Jenis protein

atau bahan protoplasma yang terbentuk dalam diferensiasi dapat beribu-ribu jenis, maka

jenis enzim yang diperlukan untuk pembentukannya pun berlipat ganda banyaknya,

mungkin sampai ratusan ribu jenis.

Setiap enzim dikode oleh sejenis gen. jika suatu protein atau bahan protoplasma

disintesa dengan memerlukan lima tahap reaksi, berarti lima jenis enzim maka untuk satu

jenis protein itu perlu ada lima jenis gen.

Pada faktor ekstrinsik kadar dan komposisi bahan yang masuk sel melalui

membrane dapat menjadi faktor difernsiasi. Sampai saat ini belum dapat ditelusuri bentuk

kadar dan komposisi bahan yang tepat untuk mengarahkan pertumbuhan suatu sel.

Misalnya pada sel otot dapat menerima dan mengalirkan rangsang berupa arus listrik serta

zat cairan, terutama karena membrane selnya peka akan perubahan konsentrasinya ion

Na+ dan K+ semua itu hanya faktor genetislah yang memprogram.

Dalam diferensiasi, O2 menentukan arah dan jalan diferensiasi. Sel yang berada di

sebelah luar akan mendapat lebih banyak gas pernafasan daripada sel yang berada di

sebelah dalam tubuh embrio. Oleh sebab itu terjadi perbedaan dalam kadar ATP juga

segala aktivitas sel.

8

Gravitasi berpengaruh pada distribusi bahan dalam sitosol, terutama berpengaruh

pada ovum yang mengandung banyak makanan cadangan yagn disebut deutoplasma atau

yolk. Deutoplasma menumpuk di daerah kutub vegetal, sedangkan di daerah kutub animal

sedikit sekali.Hal ini berakibat pada daerah kutub animal lebih mudah dan lebih sering

membelah diri; sedangkan di daerah kutub vegetal lebih besar-besar selnya dan lebih

banyak mengandung deutoplasma. Dengan adanya dua perbedaan tersebut, maka

terjadilah diferensiasi sel. Sel-sel daerah kutub animal, ovum biasanya akan menjadi

jaringan epidermis dan saraf, sedangkan daerah kutub vegetal akan menjadi lapisan

lender, saluran pencernaan yang banyak mengandung kelenjar sedngkan daerah antara

kutub animal dan vegetal akan menjadi sel-sel membina lapisan mesoderm yang akan

menjadi jaringan penunjang, jaringan pengikat dan jaringan otot.

Suhu dapat mempengaruhi arah dan jalan diferensiasi. Diferensiasi bias terjadi

melalui difernsiasi dalam sintesa protein. Proses sintesa protein memerlukan banyak

enzim dan enzim memerlukan suhu media yang optimum, maka mudah dimengerti bahwa 

variasi pada suhu lingkugan dapat mempengaruhi arah dan jalan difernsiasi. Faktor pH

juga mempengaruhi diferensiasi. Enzim bekerja optimal pada pH media yang cocok, jika

pH naik-turun akan menyebabkan difernsiasi.

Sinar terutama berpengaruh pada pertumbuhan sel berpigmen, baik pada hewan

maupun tumbuhan. Jika sinar matahari kurang atau tidak ada, pertumbuhan sel pigmen

akan tertahan. Letak sel dalam tubuh embrio dapat menjadi factor difernsiasi. Sel yang

letaknya sebelah luar akan lebih banyak mendapat O2 , namun akan lebih banyak

menerima tekanan fisik dan perubahan suasana lingkungan. Embrio yang sudah

menempuh tahap gastrula dan tubulasi mengandung zat inductor, yang dihasilkan oleh sel-

sel lapisan mesoderm.Zat ini menginduksi pertumbuhan dan difernsiasi jaringan

sekitarnya, termasuk jaringan mesoderm sendiri.Jika lapisan ectoderm yang bakal jadi

jaringan saraf dilepaskan dari lapisan mesoderm yang berada di bawahnya, ternyata

ectoderm itu tidak berdiferensiasi jadi jaringan saraf.

2. Faktor Intrinsik

Faktor intrinsik adalah faktor yang berasal dari dalam sel. Faktor intrinsik berada

dalam inti dan sitoplasma.Faktor dalam inti adalah kromatin. Faktor dalam sitoplasma

sangat kompleks, terutama berupa enzim, kadar metabolit dan elektrolit, serta komposisi

suatu organel.

9

Hormon menjadi faktor diferensiasi ketika embrio sudah menempuh tahap

organogenesis.Hormon mungkin dihasilkan oleh tubuh embrio sendiri, atau dihasilkan

oleh tubuh induk, yang mengalirkannya ke tubuh embrio melalui plasenta (pada mamalia).

Hormon steroid dapat merembes  masuk sel, terus ke dalam inti dan merangsang ADN

untuk melakukan transkripsi atau replikasi untuk persiapan bermitosis. Hormon non-

steroid merangsang zat reseptor pada plasmalemma, dan secara estafet menyampaikan

rangsangan kepada ADN inti untuk aktif bertranskripsi atau replikasi.

Disini pengaruh hormon jelas sekali tampak pada perubahan yang terjadi di daerah

gembungan pada kromatin. Gembungan merupakan daerah gen yang aktif melakukan

transkripsi, mengandung banyak ARN-m dan protein non-histon. Jika gen di daerah

gembungan sedang aktif, berarti ADN-nya dalam keadaan longgar dan pilihannya terbuka

(despiralisasi). Ternyata jika ke dalam sel dimasukkan hormon tertentu maka gembungan

itu muncul dan besar.Terbentuknya gembungan pada daerah tertentu kromatin bergantung

pada jenis hormone yang merembes masuk sel.

Pada keluarga lalat buah (Drosophila) terkenal adanya kromosom raksasa, yang

panjangnya beberapa mm, di bawah mikroskop cahaya tampak jelas mengandung pita-pia

vertical pada kromatin. Pita-pita tersebut merupakan daerah gen. Apabila gen sedang aktif

bertranskripsi maka pada suatu daerah pita-pita tersebut akan menjadi gembungan.

Apabila ulat serangga diberi suntikan hormon pertumbuhan tingkat larva (juvenile

hormone), makaakan tampak gembungan pada daerah tertentu kromatin.

Timbulnya gembungan pada beberapa tempat kromatin sel ulat lalat buah,

disebabkan adanya rangsang dari hormon pertumbuhan ulat.

Faktor intrinsik beroperasi dalam tingkat transkripsi dan translasi.Dalam tingkat

transkripsi diferensiasi terjadi oleh pembedaan pada jenis daerah kromatin yang sedang

melakukan transkripsi.Saat interfase kromatin inti berada dalam 2 fase heterokromatin dan

eukromatin.Jika dalam fase hetero, pilinan  ADN rapat dan padat , dan non-aktif. Jika

dalam fase eu-pilinan ADN longgar lepas, maka aktif melakukan transkripsi. Menurut

pengamatan hanya sekitar 5% And kromatin dalam suatu sel yang eu pada suatu

pertumbuhan. 95% lagi dalam status hetero. Walau semua sel dalam tubuh embrio

mengandung bahan genetis dan susunan gen yang sama, namun dapat terjadi diferensiasi

pada daerah kromatin atau ADN mana yang yang sedang bertranskripsi.

10

Dalam proses transkripsi diperlukan enzim ARN-polimerase, nukleosida, fosfat,

ATP dan beberapa elektrolit seperti Na+, Ca+2 dan Mg+2. Difernsiasi dalam tingkat

transkripsi mungkin terjadi karena pembedaan dalam salah satu atau beberapa bahan.

Diferensiasi terjadi pula pada transkripsi karena pembedaan dalam enzim

proteinsae yang melepaskan protein histon dan non-histon dari belitan ADN. Supaya

pilinan ADN longgar dan kedua molekul yang sepasang merenggang, maka perlu  kiranya

terlebih dahulu histon dan non-histon  yang dililit serta tempatnya membenam terurai.

Wilayah mana kromatin dan pada kromatin mana  yang menjadi onggar dapat

nerdiferensiasi menurut perbedaan pada penguraian histon non-histon tadi. Perbedaan

supali bahan yang masuk ke dalam inti terutama enzim-enzim, maka akan berbeda pula

kodon pada ARN-m dan pada translasi akan berbeda pula asam amino yang diuntaikan

untuk jadi peptide. Pada suatu protain, beda satu asam amino saja akan beda pula perilaku

dan sifatnya.

Contoh dalam sintesa hemoglobin yang mengandung protein globulin.Hb normal

yang umum pada orang disebut Hb A. dalam Hb terjadi variasi orang yang memiliki Hb C,

Hb S, Hb 0.Masing-masing Hb hanya mempunyai perbedaan satu asam amino dari Hb A.,

lihat tabel 5.1 Hb abnormal. Artinya hanya berbeda pada satu kodogen pada ADN

eukromatin, dari ratusan kodogen lain yang melakukan transkripsi pada bagian

eukromatin tersebut. Perbedaan pada kodogen umumnya terjadi karena mutasi. Mutasi

adalah perubahan pada susunan nukleotida AND terjadi karena gangguan pada suasana

lingkungan sel, intra maupun interseluler.

Gen dan ADN banyak yang rangkap dalam sel suatu organism. Artinya ganda

dalam komponen nukleotida maupun dalam transkripsi dan translasi. Jadi gen A yang akan

mensintesa protein A, banyak terdapat dalam suatu inti sel. Hal ini perlu jika suatu ketika

sel harus memproduksi protein yang banyak dalam waktu singkat. Seperti pada sel

plasma, harus menghasilkan anti bodi (imunoglobulin) yang banyak, diperlukan untuk

menyerang benda asing yang masuk tubuh. Gen ganda ini berfungsi sebagai tindakan

pengamanan, jika suatu ketika gen A rusak atau bermutasi dan mutant (hasil mutasi) itu

berakibat sangat buruk sehingga dapat mematikan sel. Jika masih ada cadangan

duplikatnya maka transkripsi akan berlangsung normal.

Pembagian kerja antara gen rangkap, sampai saat ini belum diketahui, namun dapat

dibayangkan bahwa perubahan dalam komposisi bahan yang masuk ke dalam inti dapat

11

membuat diferensiasi dalam transkripsi. Hal ini mungkin jumlah ARN-m dari berbagai

gen yang berbeda, mungkin pula dalam jumlah ARN-m dari atu gen. eksperimen

menemukan bahwa jika sel diberi ARN-polimerase yang diambil dari kromatin sel dewasa

yang sudah berdifernsiasi, maka sel itu hanya mampu mensintesa enzim tertentu, sesuai

dengan jenis enzim yang diproduksi oleh sel dari mana enzim itu diambil.

Transkripsi harus bekerja sama dan berinteraksi antara sitoplasma dan

inti/kromatin. Makin dewasa umur sel makin terspesialisasi bentuk transkripsi untuk

sintesa sejenis protein. Namun  potnsi kromatin tetap pluripoten. Oleh sebab itu potensi

kromatin untuk diferensiasi dipengaruhi oleh umur sitoplasma sel bersangkutan.

Jika dilakukan pencangkokan inti blastomer atau inti sel epitel lapisan lender usus

ke ovum yang intinya sudah diangkat atau dibunuh dengan sinar ultraviolet, maka akan

tumbuh embrio normal. Hal ini menunjukkan bahwa kromatin aktif, berarti pluripoten.

Namun jika yang dicangkokkan ke dalam ovum adalah inti gastromer (sel gastrula), maka

terjadi berbagai macam embrio yang abnormal dan tidak dapat melanjutkan pertumbuhan

(mati)

Tabel  2.1 Hb Abnormal

No. Nama Hb Abnormal Perubahan asam amino dari I ke

1. Hb J Toronto Alanin          à aspartat

2. Hb I Texas Lisin             à glutamate

3. Hb G Honolulu Glutamate    à glutamine

4. Hb M boston Histidin        à tirosin

5. Hb M Indonesia Glutamate    à lisin (rantai)

6. Hb S Glutamate    à valin

7. Hb C Glutamate    à lisin (rantai)

Antara gen terjadi interaksi dalam transkripsi suatu jenis protein atau suatu jenis

karakter anatomi-fisiologi. Ada karakter yang ditumbuhkan oleh 1 gen, namun banyak

pula karakter yang ditumbuhkan oleh banyak gen, namun banyak pula karakter yang

ditumbuhkan oleh banyak gen yang bekerja sama dan berinteraksi. Tinggi tubuh, warna

kulit/bulu adalah contoh karakter yang ditumbuhkan oleh banyak gen. jika salah satu

gen tidak bekerja  atau bermutasi maka karakter yang mereka tumbuhkan akan beda dari

asal, sehingga menyebabkan difernsiasi.

12

Hetero- atau eu-kromatinnnya bahan genetis dalam sel berdiferensiasi menurut

umur embrio. Embrio orang mengandung Hb F (f= fetus, janin) dan setelah alhir

digantikan oleh Hb A. berarti gen Hb berubah keaktifannya setelah embrio lahir. Alat

tubuh masa embrio banyak perbedaannya dengan masa anak dan dewasa. Katak, waktu

berudu bernafas dengan insang, berekor dan tidak berkaki, ampas metabolisme protein

berupa NH4OH2 pemakan tumbuhan vegetarian, sedangkan saat dewasa bernafa dengan

paru dan kulit, tak berekor, berkaki, ampas metabolisme (eksresi) berupa urea dan

karnivora. Maka dengan melihat kenyataan, anatomi tubuhnya berbeda saat berudu dan

dewasa. Artinya gen yang aktif saat embrio berbeda dengan yang aktif saat dewasa. Jadi,

diferensiasi transkripsi terjadi sesuai dengan umur sel.

2.5 Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya diferensiasi

Diferensiasi embrionik sel dipengaruhi beberapa faktor, antara lain kontrol gen,

hormon sistemik, letaknya, pertumbuhan pertumbuhan lokal, dan matriks protein.

Pengaturan tahap diferensiasi tergantung pada faktor-faktor tersebut. Selain itu,

growth factors juga mempengaruhi proses diferensiasi sel.

1. Kontrol gen

Seperti pada kebanyakan sel yang berdiferensiasi, perbedaan yang terdapat

diantara sel-sel lain bukan disebabkan oleh peningkatan atau pembuangan gen. Perbedaan

sel tersebut disebabkan sel mengekspresikan gen yang berbeda. Gen diaktifkan dan

dimatikan untuk mengatur sintesis produk gen. Fakta mengatakan bahwa banyak tahap

“keputusan” penting diferensiasi dalam embriogenesis di bawah kontrol transkripsional

(pengontrolan pembentukan mRNA).1

2. Asam retinoat

Salah satu yang berperan dalam diferensiasi sel antara lain adalah asam retinoat

yang berasal dari vitamin A. Asam retinoat berfungsi untuk mendorong pertumbuhan dan

diferensiasi normal jaringan epitel.2

3. Growth factor

Growth factor yang mempengaruhi proses diferensiasi sel adalah BMP-4 (Bone

Morphogenic Protein). BMP-4 memiliki peran penting dalam pembentukan tulang.Pada

amfibi, BMP-4 aktif pada sel yang berada pada ventral gastrula. 3

Pada saat pertumbuhan embrio, terdapat faktor-faktor yang mempengaruhi

pertumbuhan tersebut, antara lain:

13

a) Faktor genetic

b) Faktor nutrisi

c) Faktor lingkungan

Pada saat proses diferensiasi sel telah tercapai, kondisi sel harus dijaga. Hal

tersebut dilakukan melalui kombinasi berbagai faktor, yaitu:

a)      Cell memory yang terdapat dalam genome.

b)      Interaksi dengan sel-sel terdekat, melalui faktor parakrin.

c)      Sekresi berbagai faktor (faktor autokrin), termasuk faktor tumbuh.

2.6 Sitoskletom

Istilah dan konsep dari sitoskeleton atau cytosquelette (bahasa Perancis) pertama kali

diperkenalkan oleh Paulus Wintrebert pada tahun 1931. Sitoskeleton (kerangka sel) adalah

jaring berkas-berkas protein yang terdapat di dalam sitosol dan mengelilingi inti sel (nukleus)

yang menyusun sitoplasma eukariota. Sitoskeleton memiliki peranan penting dalam

pengorganisasian struktur dan aktivitas sel.

Fungsi yang jelas dari sitoskeleton adalah untuk memberikan dukungan mekanis pada

sel dan mempertahankan bentuknya. Sitoskeleton merupakan tempat bergantung banyak organel

bahkan molekul enzim sitosol. Sitoskeleton lebih dinamis dari pada rangka hewan.

Sitoskeleton juga terlibat dalam beberapa jenis motilitas (gerak) sel. Motilitas sel di sini

mencakup perubahan tempat sel maupun pergerakan bagian sel yang lebih terbatas. Motilitas

membutuhkan interaksi sitoskeleton dengan protein yang disebut motor. Molekul motor

sitoskeleton menggoyangkan silia dan flagela. Molekul ini juga menyebabkan semua otot

14

berkontraksi. Vesikula mungkin berjalan ke tujuannya dalam sel disepanjang mono-rel yang

disediakan oleh sitoskeleton, dan sitoskeleton memanipulasi membran plasma untuk

membentuk vakuola makanan selama fagositosis. Aliran sitoplasma yang mensirkulasi materi

dalam banyak sel tumbuhan besar merupakan jenis lain gerak seluler yang disebabkan oleh

komponen sitoskeleton. Sitoskeleton eukariota dibagi atas tiga jenis bagian serabut yang

berbeda, yaitu: mikrotubulus, filamen intermediet, dan mikrofilamen.

MIKROTUBULUSFILAMEN

INTERMEDIETMIKROFILAMEN

STRUKTUR Tabung berongga

yang kaku dan tidak

dapat diregangkan

Filamen liat yang

fleksibel dan dapat

diregangkan

Filamen fleksibel

yang tidak dapat

diregangkan

DIAMETER 25 nm 10–12 nm 8 nm

SUBUNIT Tubulin, dimer dari α-

tubulin dan β-tubulin

~70 jenis protein Aktin

FUNGSI

UTAMA

Pendukung, transpor

intraselular, organisasi

sel

Pendukung Motilitas dan

kontraksi

DITEMUKAN

PADA

Semua eukariota Hewan Semua eukariota

LOKASI Sitoplasma Sitoplasma dan Sitoplasma

15

SELULAR nukleus

2.7 Pengertian Filamen Antara Atau Filamen Intermediet

Filamen antara (Filamen Intermediet) merupakan serabut penyusun sitoskeleton

berupa rantai molekul protein yang berbentuk untaian yang saling melilit. Disebut serabut

antara karena berukuran diantara ukuran mikrotubulus dan mikrofilamen Melintang membentuk

tubulus dan setiap tubulus di bangun oleh 4 atau 5 protofilamen.

Pada sel epidermis disebut tonofilamen, dan pada sel     saraf disebut neurofilamen filamen

antara berukuran 8-12 nm, yang dapat berbentuk tunggal / kelompok. Filamen antara tersusun

atas protein yang disebut fimentin.

Filamen merupakan peralatan sel yang lebih permanen daripada mikrotubulus dan

mikrofilamen yang sering dibongkar pasang dalam berbagai macam keadaan sel. Perlakuan

kimiawi yang memindahkan mikrotubulus dan mikrofilamen dari sitoplasma meninggalkan

jalinan filamen intermediet dalam bentuk aslinya.

Filament inermediet sangat resisten terhadap peregangan dan tidak terlalu sensitive

terhadap agen kimia serta lebih sulit untuk dilarutkan. Karena sifat tidak larutnya inilah filament

intermedia dianggap memiliki struktur yang cenderung permanen dan tidak berubah-ubah.

Bagaimanapun juga sebuah penemuan menyatakan bahwa ketika sub unit keratin disuntikkan

dalam kultur sel kulit, ternyata sub unit tersebut  tidak bergabung di ujung filament akan tetapi

sub unit tersebut berada di interior filament.

Beberapa tipe dari Filamen Intermediet :

Protein Filamen

IntermedietJenis

Rata-rata

massa molekul

(*10-3)

Perkiraan

jumlah

polypeptida

Di distribusikan ke

jaringan

16

Keratin (acidic) I 40-64 >25 Epitel

Keratin (basic) II 53-67 >25 Epitel

Vimentin III 54 1 Mesenchymal cell

Desmin III 53 1 Otot

GFAP III 50 1 Glial cell, astrocytes

Peripherin III 57 1 Peripheral neurons

Neurofilament

protein

Saraf pusat dan

peripheral nerves

NF-L IV 62 1

NF-M IV 102 1

NF-H IV 110 1

Lamin protein Semua sel

Lamin A V 70 1

Lamin B V 67 1

Lamin C V 60 1

Nestin VI 240 1 Heterogeneus

2.8 Fungsi Filamen Intermediet

1. Memperkuat bentuk sel dan posisi organel tertentu.

Misalnya nukleus yang umunya terletak dalam suatu tempat yang terbuat dari

filamen antara, tetap berada ditempatnya karena adanya cabang- cabang filamen yang

membentang ke dalam sitoplasma.

2. Pembentukan laminan nukleus

Filamen antara yang lain membentuk lamina nukleus yang melapisi bagian dalam

selubung nukleus.

3. Filamen antara mendukung sel

Uluran panjang ( akson ) dari sel saraf yang menghantarkan impuls diperkuat

oleh satu kelas filamen antara.

2.9 Pengertian Mikrofilamen

Mikrofilamen adalah rantai ganda protein yang saling bertaut dan tipis, terdiri dari

protein yang disebut aktin. Mikrofilamen berdiameter antara 5-9 nm dan diameter dirancang

17

untuk menanggung sejumlah besar ketegangan. Dalam asosiasi dengan myosin, mikrofilamen

membantu untuk menghasilkan kekuatan yang digunakan dalam kontraksi sel dan gerakan sel

dasar. Filamen juga memungkinkan sebuah sel membagi untuk menggentas menjadi dua sel

dan terlibat dalam gerakan amoeboid jenis tertentu dari sel.

Tidak seperti mikrotubulus yang biasanya memperpanjang keluar dari sentrosom di sel,

mikrofilamen biasanya berinti pada membran plasma. Oleh karena itu, pinggiran (tepi) dari sel

umumnya mengandung konsentrasi tertinggi mikrofilamen. Sejumlah faktor eksternal dan

sekelompok protein khusus mempengaruhi karakteristik microfilament, sehingga

memungkinkan mereka untuk membuat perubahan yang cepat jika diperlukan, bahkan jika

filamen harus benar-benar dibongkar di satu wilayah sel dan dipasang kembali di tempat lain.

Ketika ditemukan langsung di bawah membran plasma, mikrofilamen dianggap sebagai

bagian dari korteks sel, yang mengatur bentuk dan gerakan permukaan sel. Akibatnya,

mikrofilamen memainkan peran kunci dalam pengembangan berbagai proyeksi permukaan sel.

2.10 Struktur Mikrofilamen

Rantai-rantai filamen ini tersusun atas bola-bola molekul protein yang disebut aktin.

Aktin dibangun oleh suatu protein struktural aktin yang mempunyai dua bentuk, yakni :

1. Protein globuler monomer (G-aktin) BM 43.000 Dal

2. Protein serabut atau filamen aktin (F-aktin)

18

Mikrofilamen tersusun dari elemen fibrosa dengan diameter 60 Angstrom terdiri

dari protein aktin dan juga mikrofilamen miosin dan tropomiosin yang banyak di sel

otot. Aktin adalah protein globuler dengan BM 42.000 Dalton. Merupakan protein

terbanyak yang terdapat dalam sel eukariota hampir 5% dari seluruh protein sel. Dalam

bentuk monomer disebut aktin G, jika terkait dalam bentuk filamen disebut aktin F.

Aktin sifatnya labil artinya mudah terkait dan mudah terurai. Aktin diketahui merupakan

protein kontraktil yang terlibat dalam proses-proses yang terjadi di dalam sel antara lain

sitokinesis, aliran plasma, gerakan sel, gerakan mikrofili intestinal.

2.11Fungsi Mikrofilamen

Mikrofilamen mempunyai beberapa fungsi, yaitu :

1) Menahan tegangan (gaya tarik).

2) Mempertahankan bentuk sel

3) Berperan dalam perubahan bentuk sel kontraksi otot.

4) Mikrofilamen biasanya membentuk jaringan sub membran plasma untuk

mendukung  bentuk sel.

5) Kontraksi otot (filamen aktin bergantian dengan serat yang lebih tebal dari miosin,

membentuk protein motor, dalam jaringan otot).

6) Siklosis (pergerakan komponen sitoplasma di dalam sel).

7) Pergerakan ‘amuboid’ dan fagositosis. 

8) Bertanggung jawab untuk pemutusan galur pada sitokinesis.

Secara keseluruhan, adapun fungsi-fungsi dari sitoskeleton adalah :

1) Memberikan dukungan mekanis pada sel dan mempertahankan bentuknya.

2) Mengatur distribusi dan tingkah laku dinamis dari filamen.

3) Sitoskeleton menjaga bentuk sel (binatang) dengan desain arsitekturalnya dan

sebagai tempat berlabuh bagi organela di dalam sitosol.

4) Sitoskeleton bertanggung jawab atas motilitas di dalam sel, seperti kontraksi otot dan

siklosis, pergerakan internal dari sitoplasma.

19

5) Selama siklosis, organela dipindahkan di sepanjang saluran sitoskeletal di dalam

sitosol.

6) Sitoskeleton bertanggung jawab atas pergerakan sel dan pergerakan eksternal seperti

pergerakan amuboid dari sel darah putih dan migrasi sel selama perkembangan.

7) Sitoskeleton juga berperan dalam pembelahan sel.

Penjelasan dengan gambar.

2.12 Pertumbuhan Dan Perkembangan Sel

Pertumbuhan dan perkembangan umumnya terjadi pada organisme multiseluler

yang hidup.

20

1. Siklus sel

Siklus sel adalah proses duplikasi secara akurat untuk menghasilkan jumlah

DNA kromosom yang cukup banyak dan mendukung segregasi untuk menghasilkan

dua sel anakan yang identik secara genetik. Proses ini berlangsung terus-menerus

dan berulang (siklik).

Pertumbuhan dan perkembangan sel tidak lepas dari siklus kehidupan yang

dialami sel untuk tetap bertahan hidup. Siklus ini mengatur pertumbuhan sel dengan

meregulasi waktu pembelahan dan mengatur perkembangan sel dengan mengatur

jumlah ekspresi atau translasi gen pada masing-masing sel yang menentukan

diferensiasinya.

2. Fase pada siklus sel

Fase S (sintesis): Tahap terjadinya replikasi DNA

Fase M (mitosis): Tahap terjadinya pembelahan sel (baik pembelahan biner atau

pembentukan tunas)

Fase G (gap): Tahap pertumbuhan bagi sel.

o Fase G0, sel yang baru saja mengalami pembelahan berada dalam keadaan

diam atau sel tidak melakukan pertumbuhan maupun perkembangan.

Kondisi ini sangat bergantung pada sinyal atau rangsangan baik dari luar

atau dalam sel. Umum terjadi dan beberapa tidak melanjutkan

pertumbuhan (dorman) dan mati.

o Fase G1, sel eukariot mendapatkan sinyal untuk tumbuh, antara

sitokinesis dan sintesis.

o Fase G2, pertumbuhan sel eukariot antara sintesis dan mitosis.

Fase tersebut berlangsung dengan urutan S > G2 > M > G0 > G1 > kembali ke S.

Dalam konteks Mitosis, fase G dan S disebut sebagai Interfase.

21

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Diferensiasi adalah proses yang menyebabkan sekumpulan sel menjadi berbeda-

beda dalam struktur, fungsi dan prilaku. Diferensiasi berlangsung waktu embrio.Karena

diferensiasi suatu individu bentuk definitif dan menjadi berbagai macam

jaringan.Dengan diferensiasi terjadi pembagian aktivitas tubuh, sehingga menjadi

efektif.Pada seluruh mahluk individu mengalami diferensiasi, bahkan termasuk mahluk

uniseluler.Diferensiasi terjadi dalam beberapa tahapan.

Istilah dan konsep dari sitoskeleton atau cytosquelette (bahasa Perancis) pertama

kali diperkenalkan oleh Paulus Wintrebert pada tahun 1931.

Sitoskeleton (kerangka sel) adalah jaring berkas-berkas protein yang terdapat di

dalam sitosol dan mengelilingi inti sel (nukleus) yang menyusun sitoplasma eukariota.

Sitoskeleton memiliki peranan penting dalam pengorganisasian struktur dan aktivitas sel.

Sitoskeleton terdiri dari mikrotubulus, filamen intermediet, dan mikrofilamen.

3.2 Saran

Demikian makalah ini disusun diharapkan menjadi sumber informasi bagi

mahasiswa maupun semua kalangan masyarakat. Kami menyadari bahwa penyusunan

makalah ini kurang baik dan masih terdapat banyak kekurangan, sehingga kritik dan

saran membangun dari pembaca sangat kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini

22

DAFTAR PUSTAKA

Mustamir.(2010). Nukleus dan diferensiasi sel [online]

Tersedia : http//zaifbio.com/category/diferensiasi-sel[20 maret 2012]

Yatim, wildan: Biologi sel. Tarsito, Bandung 1996

Karp, G. (2009). Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments (edisi ke-6)

Alberts B, et.al.. 2002. Molecular Biology of the Cell

Campbell, N.A. 1993. Biologi. California : The Benjamin Commings Publishing Company.

Karp, Gerald. 2004. Cell and Molecular Biology.

Sumadi dan Aditya Marianti. 2007. Biologi Sel. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Wolfe, S.L. 1993. Molecular and Cellular Biology. California : Wadsworth Publishing Company

Melmont.

http://id.wikipedia.org/w/index.php

23