8/10/2019 pbl 3-1

1/8

1

Siklus Sel dan Komunikasi Sel

Carla Oktavia Heryanti

Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

carlaoctavia@windowslive.com

Pendahuluan

Dalam masa pertumbuhan setiap makhluk hidup sebagai individu bertambah besar

dan bertambah tinggi. Sel-sel penyusun tubuh makhluk hidup mengalami pembelahan

sehingga dapat membentuk sebuah jaringan bahkan organ. Pembelahan sel ini juga tidak

hanya terjadi ketika kita mengalami pertumbuhan. Saat sel-sel di dalam tubuh mengalami

kerusakan, terjadi pembelahan sel untuk menggantikan sel yang telah mengalami regenerasi

dan sel-sel yang telah rusak tersebut.

Sel merupakan unit terkecil dari organisme. Sel tidak akan mampu bekerja dan

membentuk sebuah jaringan bila tidak ada koordinasi antara satu dengan yang lain. Miliaran

sel penyusun setiap makhluk hidup harus berkomunikasi untuk mengkoordinasikanaktivitasnya sedemikian rupa sehingga memungkinkan organisme itu untuk berkembang.

Mulai dari sel yang berkomunikasi terbentuk jaringan kemudian organ dan system yang

menjalankan organisme untuk hidup.

Dalam kehidupan makhluk hidup baik uniseluler atau multiseluler akan berinteraksi

dengan lingkungannya untuk mempertahankan kehidupannya. Sinyal-sinyal antar sel jauh

lebih sederhana daripada bentuk-bentuk pesan yang biasanya diubah oleh manusia.

Sinyal yang diterima sel, yang berasal dari sel lain atau dari beberapa perubahan pada

lingkungan fisik organisme, bermacam-macam bentuknya.

Untuk itulah makalah ini dibuat dengan tujuan agar pembaca lebih mengetahui

tentang siklus pembelahan sel serta komunikasi dan pensinyalan antara sel.

mailto:carlaoctavia@windowslive.commailto:carlaoctavia@windowslive.commailto:carlaoctavia@windowslive.com

8/10/2019 pbl 3-1

2/8

2

Regulasi Siklus Sel

Siklus pembelahan sel secara tradisional dibagi dalam beberapa fase yang jelas yaitu

mitosis yang mencakup proses pembelahan inti yang diikuti oleh pembelahan sel itu sendiri.

Pada fase mitosis terlihat perubahan penampilan inti dan perubahan butir-butir kromatin

menjadi batang-batang kromosom. Selama perubahan penampilan tersebut, mitosis dibedakan

dalam beberapa fase yaitu : profase, prometafase, metafase, anafase dan telofase. Pada akhir

telofase terjadi pembelahan sel yang dinamakan sitokinesis. Fase mitosis merupakan bagian

kecil dari seluruh siklus pembelahan. Fase yang jauh lebih lama, merupakan periode diantara

fase mitosis sampai mitosis berikutnya disebut interfase.1

Sebagian besar dari komponen-komponen sel selalu dibuat secara terus-menerus

selama periode interfase yang berada di antara dua pembelahan sel. Dalam periode interfase

tersebut berlangsung pertumbuhan sel dan terjadi juga sintesis DNA. Tahap sintesis DNA

yang berlangsung dalam inti sel hanya dalam kurun waktu terbatas dan tahap itu dinamakan

fase S (S = Sintesis).1

Siklus sel meliputi 4 fase yaitu :

1. Fase G1, G singkatan darigap meski kadang-kadang disebutgrowth atau tumbuh. Pada

fase ini sel tumbuh dengan cepat, mensintesis sejumlah besar enzim dan proteinstruktural.

2. Fase S, S singkatan dari sintesis. Pada fase ini sel mensintesis duplikat DNA dan protein

kromosom, jadi memastikan adanya persediaan bahan-bahan kromosom yang cukup

untuk pembelahan sel.

3. Fase G2, pada fase ini sel menyiapkan diri untuk membelah dengan mensintesis protein

khusus yang bertanggungjawab terhadap pembagian kromosom bila sel membelah.

4. Fase M, M singkatan dari mitosis. Pada fase ini inti sel atau nukleus terbagi menjadi dua

(kariokinesis) dan masing-masing memiliki jumlah kromosom yang sama dengan jumlah

kromosom pada nukleus sel semula. Pembelahan nukleus masih dalam stadium M

biasanya diikuti oleh terbaginya sitoplasma, proses ini disebut sitokinesis sehingga

masing-masing bagian mengisolasi nukleus dan terbentuklah sel baru dengan volume

sitoplasma dan organel yang cukup. Jadi pembelahan sel membutuhkan kariokinesis dan

sitokinesis.

8/10/2019 pbl 3-1

3/8

3

Pembelahan Mitosis

Setiap sel dalam proses pembelahan ditandai oleh dua komponen fundamental yang

merupakan gambaran mitosis yaitu bentuk kromatik yang dibentuk oleh kromosom, dan

bentuk akromatik yang dibentuk oleh pusat sel atau kutub dan benang spindle. Pembelahan

utama dari mitosis adalah profase, prometafase, metafase, anafase, dan telofase.1,2,3 (lihat

gambar 1.1)

Gambar 1.1. Pembelahan Mitosis

1. Interfase

Selama interfase di sitoplasma terjadi akumulasi protein siklin. Siklin akan bergabung

dengan protein lain yang dihasilkan oleh gen cd2 untuk membentuk molekul yang disebut

pre-MPF (Maturation Promoting Factor) yang kemudian dimodifikasi oleh beberapa enzim

menjadi MPF. Bahan ini akan memicu mitosis dan mengaktifkan yang dapat merusak siklin

yang diperlukan untuk menghindari pembelahan terus menerus.

Fase ini adalah fase pertumbuhan ketika sintesis protein terjadi. Pada akhir fase ini,

kromosom tereplikasi dalam persiapan untuk mitosis. Kromosom dalam bentuk kromatin,

tersebar di dalam inti sel (nukleus) dan anak inti sel (nukleolus) terlihat sebagai bentuk spot

gelap di dalam inti sel, serta keseluruhan inti sel ditutupi oleh selubung inti sel.

8/10/2019 pbl 3-1

4/8

4

2. Profase

Pada saat ini sel disebut dalam stadium profase, pro dalam bahasa Yunani berarti

sebelum, sehingga maksudnya fase ini adalah sebelum fase mitosis. Karena bahan kromosom

telah diduplikasi pada stadium S maka sekarang kromosom tersusun dari dua benang atau

pita dan masing-masing pita itu disebut kromatid dan kedua kromatid itu dilekatkan satu

sama lain oleh sentromer. Pada fase ini aparatus spindle dan aster juga mulai terbentuk.

Kedua jenis struktur ini tersusun dari mikrotubulus dan disorganisasi oleh sentriol yang telah

membagi diri sebelum mitosis mulai, pada profase kedua sentriol bergerak ke arah yang

berlawanan. Ketika kromosom mulai memendek dan aparatus spindle mulai dibangun,

membran inti melebur demikian juga dengan membran anak inti (nukleolus). Aparatus golgi

lebur menyebar sebagai gelembung-gelembung kecil, kemudian kromosom bergerak ke

bagian tengah dan peristiwa mengahkiri profase.

3. Metafase

Terkadang ada yang membedakan adanya tahap prometafase, yaitu tahap diantara profase

dan metafase. Prometafase berlangsung sangat cepat, yaitu saat hilangnya selubung inti sama

sekali dan tersebarnya kromosom di seluruh bagian sel.

Dengan hilangnya selubung inti, maka sitoplasma beserta kandungannya tercampur

dengan bahan lain. Molekul-molekul tubulin akan disusun oleh kinotokor yang terdapat pada

sentromer menjadi serabut kromosom. Serabut kromosom makin memanjang sehingga

mencapai sentriol di kutub-kutub. Tiap kromosom tersusun pada bidang ekuator, sedang

lengan-lengan kromosom menunjuk ke arah kutub-kutub sel.

4. Anafase

Selama anafase semua sentromer terpotong atau terbagi sehingga memisahkan kromatid

yang semula berpasangan dan sekarang masing-masing kromatid disebut kromosom. Karena

posisi kromosom pada waktu metafase di tengah sel, dan ketika sentromer terbagi masing-

masing kromatid bergerak ke arah yang berlawanan, maka kedua sel hasil pembelahan

nantinya dipastikan akan mendapat bahan kromosom yang sama lengkapnya.

5. Telofase

Fase ini menandai berakhirnya mitosis, dalam beberapa hal fase ini berlawanan dengan

profase. Gulungan kromosom mulai terurai dan secara perlahan-lahan tidak tampak.

Membran nukleus dan membran nukleolus mulai terbentuk, dan benang-benang spindle

8/10/2019 pbl 3-1

5/8

5

mikrotubulus mulai tidak tampak sebab subunit tubulin terputus satu demi satu. Sitokinesis

dimulai pada saat telofase, namun terkadang pada akhir anafase sitokinesis juga sudah mulai.

Sitokinesis berlangsung yang ditandai dengan terbentuknya cekung pembelahan (cleavage

forrow).

Dengan demikian telah jelas bahwa mitosis adalah suatu proses pembelahan sel yang

mengandung satu set kromosom dengan kromatid berpasangan ditransformasikan ke dalam

dua sel yang masing-masing mengandung satu set kromosom.

Pembelahan Meiosis

Pembelahan ini juga disebut sebagai pembelahan reduksi, yaitu pembelahan sel induk

diploid (2n) menghasilkan empat sel anakan haploid (n=23). Masing-masing sel anakan

mengandung setengah dari kromosom sel induk. Pembelahan ini terjadi pada proses

pembentukan sel gamet (sel kelamin) yang terjadi pada organ reproduktif. Pada hewan dan

manusia, sperma yang haploid dihasilkan dalam testis dan sel telur haploid dihasilkan di

dalam ovarium. Pembelahan ini berperan untuk menghasilkan gamet yang secara genetik

tidak identik (hanya setengah dari induknya), sehingga menyebabkan adanya variasi genetik.

Meiosis mencakup dua proses pembelahan sel yaitu pembelahan nuklear dan selular disebut

meiosis I dan meiosis II. Hanya meiosis I didahului oleh duplikasi kromosom yang terjadi

pada tahap interfase untuk membentuk kromatid yang diikat sentromer sama seperti mitosis.4

Sel-sel yang dihasilkan sebagai hasil mitosis dan pembelahan sel tidak selalu

meningkatkan ukuran kompleksitas dari suatu organisme.

Dalam keadaan tertentu, sel kehilangan kemampuan untuk menanggapi faktor-faktor

yang mengatur pertumbuhan, layaknya sebuah sel yang akan tumbuh terus-menerus dan

membelah secara tidak terkendali. Sel-sel yang diciptakan oleh pembelahan sel yang

abnormal juga mengalami pembelahan yang tidak teratur dan akhirnya massa padat dari sel-

sel abnormal atau tumor pun dapat terbentuk. Namun tumor tidak selalu mengancam nyawa.

Beberapa tumor yang disebut tumor jinak, cukup sering terjadi.1

Komunikasi dan Pensinyalan Sel

Sel baik yang berdiri sendiri sebagai sel tunggal maupun bergabung sebagai

organisme multiseluler harus selalu berkomunikasi. Sel tunggal membutuhkan komunikasi

dengan lingkungan di luar sel maupun dengan sesama sel (intersel) untuk mendapatkan zat-

8/10/2019 pbl 3-1

6/8

6

zat kebutuhan hiduonya sekaligus untuk pembuangan sisa-sisa metabolisme. Sama seperti

pada organisme sel tunggal, sel-sel dalam organisme multiseluler juga membutuhkan

komunikasi satu sama lain, baik yang dekat maupun yang jauh, untuk menjaga

keseimbangan, pertumbuhan, dan perkembangan hidup organisme.1

Kemampuan berkomunikasi di antara sel mutlak diperlukan untuk menjamin

koordinasi aktivitas sel secara tepat pada sebuah organisme. Sel-sel dapat berkomunikasi

melalui tiga cara, yaitu dengan mengadakan kontak langsung melalui molekul-molekul

khusus pada membran yang akan memberikan sinyal pada reseptor sel yang menerima sinyal,

dengan melepaskan bahan-bahan kimia (mediator) yang bertindak sebagai sinyal untuk

dikirimkan ke sel-sel lain yang berada jauh letaknya, dan yang terakhir dengan membentuk

gap junction sehingga terjadi hubungan sitoplasma dari kedua sel yang berkomunikasi

tersebut.1

Terdapat lima komponen dasar yang terlibat dalam komunikasi sel, yaitu :1

1. Stimulus dalam bentuk molekul sinyal, yaitu molekul kimia organik dan non-

organik di lingkungan sel.

2. Penerima sinyal, yaitu reseptor. Reseptor terletak pada permukaan luar

membran sel maupun sitoplasma dan nukleus, mempunyai daya ikat tinggi dan

bersifat khusus pada molekul sinyal kimia.

3.

Transduser, melakukan transduksi sinyal dari luar sel menjadi kegiatan

biokimiawi di dalam sel.

4.

Sensor dan efektor.

5. Respons sel.

Proses yang berlangsung pada ujung penerima percakapan seluler dapat dipenggal

menjadi tiga tahap yaitu penerimaan, transduksi dan respon. Penerimaan sinyal merupakan

pendeteksian sinyal yang datang dari luar sel oleh sel target. Sinyal kimiawi terdeteksi

apabila sinyal itu terikat pada protein seluler, biasanya pada permukaan sel yang

bersangkutan. Kemudian lanjut pada pengikatan molekul sinyal yang mengubah protein

reseptor, dan dengan demikian mengawali (menginisiasi) proses transduksi. Tahap transduksi

ini mengubah sinyal menjadi suatu bentuk yang dapat menimbulkan respon seluler spesifik.

Pada tahap ketiga pensinyalan sel, sinyal yang di transduksi akhirnya memicu respons seluler

spesifik. Respons ini dapat berupa hampir seluruh aktivitas selulerseperti katalisis oleh suatu

enzim (seperti glikogen fosforilase), penyusunan ulang sitoskeleton, atau pengaktifan gen

spesifik di dalam nukleus. Proses pensinyalan sel membantu memastikan bahwa aktivitas

8/10/2019 pbl 3-1

7/8

7

penting seperti ini terjadi pada sel yang benar, pada waktu yang tepat, dan pada koordinasi

yang sesuai dengan sel lain dalam organisme bersangkutan.3

Sel-sel tunggal dan sel multiseluler menggunakan ratusan jenis molekul ekstraseluler

untuk mengirimkan sinyal satu sama lain, seperti protein, peptide, asam amino, nukleotida,

steroid, turunan asam lemak dan bahkan gas-gas yang terlarut, namun hanya sedikit

memanfaatkan dasar dari jenis komunikasi untuk mendapatkan pesan yang lewat. Terdapat

empat bentuk sinyal menurut lokasi kerja :1

1. Sinyal parakrin, molekul sinyal ini bekerja lokal, langsung dekat dengan sel.

2. Sinyal autokrin, adalah variasi sinyal parakrin, namun molekul sinyal yang

dihasilkan dipakai oleh sel itu sendiri karena mempunyai reseptor untuk sinyal

yang dihasilkannya. Mekanisme ini digunakan oleh sekelompok sel untuk

menjalankan fungsinya secara bersamaan.

3. Sinyal endokrin, molekul sinyalnya disebut hormon. Hormon dilepaskan ke

dalam aliran darah, dalam kadar yang rendah akan bereaksi pada sel target yang

tersebar di seluruh tubuh. Sel target memiliki reseptor dengan daya ikat tinggi

sehingga dapat menarik hormon dari aliran darah. Sinyal hormon umumnya

bersifat menahun, dalam artian akan bekerja dalam jangka waktu yang lama.

4. Sinyal sinaptik, merupakan kombinasi sinyal parakrin dan endokrin.

Neurotransmiter dilepaskan ke dalam celah sinaps yang berjarak hanya beberapa

nanometer dari membran sel pascasinaps. Namun ada juga yang membentuk

sinyal jarak jauh karena akson yang menghubungkan sel sebelum dan pascasinaps

berjarak beberapa sentimeter. Pada umumnya reseptor neurotransmiter

mempunyai daya ikat yang rendah dibandingkan dengan reseptor untuk hormon.

Di celah sinaps, konsentrasi neurotransmiter harus sangat tinggi, dan sinyalnya

bereaksi dalam waktu singkat karena segera diakhiri dengan cepat oleh hidrolisis

atau ditangkap kembali oleh prasinaps.

8/10/2019 pbl 3-1

8/8

8

Kesimpulan

Sel merupakan unit terkecil daru organisme dan menghasilkan sel-sel baru melalui

proses mitosis dan sitokinesis. Proses mitosis meliputi beberapa tahap seperti interfase,

profase, metafase, anafase, dan telofase. Pada organisme uniseluler, proses ini terjadi pada

dalam reproduksi sedangkan pada organisme multiseluler adalah mekanisme untuk tumbuh,

perbaikan, pergantian dan regenerasi sel baru.

Selain itu, komunikasi diantara sel juga mutlak dibutuhkan untuk menjaga koordinasi

aktivitas sel secara tepat dalam organisme. Hal itu dapat dilakukan baik secara langsung,

melalui mediator maupun dengan membentuk gap sehingga terbentuk hubungan antar sel

yang berkomunikasi tersebut. Sel-sel tersebut juga menggunakan beberapa molekul

ekstraseluler untuk mengirimkan sinyal satu sama lain, dimana bentuk sinyal tersebut dibagi

menjadi sinyal parakrin, autokrin, endokrin, dan sinaptik.

Daftar Pustaka

1.

Priastini R, Hartono B. Buku ajar biologi kedokteran : biologi sel, reproduksi

embriologi dan genetika. Edisi ketiga. Jakarta : Fakultas Kedokteran UKRIDA.

2. Campbell, dkk. 2004. Biologi jilid 1. Edisi kedelapan. Jakarta : Erlangga.

3.

Pembelahan mitosis. Diunduh pada 14 Desember 2013 dari :

http://emt.bu.edu/em610/em610_ol_spring_2008/yanti/mitosis.html

4. Aryulina D, Muslim C, Manaf S, Winarni E.W. Biologi 3 SMA dan MA untuk kelas

XII. Jakarta: Esis. 2007.

http://emt.bu.edu/em610/em610_ol_spring_2008/yanti/mitosis.htmlhttp://emt.bu.edu/em610/em610_ol_spring_2008/yanti/mitosis.htmlhttp://emt.bu.edu/em610/em610_ol_spring_2008/yanti/mitosis.html