Pembelahan Sel dan Kromosom serta Gametogenesis

Laboratorium EmbriologiFakultas Kedokteran Hewan

Institut Pertanian Bogor

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Indikator PencapaianStruktur sel: kromosom dan DNA

Materi genetik dan variasi kromosom

Mitosis dan meiosis

Crossing over

Spermatogenesis: waktu, tempat, proses dan pengaturan

Oogenesis: waktu, tempat, proses dan pengaturan

Folikulogenesis dan oogenesis

Perbandingan meiosis pada spermatogenesis dan oogenesis

Kelainan pada gametogenesis: Nondisjunction, translokasi

Wawasan Bioteknologi: maturasi gamet in vitro

Hukum Mendel dan gametogenesis:

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Hewan

Organ

Jaringan

Sel

Sistem

http://micro.magnet.fsu.edu/cells/animalcell.html

1

2

4

1 0

9

3

6

7

5

8

1 1

Struktur Selht

tp://

aff.f

kh.ip

b.ac

.id

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Pasangan basa (A, T, C, G) Histon

DNA

Telomer

Telomer

Centromer

KromosomInti Sel

Sel

Kromosom?

Kromatid?

Kromatin?

DNA?

Genom?

Gen?

Pengemasan DNAMolekul DNA sangat panjang, dlm satu sel manusia = 1.74 m.DNA dikemas dengan menggunakan kelompok protein yang disebut histon (H1, H2A, H2B, H3, H4). Satu kompleks DNA dan histon disebut NUKLEOSOM.Antara nukleosom dgn nukleosom dihubungkan oleh DNA penghubung (linker DNA) = 8-114 bp. Rangkaian nukleosom membentuk struktur yang disebut KROMATIN. (terwarnai)Kromatin yang terkondensasi disebut KROMOSOM (metafase)

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

VARIASI JUMLAH KROMOSOM

Spesis Jumlah Kromosom

spesies Jumlah kromosom

ManusiaKucingSapiAyamAnjingkeledai

463860787862

AnjingKudaBabiKelinciTikusDomba

786438444254

Jumlah kromosom khas, diploid (2n), satu set dari induk jantan (n) dan satu set dari induk betina (n).

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Siklus Sel:Siklus sel: periode antara pembentukan suatu sel dan pembelahan sel tersebut menjadi dua sel anak

Fase: fase istirahat (interphase) dan fase pembelahan (mitotic (M) phase)

Fase S: sintesis DNA (replikasi kromosom)

Interphase: G1 , S, & G2

Fase G1: Peningkatan Metabolik setelah mitosis

G2: persiapan sebelum pembelahan, mis: penghilangan membran inti

Sel Tubuh (Somatic Cells)

GametSel Somatis

BetinaJantan

Sel Kelamin (Germ Cells)

PGCs

Spermatogonium Oogonium

Gonosit

Spermatosit primer

Spermatosit sekunder

Spermatid

Spermatozoa

Oosit primer

Oosit sekunder

Ovum

MITOSIS

MEIOSIS

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Mitosis• Tujuan untuk:

– Pertumbuhan– Persembuhan

• Terjadi pada semua jenis sel– Sel somatis– Sel gamet

• Sel anak:– 2 sel anak identik– Jumlah kromosom sama– genetik identik sel induk

ghr.nlm.nih.gov/ghr/picture/mitosisMeiosis

Mitosis • Interphase I• Prophase• Metaphase

Anaphase

Telophase

Interphase II

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Meiosis• Tujuan untuk

menghasilkan sel kelamin (Gamet)

• Terjadi di organ reproduksi (ovarium dan testis)

• Sel anak:– Empat sel anak– Setengah jumlah kromosom

tetua. 2n n (haploid)– Variasi genetik pd sel anak

crossing over

ghr.nlm.nih.gov/ghr/picture/mitosisMeiosis

Meiosis

•Crossing over

•Independent Assortment (urutan acak) (

hukum Mendel)

fig.cox.miami.edu/.../150/mitosis/mitosis.htm

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Gametogenesis

• SpermatogenesisProses pembentukan dan perkembangan gamet jantan (spermatozoa)

• OogenesisProses pembentukan dan perkembangan gamet betina (Sel telur = oosit = ovum)

• Asal Sel Kelamin Kecambah (Primordial Germ Cells)- Berasal dari epiblas- Migrasi secara amuboid menuju Kantong Kuning Telur- Minggu ke 4-6 migrasi ke dinding tubuh dorsal (bakal gonad)- Merangsang pembentukan gonad- Tali kelamin primitif pembengkakan rigi kelamin gonad

indiferen

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Asal Primordial Germ Cells (PGCs)

www.endotext.org/.../pediatrics7/pediatrics7.htm

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Gametogenesis

Lahir

Jantan Betina

PGCs

Spermatogonia

Spermatogonia

Spermatosit primer

Spermatosit sekunder

Spermatid

Spermatozoa

PGCs

Oogonia

Oosit primer

Oosit primer

Oosit Sekunder

Ovum, Zigot (Terfertilisasi)

MIT

OSI

S

MIT

OSI

S

MEI

OSI

S

MEI

OSI

S

Fertilisasi

Pubertas

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Spermatositogenesis

- PGCs mitosis, dormant s/d pubertas- Spermatozoa diproduksi dari setelah pubertas

• SpermatositogenesisSpermatogonium (2n) spermatid (n)

• SpermiogenesisSpermatid

spermatozoahttp://www.hk.edu.tw/~mehu/Dentistry/Reproductive%20system.htm

Spermatogenesis

http://www.cell-research.com/20043/20043cover.htm

Spermiogenesis:

Perubahan dari spermatid menjadi

spermatozoa

4 Tahap: Golgi, Cap, Acrosome, Maturasi

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Spermatogenesis

http://www.hk.edu.tw/~mehu/Dentistry/Reproductive%20system.htm

Testis

Tubuli seminiferi

Spermatogenesis

http://www.wisc.edu/ansci_repro/lab/lab3/histology

http://jade.ccccd.edu/mweis/BIOL%202402/Lab/lab%2 0exercise%20reviews/endocrine/histo_endocrine/histo _endocrine_linkpg.htm

http://www.becomehealthynow.com/images/orga ns/reproduction/male_testis_bh.jpg

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Spermatogenesis

http://www.hk.edu.tw/~mehu/Dentistry/Reproductive%20system.htm

Tubuli seminiferi

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

http://www.hk.edu.tw/~mehu/Dentistry/Reproductive%20system.htm

Tubuli seminiferi

Spermatogenesis

www.andrologysociety.com/.../p14fig1.asp

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Folliculogenesis- PGCs mitosis, berdiferensiasi menjadi oogonia, dan memulai meiosis, berhenti pada tahap oosit primer sampai pubertas- Setelah pubertas meisosis dilanjutkan sampai tahap metafase II (oosit sekunder) lalu ovulasi- Meisosis II dilanjutnya hanya jika oosit terfertilisasi

• FolliculogenesisPerkembangan folikel di ovarium. Folikel mengandung oosit (sel telur). Ovulasi: sel telur keluar dari folikel.

http://www.wisc.edu/ansci_repro/lec/lec1/femal e_hist.html

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Oogenesis-Folliculogenesis

www.soc.hawaii.edu/ws350/spr04/gametogenesis2.htm

Lahir

Pubertas

Folliculogenesis

DN Purba 2004; Skripsi FKH-IPB

embryology.med.unsw.edu.au

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Oogenesis

Brunet and Maro, 2005; Reproduction 130: 801-811

Oogenesis:Meiosis pada oosit

Germinal Vesicle (GV)

Germinal Vesicle Break Down

(GVBD)

Metafase I (MI)Anafase I Telofase I

Metafase II (MII) Anafase II Telofase II

Oogenesis

Pembelahan inti (meiosis) pada oosit

Lee et al., 2000; Biol Reprod 62: 1184-1192

Germinal Vesicle (GV)

Germinal Vesicle Break Down

(GVBD)Metafase I (MI)

Anafase I Telofase I

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Matzuk et al., 2002; Science 296:2178-2180

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.idNon-Disjunctions

• Jumlah kromosom• n-1 atau n+1• Monosomi vs

Trisomi• Bisa terjadi pada

meiosis I atau pada meiosis II

fig.cox.miami.edu

KELAINAN PADA GAMETOGENESIS

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Non-Disjunctions

• Trisomi 21• Down Syndrome

- facial characteristic- short stature- congenital heart defect- mental retardation- immune system defect- hearing loss- duodenal obstruction

employees.csbsju.edu

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Non-Disjunctions

www.tokyo-med.ac.jp

• Monosomi kromosom sex (XO)

• Turner SyndromeHypogonadismShort statureWebbed neckCoarctation aortaCervical lymphatic cyst

Non-Disjunctions

• Trisomi kromosom sex (XXY)

• Klinefelter Syndrome

HypogonadismLeydig cellsAzoospermiaOligospermiaGynecomastiaEunuchoidism

www.tokyo-med.ac.jp

karyotype

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Translocation

gslc.genetics.utah.edu/.../robertsonian.cfm

APLIKASI BIOTEKNOLOGI

• KULTUR IN VITRO- Oocyte (In vitro maturation, IVM)- Follicles

• PEMBEKUAN ATAU KRIOPRESERVASI- Gametes- Gonad

• DIAGNOSA GENETIK PRAIMPLANTASI [Preimplantation genetic diagnosis (PGD)]- Karyotype analysis- Fluorescence in situ hybridization (FISH) pewarnaan kromosom

http

://af

f.fkh

.ipb.

ac.id

Courtesy of Arief Boediono

Pengambilan sel blastomer embrio untuk pemeriksaan PGDht

tp://

aff.f

kh.ip

b.ac

.id