SIKLUS DAN PEMBELAHAN SEL
SIKLUS SEL
Siklus sel
adalah fungsi sel yang paling mendasar berupa duplikasi akurat sejumlah besar
DNA di dalam kromosom, dan kemudian memisahkan hasil duplikasi tersebut hingga
terjadi dua sel baru yang identik. Siklus sel yang berlangsung kontinu dan
berulang (siklik), disebut proliferasi. Keberhasilan sebuah proliferasi
membutuhkan transisi unidireksional dan teratur dari satu fasa siklus sel
menuju fasa berikutnya. Jenjang reaksi kimia organik yang terjadi seyogyanya
diselesaikan sebelum jenjang berikutnya dimulai. Sebagai contoh, dimulainya
fasa mitosis sebelum selesainya tahap replikasi DNA akan menyebabkan sel
tereliminasi.
Pada sel prokariota yang tidak memiliki inti sel, siklus sel terjadi melalui
suatu proses yang disebut pembelahan biner, sedang pada sel eukariota yang
memiliki inti sel, siklus sel terbagi menjadi dua fasa fungsional, fasa S dan
M, dan fasa persiapan, G1 dan G2.
1.
FASE
S(SINTESIS)
Merupakan tahap terjadinya replikasi
DNA. Pada umumnya, sel tubuh manusia membutuhkan waktu sekitar 8 jam untuk
menyelesaikan tahap ini. Hasil replikasi kromosom yang telah utuh, segera
dipilah bersama dengan dua nuklei masing-masing guna proses mitosis pada fasa
M.
2.
FASE M
(MITOSIS)
Interval waktu fasa M kurang lebih 1
jam. Tahap di mana terjadi pembelahan sel (baik pembelahan biner atau
pembentukan tunas). Pada mitosis, sel membelah dirinya membentuk dua sel anak
yang terpisah. Dalam fasa M terjadi beberapa jenjang fasa yaitu :
a.
Profasa,
fasa terjadinya kondensasi kromosom dan pertumbuhan pemintalnya. Pada saat ini
kromosom terlihat di dalam sitoplasma.
b. Metafasa.
kondensasi kromosom pada bidang ekuatorial mencapai titik puncak
c.
Anafasa.
Tiap sentromer mulai terpisah dan tiap kromatid dari masing-masing kromosom
tertarik menuju pemintal kutub.
d. Telofasa.
Kromosom pada tiap kutub mulai mengalami dekondensasi, diikuti dengan
terbentuknya kembali membran inti sel dan sitoplasma perlahan mulai
membelah.Dalam telofasa terjadi sitokinesis. Pembelahan sitoplasma selesai
setelah terjadi oleh interaksi antara pemintal mitotik, sitoskeleton aktomiosin
dan fusi sel, dan menghasilkan dua sel anak yang identik.
e.
Interfasa.
Merupakan sebuah jedah panjang antara satu mitosis dengan yang lain. Jedah
tersebut termasuk fasa G1, S, G2.
- FASE G1 (GAP) DAN FASE G2
Fasa G yang terdiri dari G1 dan G2
adalah fasa sintesis zat yang diperlukan pada fasa berikutnya. Pada sel
mamalia, interval fasa G2 sekitar 2 jam, sedangkan interval fasa G1 sangat
bervariasi antara 6 jam hingga beberapa hari. Sel yang berada pada fasa G1
terlalu lama, dikatakan berada pada fasa G0 atau “quiescent”. Pada fasa ini,
sel tetap menjalankan fungsi metabolisnya dengan aktif, tetapi tidak lagi
melakukan proliferasi secara aktif. Sebuah sel yang berada pada fasa G0 dapat
memasuki siklus sel kembali, atau tetap pada fasa tersebut hingga terjadi
apoptosis.
Pada umumnya, sel pada orang
dewasa berada pada fasa G0. Sel tersebut dapat masuk kembali ke fasa G1 oleh
stimulasi antara lain berupa: perubahan kepadatan sel, mitogen atau faktor
pertumbuhan, atau asupan nutrisi.
Transisi G0 ke G1
Fasa transisi dari fasa G0 ke fasa
G1 disebut fasa prima atau fasa kompetensi replikatif,pada hepatosit, fasa
prima dipicu oleh sekresi sitokina IL-6 dan TNF-α oleh sel Kupffer yang
menyebabkan hepatosit kehilangan sebagian massanya. Potensi proliferasi
hepatosit setelah kehilangan sebagian massanya.
Berbagai protein disintesis pada
fasa G1 setelah sel meninggalkan fasa G0, beberapa ribosom baru dibuat untuk
mempercepat sintesis protein. Sejumlah protein yang dihasilkan berupa enzim
untuk mengembalikan fungsi metabolik yang hilang saat sel berada pada fasa G0,
seperti enzim yang dibutuhkan untuk sintesis isoprenoid, zat yang diperlukan
untuk aktivitas onkogen Ras dan sintesis poliamina, yang mempunyai banyak
fungsi termasuk menyediakan ikatan ionik dengan asam nukleat. Onkogen Ras
disintesis sebagai protein prekursor dan membutuhkan proses paska-translasi
sebelum dapat menjadi aktif dan melakukan transformasi sel.Enzim lain yang
berperan dalam sintesis DNA, seperti timidina kinase, DNA polimerase dan histon
juga dihasilkan.
Fase G2 merupakan yaitu periode
antara selesainya sintesa DNA ke pembelahan sel. Selama fase gap baik G1 maupun
G2 adalah saat aktivitas metabolisme berlangsung.
Dari jurnal
yang berjudul “TELAAH BEBERAPA FUNGSI TITIK UJI SIKLUS PEMBELAHAN SEL FASE G1
DAN S DARI INHIBITOR KINASE-BERGANTUNG-SIKLIN SIC1” diketahui sebelum
pembagian, sel harus memastikan bahwa mereka menyelesaikan replikasi DNA, DNA
perbaikan dan perakitan spindel, serta ukuran tertentu pertumbuhan. Hal ini
dilakukan dengan kontrol umpan balik pada titik-titik dalam siklus sel disebut
“checkpoint” Karena Sic1 dapat menghambat Cdc28 dan hilangnya Sic1 menyebabkan
tingginya tingkat kehilangan dan kerusakan kromosom, yang jelas peran Sic1
adalah sebagai protein pos pemeriksaan yang memantau berhasil penyelesaian
peristiwa siklus sel tertentu dan menghentikan siklus sel sebelum peristiwa lain
dapat dimulai.Dalam makalah ini fungsi beberapa checkpoint dari Sic1 dalam fase
G1 dan S dari siklus sel diuji. Hasil menunjukkan Sic1 tidak diperlukan untuk
penangkapan siklus sel sebagai respons terhadap DNA.
Mary Kate Boner, dkk dalam jurnalnya yang berjudul “Mitotic Spindle Proteomics
in Chinese Hamster Ovary Cells” menjelaskan bahwa mitosis adalah proses
fundamental dalam pengembangan semua organisme. Gelendong mitosis memandu sel
melalui mitosis dalam keseimbangan pemisahan ( segregasi )
kromosom, dan perkembangan pembelahan sel. Diketahui dari gelendong mitosis sel
indung telur hamster cina menggunakan Multi-dimensi Identifikasi Teknologi
Protein (MudPIT).
Meiosis juga dapat melakukan deregulasi untuk berubah menjadi mitosis “baru”.
Proses ini dinamakan apomeiosis. Apomeiosis berperan penting dalam apomixis,
yaitu reproduksi aseksual melalui benih klonal. Teknik rekayasa apomixis
dilakukan dengan mengisolasi dan mengkarakterisasi suatu gen baru yang terlibat
langsung dalam pembelahan meiosis kedua. Genotip baru yang timbul disebut MIME.
Pada akhirnya diperoleh gamet diploid yang fungsional dan identik dengan
induknya (d’Erfurth, dkk, 2009).
Untuk mengamati terjadinya mitosis juga dapat diamati pada monosit darah domba
menggunakan teknik kultur jaringan. Sel-sel tersebut tumbuh, setelah membentuk
makrofag, mereka terbagi-bagi oleh mitosis. Puncak pengamatan apabila sel-sel
makrofag sudah mencapai 2000 sel. Aktivitas mitosis biasanya mulai berkurang
(Greenwood, 1973).
Ekspresi gen sangat penting untuk transisi siklus sel. Pengaturan ini
membutuhkan protein LIN-9. Protein LIN-9 di dalam tubuh manusia memiliki fungsi
penting dalam regulasi transkripsional G2/M gen. Penipisan LIN-9 oleh RNAi
dalam fibroblas manusia sangat merusak perkembangan proliferasi dan penundaan
transkripsi G2/M gen. Aktivasi gen ini terkait dengan hubungan antara LIN-9 dan
B-MYB untuk perkembangan ke mitosis (Osterlah, dkk, 2007).
PEMBELAHAN SEL
Dikenal
adanya tiga macam pembelahan sel, yaitu : amitosis, mitosis dan meiosis.
Amitosis merupakan reproduksi sel secara langsung tanpa melalui tahap-tahap
pembelahan.
Mitosis merupakan cara reproduksi sel melalui tahap-tahap yang teratur.
Secara garis besar ciri dari setiap tahap pembelahan mitosis adalah :
- Interfase
Sel nampak sama dengan sel fase
interfase, perubahan belum terdeteksi
- Profase
Kromatin menjadi kromosom yang jelas
terlihat, pada sitoplasma ada dua pusat yang terbentuk dari mikrotubul, dinding
inti hilang, pada akhir profase dua pusat saling menjauh ke kutub berlawanan
dan spindel mikrotubul yang berhubungan dengan pusat terbentuk
- Metafase
Spindel mitosis terbentuk sempurna,
sentromer kromosom berbaris pada bidang metafase di daerah ekuator sel
- Anafase
Ketika sentromer memisahkan
kromatid-kromatid ke masing-masing kutub, sel mulai memanjang
- Telofase
Kebalikan profase, pemanjangan sel
yang dimulai saat anafase berlanjut, dinding inti mulai terbentuk
Sitokinesis
Ini bagian akhir telofase, yaitu proses
pembagian sitoplasma yang berlangsung bersamaan dengan fase telofase, di mana
dua sel anakan berpisah benar. Sitokinesis berbeda antar sel tanaman dan sel
hewan. Pada sel hewan sitokinesis berlangsung melalui proses pembentukan
“cleavage furrow”, yang dimulai dari penonjolan landai pada permukaan sel. Pada
sel tumbuhan sitokinesis berlangsung melalui pembentukan “lempeng sel”.
Meiosis merupakan reproduksi sel
melalui tahap-tahap pembelahan seperti pada mitosis, tetapi dalam prosesnya
terjadi pengurangan (reduksi) jumlah kromosom. Meiosis terbagi menjadi dua
tahap besar yaitu Meiosis I dan Meiosis II. Baik meiosis I maupun meiosis II
terbagi lagi menjadi tahap-tahap seperti pada mitosis.