bf61826bd01_bioper tambahan

3/5/2009

1

PENDAHULUAN

BI- 2201

PERKEMBANGAN HEWAN

3(1) SKST E O R I : K A M I S , 1 3 . 0 0 - 1 5 . 0 0

P R A K T I K U M : R A B U , 1 3 . 0 0 - 1 6 . 0 0 ( M U L A I : 1 1 F E B R U A R I 2 0 0 9 )

Dr Anggraini BarlianDr Marselina I. Tan

Biologi PerkembanganDevelopmental biology

Definisi:B d l l bBidang ilmu yang mempelajari bagaimanasuatu sel tunggal (telur yang difertilisasi) berkembang menjadi suatu organisma yang utuh

3/5/2009

2

perkembangan

fertilisasiGametogenesis

Sel telur dan sperma


Perkembangan embrio : stadium 1 sel cleavage blastula gastrula pembentukan lapisan lembaganeurulasi organogenesisneurulasi organogenesis

Developmental stages of Xenopus laevis

3/5/2009

3

Pertanyaandeterminasi sumbu (AP, DV, LR)Diferensiasi sel, proliferasi sel, pertumbuhan selMi i l l i i ( b l h i i i i) b k lMigrasi sel, polarisasi (pembelahan simetri vs asimetri), bentuk sel(menghasilkan morfologisel berbeda, contoh sel saraf), kematian selMorfogenesis (bagaimana sel-sel bekerja sama membentuk jaringan)OrganogenesisWaktu (jam biologis)Penuaan (aging) Perkembangan sel germa, fertilisasist lls stem cells regenerasievo-devo (bidang biologi yang membandingkan proses-proses perkembangan dri hewan berbeda untuk menentukan hubungannenek moyang organisma dan bagaimana pproses perkembangan berevolusi)

Seberapa efisienkah perkembangan manusia ? (implantasi )


Mengapa mempelajari biologi perkembangan ? Kekompleksan indah imaging relevance (kelainanKekompleksan, indah, imaging, relevance (kelainanperkembangan, kanker)

3/5/2009

4

Reproduksi manusia merupakan proses yang tidak efisien : ~ 50% konseptus tidak diimplantasikanselanjutnya ~30% mati dan abortus sesudah implantasi.

• 3 4% dari semua bayi yang dilahirkan memiliki cacat bawaan• 3-4% dari semua bayi yang dilahirkan memiliki cacat bawaanyang dapat dilihat secara makroskopis (120,000 bayi/tahun diUSA)

• 1% dari semua bayi yang dilahirkan dengan kelainan jantung

• 20% kematian neonatal disebabkan oleh cacat bawaan

Kelainan perkembangan pada saat lahir disebabkan olehkelainan proses selluar pada perkembangan

• cacat bawaan merupakan 50% penyebab masalah pediatri di USA

Drosophila melanogaster Gallus Arbacia punculata

MODEL SYSTEMS Untuk analis perkembangan

melanogaster

Mus musculis

domesticusStrongylocentrotus lividus

Caenorhabditis elegans

Xenopus laevis&tropicalis

Danio rerio

3/5/2009

5

sperma

Sel telur/ova

senescense

mati

Prosesperkembanganlangsung

Prosesperkembangantidak langsung: METAMORFOSIS

3/5/2009

6

http://www.nature.com/milestones/development/milestones/index.html

3/5/2009

7

Perkembangan Hewan

Kontribusi dalam studi Perkembangan hewan:

Embriologi komparatifEmbriologi komparatif

Embriologi evolusioner

Teratologi

Mathematical modeling

Embriologi Komparatif

preformasi vs Epigenesis

In 1694, Nicolas Hartsoeker reported his discovery of animaculesin human sperm.

Does complexity arise from preset determinants? Other possibilities?

3/5/2009

8


Bagaimana konsep lapisan lembaga mendukung epigenesis?

Bagaimana konsep induksi cocok dalam hal ini?


Prinsip apakah yang Karl Ernst von Baer artikandalam perkembangan vertebrata?dalam perkembangan vertebrata?

Penampilan-penampilanyang umum, muncullebih awal dalamperkembangan daripadapenampilan yang spesifik:

Hukum Biogenetik

3/5/2009

9

4 prinsip utama von Baer

Pada tahap perkembangan hewan sampai gastrulasi, embrio memiliki struktur yang sama

L k i h di iliki l h b i t b tLengkung insang pernah dimiliki oleh semua embrio vertebrata

Struktur yang tidak umum berkembang dari strukturumum :

Awalnya terdapat Kulit tipe kulit yang sama berkembang sesuaitempat hidup

Embrio pada spesies berbeda memiliki asal strukturberbeda berbeda menjadi struktur spesifik

Lengkung visceral celah insang pada ikanLengkung visceral celah insang pada ikanLengkung visceral struktur berbeda pada mamalia : saluraneustachius

Struktur dewasa spesies tertentu kelas lebih tinggi≠kelaslebih rendah

Embriologi Evolusi

Mengapa perbedaanantara struktur analogiantara struktur analogidan homologi sangatpenting?

3/5/2009

10

Teratologi

Bagaimana malformasi berbeda dari gangguan?

Anomali perkembangan : piebaldismMutasi pada gen Kit steril, anemia, underpigmentasi pada kulit dan rambut

Pengaruh talidomid : fokomelia

Mathematical modeling

Apa perbedaan pertumbuhan isometrik dengan alometrikalometrik

3/5/2009

11

Konsep-konsep dalamBiologi Perkembangan modern

Morfogenesis : proses perubahan bentuk sel, adesi, pergerakan, proliferasi atau kematian seladesi, pergerakan, proliferasi atau kematian selsehingga menghasilkan struktur 3 dimensi

Differensiasi: proses dimana 1 atau lebih selmengalami perubahan pola ekspresi gen tertentusehingga dihasilkan suatu tipe sel atau jaringan yang berbeda


Fate/Nasib merupakan kualitas daerah spesifiksuatu embrio yang akan mengembangkan struktury g g gyang sama atau serupaDaerah-daerah yang berbeda dari embrio

peta nasibProses dimana suatusel mencapai stadium sel mencapai stadium sesuai nasibnyaprogram perkembangan

3/5/2009

12

Peta Nasib Sel

Apa mekanisme genetik yang menentukanspesifikasi dan determinasi nasib sel selamaspesifikasi dan determinasi nasib sel selamaperkembangan ? belum begitu jelas

Model-model menunjukkan bahwa faktortranskripsi tertentu dapat menentukan nasib sel

Waardenburg syndrome (PAX3) Figure 17 6Waardenburg syndrome (PAX3) Figure 17-6.

Fig 17-6 A

3/5/2009

13

Fig 17-6B

HOX GenesHox genes ditemukan pada D. melanogaster

Merupakan protein Homeodomain yang berikatandengan DNAg

3/5/2009

14

Mutasi HOX

mutasi pada HOX13 menyebabkan

l d lsynpolydactyly

Figure 17-8


Suatu bagian embrio disebut pluripoten jikabagian ini dapat berkembang menjadi berbagaibagian ini dapat berkembang menjadi berbagaistruktur

Selama perkembangan embrio, sesuai dengan petanasibnya daerah-daerah embrio tersebut akanmengalami spesifikasi yang diikuti dengandeterminasi

Spesifikasi sifatnya labil ……… determinasi tidaklabil

3/5/2009

15

differensiasicleavageAlokasijaringan

gastrulasi self renewal

totipoten

committedpluripoten

multipoten1. Spesialisasi dan diferensiasi sel (saraf, musculoskeletal, vascular)2. Keseimbangan antara proliferasi dan diferensiasi

Concepts in Modern Developmental Biology

cell lineage : turunan dari sel tertentu akanmembentuk klonmembentuk klon

Sel dapat mengalami perkembangan yang bergantung turunan atau posisi; disebut jugaperkembangan yang otonomi (tidak dipengaruhitempat) dan nonotonomi (dipengaruhi tempat)

3/5/2009

16

Figure 17-5

Konsep dalam Biologi perkembangan modern

Induksi embrionik merupakan proses yang menentukan nasib dari daerah embrionik yang y gmenerima sinyal dari bagian yang lainPerkembangan regulatif merupakanperkembangan yang ditentukan oleh strukturembrionik yang lain Perkembangan mosaik merupakan prosesperkembangan berbagai yang tidak bergantungperkembangan berbagai yang tidak bergantungpada daerah yang lainnya. Perkembangan embrio dimulai dengan regulatifmenjadi mosaik

bf61826bd01_bioper tambahan

Documents