ANATOMI DAN FISIOLOGI SEL

F IS IOLOGI VETERINER

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

2018

Unit yang membuat semua

jaringan, organ, dan sistem

Sel adalah unit

fungsional terkecil dari

semua makhluk hidup.

Sifat sel termasuk homeostasis,

pertumbuhan, reproduksi, penyerapan,

metabolisme, sekresi, iritabilitas

konduktivitas (sel nervus dan sel otot),

dan kontraktilitas (sel otot).

KOMPOSISI KIMIA SEL

BahanInorganik

1,5 %Lipid 25%

BahanLain1,5%

Protein10%

kompleks molekulkoloid dg beratmolekul tinggi yang terutama terdiri dariasam amino yang berpolimerisasi(bergabung) ke dalamrantai polipeptida

Air 60-65%bertindak sebagai pelarutuntuk zat anorganik dan

masuk ke dalam berbagaireaksi biokimia, cairan

intraceluler, cairanekstraseluler (cairan

interstisial, plasma darah)

ORGANELLA SEl

Nucleus : kontrol pusat sel (reaksi kimia

dan reproduksi) mengandung DNA

Nucleolus: berada di dalam nucleus,

mengandung RNA untuk menyusun protein

Endoplasmic Reticulum : berperan penting

pd sintesis protein dan lipid, tempat

melekatnya ribosom (tempat merubah

mRNA menjadi protein)

Golgi Apparatus : bag dr sistem transport

internal sel

Mitochondria : “powerhouse” sel

menghasilkan ATP utk sel, mempunyai

DNA mitokondria

Lysosome : dibentuk oleh golgi apparatus,

dan akan hilang pada sitoplasma karena

mengandung enzim digesti (sistem digesti

dlm sel) autolysis

Centriole : berperan pada pembelahan sel

Video Bagian-bagian Sel

MEMBRAN SEL HEWAN

Dikenal dg membran plasma

Terdiri dari:

* Fosfolipid

* kolesterol

* protein

Sifat :

* hidrofilik bag luar

* hidrofobik bag dalam pada pertengahan

membran sel

Fx : transportasi zat keseluruh membran,

menyediakan binding site utk zat yg

ditemukan dlm cairan extraseluler spt

hormon, berkontribusi pd pembentukan

junction sel ke sel, menyediakan enzim dg

site aktif, identifikasi atau pengenalan tipe

sel atau asal sel dengan sel yang lain

TRANSPORT MEMBRAN SEL

Transportasi ke dalam dan ke luar sel dapat terjadi dengan :

Difusi sederhana dan difasilitasi :

mekanisme pasif, menggunakan media

(biasanya air), difusi bergerak dari daerah

konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah,

tidak memerlukan ATP

Osmosis : perpindahan air melintasi

membran semipermebel. seperti banyak

zat terlarut, air tidak berdifusi bebas

melalui llipid bilayer membran sel

melainkan harus berdifusi melalui saluran

air yang dibentuk oleh protein

transmembran (aquaporins).

Difusi sederhana

Difusi difasilitasi

Osmosis

Transport aktif :

Beberapa molekul dan ion

dapat bergerak di seluruh

membran sel (baik dalam atau

keluar dari sel) melawan

konsentrasi atau gradien

listrik. Gerakan ini melintasi

membran sel mengkonsumsi

energi yang dihasilkan oleh

sel dan disebut transport aktif

Endositosis atau eksositosis

Cytosis adalah tipe yang

sama sekali berbeda dari

transpor aktif yang

melibatkan pembentukan

vesikel membran- bound

dengan diameter 50-400

nm.

Vesikel baik mengeluarkan

isi vesikel dari dari

membran plasma

(eksositosis) atau

dimasukkan ke dalamnya

oleh invaginasi

(endositosis) dalam

hubungannya dengan

pengeluaran ATP.

Vid

eo

RESEPTOR MEMBRAN DAN PENSINYALAN INTRASELULER

Membran sel melindungi sel dari lingkungan ekstraselular dengan membatasi pertukaran antara intraseluler dan ekstraseluler ruang fluid, juga mengenali sinyal kimia yang berada di luar sel

Kemampuan ini sangat penting untuk komunikasi antara sel-sel saraf individu, antara saraf dan otot sel, dan antara sel-sel kelenjar endokrin dan sel-sel dipengaruhi oleh hormon yang disekresikan oleh kelenjar endokrin. Pengenalan spesifik kimia dalam cairan ekstraseluler dan respon terhadap keberadaannya didasarkan pada interaksi antara bahan kimia dan protein membran

Ligan adalah istilah umum diterapkan pada bahan kimia yang mampu berinteraksi dengan, atau berikatan dengan, protein membran atau reseptor membran

REGULASI PERTUMBUHAN DAN REPLIKASI SEL

Apa yang menentukan kemampuan sel untuk replikasi dan membelah tidak sepenuhnya dipahami. Namun, berbagai sinyal kimia merangsang pertumbuhan sel dan, dalam beberapa kasus, pembelahan sel. Sinyal kimia dengan kemampuan ini dikatakan growth factor. Biasanya, growth factor merangsang hanya populasi tertentu sel.

Pertumbuhan sel yang tidak diatur dan replikasi adalah faktor dalam perkembangan kanker. Sebuah massa sel yang mengalami pertumbuhan tidak terkendali adalah tumor. Tumor dikatakan jinak jika lokal dan tidak menyerang jaringan lain. Tumor ganas yang mampu menyerang jaringan sekitarnya dan menyebar ke situs lain di seluruh tubuh metastasis.

Kadang-kadang sel-sel normal harus menjalani spontan, atau diprogram, kematian dan dihilangkan tanpa respon peradangan sehingga fungsi normal dari jaringan atau organ bisa melanjutkan. Misalnya korpus luteum terbentuk dalam ovarium selama siklus estrus harus dikeluarkan sebelum siklus lain dapat dimulai.

Apoptosis Istilah diterapkan mati spontan atau diprogram sel normal. Dalam beberapa kasus perkembangan tumor juga dapat mencakup penurunan tingkat apoptosis normal.

The Cell CycleSiklus sel: proses pertumbuhan sel

1. Sel baru, dimulai dari G1 atau Gap1; G1 = days or G0 = waktu yang sangat panjang periode utama dalam pembentukanDNA

2. S phase DNA disintesis untukpersiapan Mitosis

3. G2 atau Gap2 periode persiapansebelum Mitosis/pembelahan sel.

Satu sel mengalami Mitosis akanmenghasilkan 2 sel yang identik dengan selinduk tanpa pengurangan jumlahkromosom (2n 2n)Tujuan siklus sel: menggantikan sel yang mati dan/atau untuk perkembangan an pertumbuhan organisme

SIKLUS SEL

PEMBELAHAN SEL

MITOSISFungsi : membuat salinan yang persis sama dari setiap kromosom, kemudian membagikan set identik kromosom kepada masing-masing dari kedua sel keturunan atau sel anakan

Terjadi pada sel somatik (sel tubuh)

Fase : Interfase, Profase, Metafase, Anafase, Telofase

Interphase

This phase encompasses all of the G1,S, and G2 phases of the cell cycle. The chromatin is diffuse.

It may not look like much is going on here, but there is a lot of activity because the cell must prepare for Mitosis: protein synthesis, DNA synthesis, replication of other cellular structures too.

Mitosis

Mitosis occurs in order for organisms to grow and develop. In order to replenish dead or dying cells such as skin cells, cells in the digestive tract and in the fertilized egg.

There are 4 main phases: Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase. Cytokinesis (division of the cytoplasm) follows and one cell becomes two.

Mitosis: Prophase

Major processes during this phase:

Chromosomes condense and form visible bodies (DNA was replicated in S phase)

Nuclear envelope breaks down

Mitosis: Metaphase

Chromosomes attached to spindle fibers line up in the middle (the equator) of the cell

Spindle fibers attach to the centromeres and other places along the chromosome

Mitosis: Anaphase

The last bit of DNA at the centromere replicates to allow the the centromere to split

The sister chromatids separate and are pulled to opposite sides of the cell

Mitosis: Telophase Chromosomes now uncoil

Nuclear envelope reappears and surrounds the chromosomes

Cytokinesis The cytoplasm and all its contents are divided

between the 2 daughter cells (cytoplasmicdivision)

The red arrow points at the newly developing plasma (cell) membrane that creates the 2 new daughter cells

The 2 daughter cells are exact replicas of the original parent cell – they are clones and have the exact same genetic make-up as the parent cell.

MEIOSIS Meiosis (pembelahan reduksi) berbeda dari mitosis dalam

beberapa cara. Ini terjadi selama gametogenesis, pembentukan ovum pada

betina (oogenesis) dan spermatozoa pada jantan (spermatogenesis).

Fertilisasi menggandakan jumlah kromosom pada ovum yang dibuahi (n jadi 2n). Karena disumbangkan oleh jantan (2n) dan betina (2n), supaya tidak terjadi 4n harus ada mekanisme untuk mengurangi somatik, atau diploid, jumlah kromosom dalam setiap gamet sebelum pembuahan (n).

Meiosis tidak hanya mengurangi jumlah diploid kromosom setengah jumlah haploid, juga meningkatkan variabilitas genetik keturunan dengan pindah silang (crossing over).

Meiosis The form of cell division by which gametes, with

half the number of chromosomes, are produced.

Diploid (2n) haploid (n)

Meiosis is sexual reproduction.

Two divisions (meiosis I and meiosis II).

Meiosis

Sex cells divide to produce gametes (sperm or egg).

Gametes have half the # of chromosomes.

Occurs only in gonads (testes or ovaries).

Male: spermatogenesis

Female: oogenesis

Meiosis is similar to mitosis with some chromosomal differences.

Sperm cell development

Testes consists of chambers in which sperm are produced

Gamete production in male• Sperm cells develop from

primary spermatocytesin seminiferous tubules

• Primary spermatocytes differentiate into secondary spermatocytes after meiosis 1

• Secondary spermatocytesdifferentiate into spermcells after meiosis 2

Interphase I

Similar to mitosis interphase.

Chromosomes replicate (S phase).

Each duplicated chromosome consist of two identical sister chromatids attached at their centromeres.

Centriole pairs also replicate.

Interphase INucleus and nucleolus visible.

nuclear membrane

nucleolus

cell membrane

chromatin

Meiosis I (four phases) Cell division that reduces the chromosome

number by one-half.

four phases:

a. prophase I

b. metaphase I

c. anaphase I

d. telophase I

Prophase I Longest and most complex phase (90%).

Chromosomes condense.

Synapsis occurs: homologous chromosomes come together to form a tetrad.

Tetrad is two chromosomes or four chromatids(sister and nonsister chromatids).

Prophase I - SynapsisHomologous chromosomes

sister chromatids sister chromatidsTetrad

Homologous Chromosomes

Pair of chromosomes (maternal and paternal) that are similar in shape and size.

Homologous pairs (tetrads) carry genes controlling the same inherited traits.

Each locus (position of a gene) is in the same position on homologues.

Humans have 23 pairs of homologous chromosomes.

a. 22 pairs of autosomes

b. 01 pair of sex chromosomes

Homologous Chromosomes

Paternal Maternal

eye colorlocus

eye colorlocus

hair colorlocus

hair colorlocus

Crossing Over

Crossing over (variation) may occur between nonsisterchromatids at the chiasmata.

Crossing over: segments of nonsister chromatids break and reattach to the other chromatid.

Chiasmata (chiasma) are the sites of crossing over.

Crossing Over - variation nonsister chromatids

chiasmata: site of crossing over

variation

Tetrad

Sex Chromosomes

XX chromosome - female XY chromosome - male

Prophase I

centriolesspindle fiber

asterfibers

Metaphase I

Shortest phase

Tetrads align on the metaphase plate.

INDEPENDENT ASSORTMENT OCCURS:1. Orientation of homologous pair to poles is random.

2. Variation

3. Formula: 2n

Example: 2n = 4

then n = 2

thus 22 = 4 combinations

Metaphase I

metaphase plate

OR

metaphase plate

Anaphase I

homologous chromosome pairs separate (one chromosome of a pair moves toward one centriole and the other toward the other centriole).

Telophase I

Each pole now has haploid set of chromosomes.

Cytokinesis occurs and two haploid daughter cells are formed.

Telophase I

Meiosis II No interphase II

(or very short - no more DNA replication)

Remember: Meiosis II is similar to mitosis

Prophase II same as prophase in mitosis

Metaphase II same as metaphase in mitosis

metaphase platemetaphase plate

Anaphase IIsame as anaphase in mitosis

sister chromatids separate

Telophase II

Same as telophase in mitosis.

Nuclei form.

Cytokinesis occurs.

Remember: four haploid daughter cells produced.

gametes = sperm or egg

Telophase II

Meiosis

2n=4

sex cell

diploid (2n)

n=2

n=2

meiosis I

n=2

n=2

n=2

n=2

sperm

haploid (n)

meiosis II

Video Perbedaan Meiosis & Mitosis