Makalah Pbl Blok 3.docx

Pembelahan Sel Normal dan Abnormal dalam Tubuh Manusia Clement Panduwinata [email protected] Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana Jln. Arjuna Utara No. 6 Jakarta 11510. Telephone : (021)5694-2061, fax : (021) 563-1731

Abstrak Tubuh manusia mengalami pertumbuhan dan perkembangan yang tidak terlepas dari proses pembelahan sel. Sel sendiri adalah unit kehidupan struktural dan fungsional terkecil dari tubuh. Menurut sifat dan letak terjadinya pembelahan, pembelahan sel dibagi menjadi dua, yaitu mitosis dan meiosis. Mitosis adalah proses pembelahan sel somatik (sel tubuh), sementara meiosis adalah proses pembelahan sel gamet (sel kelamin). Pada mitosis terdapat siklus sel yang terdiri dari empat fase. Tiga fase pertama merupakan interfase (G1, S, G2 – G0) dan fase yang keempat adalah fase mitosis (profase, metafase, anafase, dan telofase). Sementara itu, fase-fase meiosis adalah sebagai berikut: interfase, meiosis I (profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I), interkinase, dan yang terakhir adalah meiosis II (profase II, matafase II, anafase II, dan telofase II). sel juga membutuhkan Apoptosis yang berguna sebagai pengontrol dari siklus pembelahan sel tersebut. jika sel mengalami hilangnya kontrol membelah, maka sel tersebut akan membelah secara tadak terbatas yang dapat menjadikannya sebagai kanker. Kata kunci: mitosis, meiosis, kanker.

Abstract The human body growth and development are inseparable from the process of cell division. Cell itself is a structural and functional unit o life from the smallest body. According to its nature and location of the divisin, cell division is divided into two, there are mitosis and meiosis. Mitosis is the divisin f somatic cells (body cells), while meiosis is the process of cell division of gametes (sex cells). In mitosis there is cell cycle that consist of four phases. The first three phase are interphase (G1, S, G2 G0) and the gourth phase is the phase of mitosis (prophase, metaphase, anaphase, and telophase). Meanwhile, the phases of meiosis are: meiosis I (prophase I, metaphase I, anaphase I, and telophase I), intrkinase, and the last is meiosis II (prophase II, metaphase II, anaphase II, and telophase II). cell also needs apoptosis that used as controler from those splitting cell cycle. If the cell experiences losing control of splitting, than the cell will splitting unlimitedly which that could make it becoming a cacer Keywords: mitosis, meiosis, cancer.

1

Pendahuluan Dalam masa pertumbuhan setiap makhluk hidup sebagai individu bertambah besar dan bertambah tinggi, beberapa bagian dari tubuh kita mengalami perubahan (misalnya rambut dan kuku yang bertambah panjang), selain itu kita juga mengalami proses kematangan sel kelamin. Hal-hal tersebut sering disebut dengan pertumbuhan dan perkembangan yang terjadi pada tubuh manusia. Semua hal tersebut dapat terjadi karena adanya proses pembelahan sel. Menurut sifat dan letak terjadinya pembelahan, pembelahan sel dibagi menjadi dua, yaitu mitosis dan meiosis. Mitosis adalah proses pembelahan sel somatik (sel tubuh), sementara meiosis adalah proses pembelahan sel gamet (sel kelamin). Baik fungsi, fase-fase, dan perbedaan dari kedua jenis pembelahan sel akan dibahas secara lengkap pada pembahasan dibawah ini. Diharapkan dengan adanya pembahasan ini, pembaca mampu mengetahui proses pembelahan sel yang terjadi pada tubuh manusia secara normal maupun tidak normal, mampu menjelaskan proses mitosis dan meiosis, serta dapat menjeaskan perbedaan proses mitosis dan meiosis.

Pembelahan Sel Sel adalah unit kehidupan strukural dan fungsional terkecil dari tubuh.1 Pembelahan sel adalah suatu proses yang membagi satu sel induk menjadi dua atau lebih sel anak. Pembelahan sel biasanya merupakan bagian kecil dari suatu siklus sel yang lebih besar. Pada manusia, seluruh sel membelah untuk memperbanyak jumlahnya, kecuali pada sel testis dan ovarium.2 Melaui proses pembelahan sel inilah, tubuh akan mengalami proses pertumbuhan dan perkembangan. Misalnya saja, bertambah tinggi dan kuku bertambah panjang, mencapai kematangan fungsi organisme, dsb. Bukan hanya itu, pembelahan sel juga memiliki peran dalam memperbaiki jaringan-jaringan yang rusak. Menurut sifat dan letak terjadinya pembelahan, pembelahan sel dibagi menjadi dua, yaitu mitosis dan meiosis. Mitsis adalah proses pembelahan sel somatik (sel tubuh), sementara meiosis adalah proses pembelahan sel gamet (sel kelamin) yang berupa sperma dan ovum.3 Kedua macam pembelahan tersebut memiiki fase-fase pembelahan meliputi profase, metafase, anafase, dan juga telofase.

1. Mitosis Pembelahan secara mitosis adalah pembelahan sel yang terjadi melalui tahapan-tahapan tertentu. Pembelahan mitosis menghasilkan dua sel anakan. Setiap sel anakan mengandung jumlah kromosom yang sama pada induknya. Pembelahan mitosis terjadi pada sel eukariotik. Jika sel induk yang membelah mengandung kromosom (2n). Sel anakan yang dihasilkan dari

2

pembelahan mitosis adalah dua sel anakan yang juga diploid (2n). Dengan kata lain, pembelahan mitosis menghasilkan dua sel anakan identik. Siklus sel terdiri dari empat fase., yaitu tiga fase pertama merupakan interfase (G1,S,G2) dan fase yang keempat adalah mitosis (mitosis terdiri dari profase, metafase, anafase, telofase).

1.1 Interfase Interfase terdiri dari fase G1, fase S, dan fase G2. Fase G1 (gap 1) adalah tahap persiapan sel untuk melakukan replikasi DNA dengan mensintesis protein baru dan mengaktifkan komponen sitoskeleton (mikrotubulus, filament intermediet, dan mikrofilamen).4 Secara metabolik dapat dikatakan bahwa sel sangat aktif karena semua komponen sel disintesis dan sel tumbuh dengan cepat. Perlu diingat bahwa pada tahap ini, di dalam nucleus setiap kromosom merupakan dobel heliks DNA tunggal yang belum tereplikasi.1 Dengan kata lain dapat dikatakan bahwa DNA yang ada masih berjumlah 1 salinan (1c) dan diploid (2n). Fase S (sintesis) merupakan tahap dimana sel mulai melakukan replikasi (duplikasi) DNA. Dengan demikian, pada setiap kromosom akan berisi dua dobel heliks DNA identik yang disebut kromatid, menyatu pada sentromer.1 Dapat disimpulkan bahwa hasil dari tahapan ini adalah terbentuknya 2 salinan DNA yang diploid (2c, 2n). Fase G2 (gap 2) merupakan periode yang dapat dikatakan sangat penting dalam metabolisme dan pertumbuhan sel sebelum mengalami mitosis. Karena pada tahap ini, sel memiliki kesempatan kedua untuk mengentikan tahap siklus sel apabila terjadi kesalahan dalam replikasi DNA, dengan melakukan perbaikan atau pemberian rangsangan untuk mengalami apoptosis (kematian sel terprogram).4 Pada fase ini, dapat dilihat bahwa kromosom belum mengalami penebalan dan masih dalam bentuk panjang, sementara sentriol mulai membelah dan spindel yang dihasilkan dari mikrotubulus mulai terbentuk untuk persiapan pembelahan.1 Tahapan terakhir yang masih tergolong dari tahap interfase adalah G0. Tahapan ini dapat disebut sebagai tahap istirahat. Apabila sel mendapat rangsangan untuk melewati tahap G0, sel tersebut akan maju ke tahap lain, bila tidak demikian, maka sel akan tetap berada pada tahap G0.4 (Lihat gambar 1)

3

Gambar 1. Siklus Sel1

1.2 Profase Pada tahap awal profase, kromsom yang sebelumnya telah bereplikasi akan berkondensasi (menjadi lebih pendek dan lebih tebal dengan cara penggulungan serat DNA) menjadi dua kromatid yang bergabung pada sentromer.2 Dengan menebalnya kromosom, maka kromosom menjadi pilinan yang kuat dan besar serta menjadi mudah terlihat di mikroskop. Kemudian, pasangan sentriol akan berpisah dan mulai bergerk ke sisi nukleus yang berlawanan, dan apabila telah sampai di sisi nukleus, sentriol akan membentuk benang-benang spindel.1 (Lihat gambar 2).

Gambar 2. Tahap Awal Profase1 Selanjutnya adalah tahap akhir profase, dimana nukleolus melebur dan membran nukleus menghilang, sehingga memungkinkan benang-benang spindel memasuki nukleus. Mikrotubulus yang muncul dari kinektokor (bagian kromosom yang merupakan tempat pelekatan benang-benang spindel selama pembelahan inti – struktur pada sentromer), dapat berinteraksi dengan benang spindel.1 (Lihat gambar 3)

4

Gambar 3. Tahap Akhir Profase1

1.3 Metafase Metafase adalah tahap dimana kromosom yang secara jelas tampak menjadi dua set pasangan berada di tengah-tengah sel (bidang ekuator).4 Sentromer pada semua kromosom akan saling berikatan dengan benang spindel untuk kemudian ditarik ke masing-masing kutub. Kinektokor memisah dan kromatid mulai bergerak menjauh.1 (Lihat gambar 4)

Gambar 4. Metafase1

1.4 Anafase Anafase adalah tahap dimana mikrotubulus mulai menarik pasangan kromosom agar terpisah.4 Pergerakan ini dapat terjadi karena pemendekan dan pemanjangan mikrotubulus yang membentuk spindel.2 Akhir anafase ditandai dengan adanya dua set kromosom lengkap yang berkumpul pada kedua kutub sel.1 (Lihat gambar 5)

Gambar 5. Anafase1

5

1.5 Telofase Pada tahap telofase, pada ujung-unjung sel terdapat masing-masing satu set kromosom lengkap.2 Kromosom mulai merenggang dan kembali menjadi masa kromatin. Dengan demikian, dua nukleus kembali terbentuk, diikuti dengan melebur dan terurainya kromosom serta terbentuknya membran nukleus dan terbentuknya kembali nukleolus. Pada akhirnya, sel akan mengalami sitokinesis yaitu pembelahan sitoplasma. Pembelahan sitoplasma berada tepat di pertengah masa kromosom, lalu berlanjut di sekitar sel hingga akhirnya membelah sel tersebut menjadi dua sel terpisah. (Lihat gambar 6)

Gambar 6. Telofase2

2.5 Meiosis Meiosis adalah pembelahan sel yang terjadi dalam pembentukan sel-sel kelamin (sel telur dan sperma).1 Berbeda dengan mitosis, jumlah kromosom sel hasil pembelahan adalah setengah dari sel induknya (n = haploid). Pembelahan meiosis ini memiliki tujuan untuk menghasilkan sel telur maupun sel sperma yang matang. Meiosis melibatkan replikasi DNA dalam sel serta diikuti dua kali pembelahan sel (meiosis I dan meiosis II). Nantinya, akan terbentuk empat sel anakan yang masing-masing memiliki 23 kromosom. Pada pria, keempat sel anak aan hidup dan berdiferensiasi menjadi sperma matang. Sementara pada wanita, hanya akan ada satu sel anakan yang hidup dan menjadi sel telur yang matang. Apabila sel sperma dan sel telur bertemu, maka akan dihasilkan embrio dengan kromosom total 46 (23 pasang kromosom).4 Fase-fase meiosis adalah sebagai berikut: interfase, meiosis I (profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I), interkinase, dan yang terakhir adalah meiosi II (profase II, matafase II, anafase II, dan telofase II). Fase-fase tersebut sedikit berbeda dari fase-fase pada pembelahan mitosis.

2.1 Interfase Pada interfase, sel berada pada tahap persiapan untuk melakuan pembelahan. Sama seperti pada interfase mitosis, persiapan yng dimaksud adalah proses sintesis protein dan replikasi DNA. DNA akan direplikasi dari satu salinan menjadi dua salinan. Sel yang akan

6

membelah mereplikasi DNA di setiap kromosomnya sehingga terbentuk dua kromatid yang bergabung pada sentromer (kromosom homolog).1,2

2.2 Meiosis I Meiosis I terdiri dari profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I.Profase I : Tahap Profase I ini merupakan tahap yang paling menentukkan dalam proses meiosis karena dalam tahap ini terjadi beberapa perubahan mendasar antaranya adalah pembentukkan pasangan kromosom homolog, pertukaran bahan-bahan genetik, dsb.6 Oleh karena itu, tahap ini memakan waktu yang paling lama dan juga merupakan tahap yang paling kompleks berbeda dengan tahap profase dalam tahap mitosis. Tahap profase I ini dibedakan menjadi 5 bagian, yaitu : Leptonema, zigonema, pakhinema, diplonema, dan diakinesis.5,6 a. Leptonema :

Kromosom diploid yang jumlahnya 4 tampak sebagai benang

panjang, tunggal dan tipis.5 b. Zigonema : Ke empat kromosom itu saling berdekatan dan membentuk pasangan yang disebut sinapsis.5 c. Pakhinema : Kromosom menjaadi pendek dan tebal.5 d. Diplonema :

Masing-masing

kromosom

membelah

memanjang

sehingga

membentuk kromatid. Empat kromatid itu dinamakan tetrad.5 e. Diakinesis : Kromatid-kromatid yang tidak serupa (dari sentromer yang lain) dapat bersilang. Tempat persilangan ini disebut khiasma (jamak:khiasmata). Di tempat khiasmata itu kromatid akan putus dan segmen dari satu kromatid akan bersambung dengan potongan segmen kromatid yang lain.peristiwa penukaran segmen dari kromatid yang tak seruapa (nonsister chromatids) dalam kromosom homolog itu dinamakan pindah silang (crossing over). Dengan adanya pindah silang, maka terjadilah penukaran gen-gen, sehingga terbentuk kombinasi baru.5 Tahap Metafase I ini kromosom-kromosom yang masih berpasangan menempatkan diri di bidang ekuatorial dari sel. Dinding inti menghilang. Kromosom-kromosom masih dalam keadaan diploid.5 Tahap Anafase I, setiap kromosom yang homolog masing-masing mulai ditarik oleh benang spindel menuju ke kutub yang berlawanan arah. Dengan demikian, didapati bahwa satu kelompok kromosom haploid (n) telah tersusun disetiap kutub. Hal tersebut sesuai dengan tujuan dari anafase yaitu untuk membagi isi kromosom diplod menjadi haploid. Pada tahap Telofase I, Terbentuklah dua sel anakan, masing-masing memiliki separuh dari jumlah kromosom sel asalnya. Terjadilah pembelahan reduksi karena setiap sel anakan

7

akan memiliki satu kromosom dari tiap pasangan kromosom homolog. Dinding inti sel timbul kembali.5

2.3 Interkinesis Interkinesis adalah tahap di antara dua pembelahan meiosis. Pada tahap ini tetap terjadi sintesis protein namun tidak terjadi replikasi DNA. Perlu diingat kembali bahwa hasil dari pembelahan meiosis I menghasilkan dua sel anakan yang haploid (n) namun masih berisi sepasang kromatid yang mengartikan bahwa kandungan DNAnya masih rangkat (2c). oleh karena itu, akan dilakukan pembelahan meiosis II yang bertujuan unuk membagi kedua salinan tersebut pada sel anakan yang baru.7

2.4 Meiosis II Pada meiosis II, terdapat empat tahap yang sama dengan meiosis I. Tahap yang pertama adalah profase I. Pada tahap ini peristiwa yang terjadi sama dengan peristiwa pada profase mitosis. Sentriol akan memisah dan bergerak ke kutub yang berlawanan, dan mikrotubulus dari setiap sentromer melekat pada benang dari sentriol di kutub berlawanan. Tahap yang kedua adalah metafase II. pada tahap ini, kromatid berbaris ada bidang ekuator sel. Kromatid yang ada tersusun berpasangan namun tidak lagi dalam bentuk tetrad melainkan disebut dengan dyad. Tahap berikutnya adalah anafase II, pada tahap ini sentromer membelah dan kromatid terpisah menjadi kromosom. Berbeda dengan pembelahan mitsis, kromatid yang terpisah tidak identik secara genetic akibat persilangan atau kombinasi ulang. Pada akhirnya, sel akan memasuki tahapan akhir yang disebut telofase II. Di telofase II, membrane nukleus terbentuk kembali, kromosom melebur, dan terjadi sitokinesis. Sel yang dihasilkan akan bersifat haploid.

Komunikasi Sel Berhasilnya sel-sel itu membelah tidak terhindar dari terjadinya komunikasi sel satu dengan sel yang lainnya. Komunikasi sel adalah hubungan / interaksi antara satu sel dgn sel yg lain ataupun antara sel dgn lingkungannya. Tujuannya adalah agar setiap organ ditubuh kita dapat menjalankan tugasnya dengan baik sehingga dapat menjaga kelangsungan hidup seseorang. Sinya-sinyal antar sel jauh lebih sederhana daripada bentuk-bentuk pesan yang biasanya dirubah oleh manusia. Pada komunikasi khas antar sel, sel pemberi sinyal menghasilkan tipe

khusus dari molekul sinyal yang dapat dideteksi oleh sel target. Sel target memiliki protein reseptor yang mampu mengenali dan berespon secara spesifik terhadap molekul sinyal. Transduksi sinyal dimulai ketika protein reseptor pada sel target menerima sinyal ekstraselular yang baru masuk dan merubahnya menjadi sinyal intraselular yang memerintah perilaku sel. 8

Terdapat empat bentuk pensinyalan sel, yaitu sinyal parakrin, sinyal autokrin, sinyal endokrin, sinyal sinaptik. Sinyal Parakrin merupakan tipe komunikasi sel jarak dekat, dan molekul pesan disekitarnya disampaikan melalui proses difusi. Tipe lain dari pensinyalan jarak dekat yang lebih terspesialisasi terjadi pada sistem saraf. Selain parakrin ada juga autokrin yaitu komunikasi sel dengan dirinya sendiri yang berarti reseptor pada sel yang sama. 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 oelh sekelompok sel untuk menjalankan fungsinya secara bersamaan.8 Sinyal Endokrin, molekul sinyalnya disebut hormon. Hormon dilepaskan kedalam aliran darah, dalam kadar yang rendah akan beraksi pada sel target yang tersebar diseluruh tubuh. Sel target memiliki reseptor dengan daya ikat tinggi sehingga dapat menarik hormon dari aliran rendah. Sinyal hormon umumnya bersifat menahun, dalam artian akan bekerja dalam jangka waktu yang lama.8 Sinyal Sinaptik, merupakan kombinasi sinyal parakrin dan endokrin. Neurotransmiter dilepaskan kedalam 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. Dicelah sinaps, konsentrasi neurotransmiter harus sangat tinggi, dan sinyalnya beraksi dalam waktu singkat karena segera diakhiri dengan cepat oleh hidrolisis atau ditangkap kembali oleh prasinaps.8

Pembelahan Sel Abnormal Kadang-kadang dalam keadaan tertentu, sel kehilangan kemampuan untuk menanggapi faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan. Seperti sebuah sel yang akan terus membelah secara tidak terkendali. Pembelahan sel secara tidak terkendali ini dikenal dengan nama pembelahan sel abnormal.sel yang diciptakan oleh pembelahan sel yang abnormal juga mengalami pembelahan yang tidak teratur. Akhirnya masa padat dari sel-sel abnormal atau tumor terbentuk. Tumor tidak selalu mengancam nyawa. Beberapa tumor yang disebut tumor jinak, cukup sering terjadi. Salah satu contoh dari tumor jinak adalah kutil. Meskipun kutil sangat mengganggu, mereka tidak berbahaya. Tumor jinak biasanya tidak mengancam tuan rumahnya. Sel-sel tumor tumbuh disau bagian tubuh, dan tidak menyerang jaringan lain.8 9

Kanker Kanker adalah suatu keadaan dimana sel-sel yang ganas menyerang dan menghancurkan jaringan tubuh. . Kanker dipicu oleh bahan-bahan penyebab kanker atau bersifat karsinogenik. Tiga kelompok utama karsinogen yang menyerang DNA adalah pemaparan yang berlebihan pada radiasi ultaviolet, virus-virus dan bahan-bahan kimia. Sel-sel kanker menyerap nutrisi pada laju yang lebih cepat daripada sel-sel normal dimana sel-sel tersebut diturunkan, dan sel-sel ini mengeluarkan zat yang mendorong pertumbuhan pembuluh darah disekitarnya. Yang membedakan sel kanker dari sel normal diantaranya sel kanker memiliki bentuk dan ukuran yang tidak beraturan, jumlah nukleus yang tidak biasanya, dan struktur mitosis yang abnormal. Sel-sel kanker membagi sebelum mereka dewasa dan cenderung tumbuh dimana-mana satu sama lain.2

Kesimpulan Sel adalah unit terkecil yang menyusun tubuh kita, dengan cara membelah terus menerus. Sel melakukan pembelahan dengan dua cara yaitu mitosis dan meiosis. Pembelahan sel yang normal akan menghasilkan sel anakan yang normal juga. Tetapi apabila pembelahan selnya abnormal, maka akan menjadikan sel tersebut berbahaya bagi tubuh manusia, contohnya adalah kanker. Komunikasi sel juga sangat erat kaitannya dengan pembelahan sel, karena melalui komunikasi sel sinyal-sinyal dari satu sel dapat diterima oleh sel-sel lainnya dan mencegah terjadinya pembelahan sel yang abnormal.

Daftar Pustaka 1. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2004.h.34-52. 2. James J, Baker C, Swain H. Prinsip-prinsip sains untuk keperawatan. Jakarta: Penerbit Erlangga; 2011.h.88-90. 3. Kliegman B, Nelson A. Ilmu kesehatan anak Nelson. Edisi 15 (1). Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2000.h.391. 4. Corwin JE. Buku saku patofisiologi. Edisi 3. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2009.h.43-6. 5. Suryo. Genetika Manusia. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press, 2008.h.57, 60-3. 6. Juwono, Juniarto AZ. Biologi Sel. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC, 2000.h.801,8,9.

10

7. Aryulina D, Muslim C, Manaf S, Winarni EW. Biologi SMA dan MA untuk kelas XII. Jakarta: Penerbit Erlangga;2009.h.111-2. 8. Priastini R, Hartono B. Buku ajar biologi kedokteran. Edisi 3. Jakarta: Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana; 2010.h.151-2,134-5.

11