Differensiasi Sel [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN



A. LATAR BELAKANG Ketika sel terspesialisasi untuk fungsi baru pada perkembangan, sel-sel memperoleh ciri baru, sering komposisi organel dan posisinya di dalam sel berubah ketika sel secaraindividual terdiferensiasi menjadi anggota jaringan khusus. Diferensiasi sel menciptakan keberagaman jenis sel yang muncul. Selama perkembangan suatu organisme multiselular dari sebuah sel telur yang sudah dibuahi.Sel-sel dalam embrio yang sedang berkembang melakukan pensinyalan sel yang memengaruhi ekspresi gen sel dan menyebabkan diferensiasi tersebut. Mereka memproduksi zat yang super penting yaitu protein, dengan DNA sebagai buku resepnya. Dari makanan kita memperoleh Protein. Di sistem pencernaan protein akan diuraikan menjadi peptid peptid yang strukturnya lebih sederhana terdiri dari asam amino. Hal ini dilakukan dengan bantuan enzim. Melalui protein lah gen-gen dalam tubuh kita menentukan hampir segala sesuatu tentang tubuh kita. Gen yang nantinya akan terekspresi menjadi fenotip. Ekspresi gen merupakan rangkaian proses penerjemahan informasi genetik (dalam bentuk urutan basa pada DNA atau RNA) menjadi protein,dan lebih jauh lagi :fenotipe. Proses yang menyebabkan sekumpulan sel menjadi berbeda-beda dalam dalam struktur, fungsi dan prilaku. Diferensiasi berlangsung waktu embrio. Berkat diferensiasi suatu individu bentuk definitif jadi terdiri atas berbagi macam jaringan. Jaringan adalah sekumpulan sel yang memiliki bentuk, struktur, fungsi dan prilaku sama. Jaringan berasosiasi membantuk sistem. Seluruh sistem berhimpun membina tubuh suatu organisme. Diferensiasi terjadi pada seluruh mahluk hidup. Dengan diferensiasi terjadilah pembagian aktifitas tubuh, sehingga menjadi efektif. Pada makalah ini, kita akan membahas tentang defenisi diffensiasi sel, sifat dasar diferensiasi sel, bagaimana terjadinya diiferensiasi, tempat diferensiasi, faktor diferensiasi, dan apa saja yang mempengaruhi proses diferensiasi sel.



1



B.



RUMUSAN MASALAH



1. Apa itu diferensiasi sel ? 2. Bagaimana sifat dasar diferensiasi sel ? 3. Bagaimana tahap-tahap terjadinya diferensiasi sel ? 4. Dimanakah tempat terjadinya diferensiasi sel ? 5. Faktor apa sajakah yang mempengaruhi terjadinya diferensiasi sel?



C.



TUJUAN PENULISAN



1. Mengetahui pengertian dari diferensiasi sel. 2. Memahami sifat dasar dari diferensiasi sel. 3. Mengetahui tahap-tahap terjadinya diferensiasi sel. 4. Mengetahui tempat terjadinya diferensiasi sel. 5. Mampu menjelaskan Faktor apa yang mempengaruhi terjadinya diferensiasi sel.



2



BAB II PEMBAHASAN A. PENGERTIAN DIFERENSIASI Karateristik khusus pertumbuhan sel dan pembelahan sel adalah diferensiasi sel, yang merujuk pada perubahan sifat fisik dan fungsi sel sewaktu sel berdiferensiasi dari embrio untuk membentuk struktur dan organ tubuh yang berbeda –beda. (Guyton, 2008) Sel yang mengandung bahan-bahan yang bukan umum dan sesuai dengan fungsi disebut diferensiasi. Ini terjadi waktu embryogenesis, yakni pertumbuhan embrio sejak ovum dibuahi sperma. Serat otot, hemoglobin pada eritrosit, sel epidermis yang berserat keratin, sel kelenjar yang mengandung granula dan menggetahkan lender dan sebagainya itu adalah differensasi dari sel induk. (Yatim, 1996) Pembedaan sel-sel secara fungsional dan struktural ketika sel-sel tersebut menjadi terspesialisasi selama perkembangan suatu organisme multiseluler; tergantung pada kontrol ekspresi gen (Campbell & jane B, 2003) Diferensiasi adalah suaru proses yang menjadikan sel menerima fungsi biokoimia dan morfologi khusus yang sebelumnya tidak ada. Sel-sel yang ditentukan seperti itu biasanya kehilangan kemampuan untuk membelah. Dan juga merupakan proses yang dapat mengakibatkan sekumpulan sel menjadi berbeda- beda dalam struktur, fungsi dan perilaku. Terjadinya diferensisasi, berlangsung saat embrio. Dengan adanya diferensisasi terjadi pembagian pekerjaan atau aktivitas tubuh sehingga lebih efektif. Dengan adanya diferensisasi maka akan terjadi spesialisai bagi berbagai populasi sel anak. Spesialisasi itu terjadi baik intra maupun ekstra seluler. Spesisalisasi ekstra ialah seperti pembentukan serat ekstra seluler oleh sel-sel fibroblas pada jaringan pengikan dan penunjang, lalu pembentukan bahan metriks, bagi sejenis jaringan dan populasi sel adalah khas. Sel otak banyak mengandung mikrofilamen aktin dan miosin yang tersusun berjejer rapat, juga banyak mengandung mitokondria sebagai sumber energi bagi proses berkerut mengendur. Sel kelenjar penghasil enzim banyak mengandung retikulum endoplasma dan alat golgi yang besar. Sel efitel kulit banyak mengadung retikulum endoplasma dan giat meproduksi serat keratin. Sel saraf memiliki bentuk khas panjang halus seperti serat dan mampu mengalirkan rangsangan listrik maupun kimia, pada ujung serabut menghasilkan cairan kimia yang disebut neurotransmitter.



3



B. TAHAP DIFERENSIASI Dalam diferensiasi terjadi kedalam beberapa tahapan yaitu pada tingkat pertumbuhan embrio. Seperti zigot, blastula, grastula, tubulasi, organogenesis. Lebih dari 200 jenis sel dapat diidentifikasi dalam jaringan manusia, berbeda dalam hal struktur, fungsi dan metabolisme kimianya. Semua tipe sel berasal dari sel singel (zigot) mengikuti konsepsi. Zigot digambarkan sebagai totipoten karena akhirnya mampu berdiferensiasi menjadi semua jenis sel yang membentuk organisme dewasa. Karena tidak ada kehilangan materi genetik dari sel somatik selama perkembangan manusia. (Manson, 2008) 



Zigot Dalam tubuh terjadi meiosis pada gonad, sehingga terbentuk gamet. Gamet



mengalami fertilisasi, sehingga tumbuh menjadi zigot. Zigot mengalami mitosis sehingga menjadi triliyun sel. Sementara, terjadi mitosis,terjadi pula diferensiasi terhadap sel membentuk jaringan dan alat, sampai individu jadi dewasa. Tubuh dewasa dapat lagi melakukan meiosis dalam gonadnya dan akan jadi sel induk (stem cell) gamet jantan atau gamet betina. (Yatim, 1992) Zigot adalah ovum yang dibuahi spermatozon. Bagian atas ovum disebut kutub animal terdapat daerah ooplas (sitoplasma ovum) yang nantinya akan menjadi bakal ektoderm. Bagian bawah kutub ovum disebut kutub vegetal ooplas yang akan menjadi bakal mesoderm. Sedangkan bagian samping antara kedua kutub akan menjadi bakal endoderm. Eksoderm bakal tumbuh menjadi epidermisdan saraf. Endoderm bakal menjadi lapisan lendir saluran pencernaan bersama kelnjar dan paru, mesoderm bakal menjadi jaringan pengikat, penunjang, otot, alat dalam. 



Blastula Terjadi pada tingkat pertumbuhan embrio, terbentuk daerah kelompok sel



yang akan menjadi jaringan utama tubuh. Setelah berdiferensiasi, pupolasi sel menjadi epidermis, saraf, notokord (sumbu penyokong primer), mesoderm. Diferensiasi mulai terjadi pada kelompok sel. Blastomer (sel blastula) sebelahbakal jadi endoderm, sebelah atas bakal jadi ektoderm, dan bagian tengah bakal menjadi mesoderm.



4







Gastrula Pada tingkat gastrula, embrio sudah mengandung 3 lapis benih yang



terdiridari sel-sel yang tersusun di daerah tertuntu tubuh, yaitu ektoderm, mesoderm danendoderm. Pada tingkat grastula, baru berupa daerah sel



sedangkan pada tingkatgastrula sudah membentuk lapisan yang sangat jelas. Diferensiasi berlanjut dengan terbentuknya 3 lapis benih yaitu ektoderm sebelah luar, endoderm sebelah dalam dan mesoderm di tengah. 



Tubulasi Pada tingkat tubulasi, ketiga lapis benih, sudah berupa bumbung sehingga



merupakan bumbung epidermis yang melingkup seluruh permukaan tubuh. Bumbung saraf bagian depan, bakal jadi otak dan yang belakang bakal bakal jadibatang saraf punggung. Bumbung endoderm menjadi lapisan lendir saluranpencernaan, dan bumbung mesoderm akan membentuk otot, alat dalam danrongga tubuh. Diferensiasi makin rinci pada tingkat tabulasi. Lapisan ektoderm membentuk bumbung epidermis/kulit dan bumbung saraf, lapisan endoderm membentuk bumbung saluran pencernaan, dan lapisan mesoderm membentuk berbagi bumbung dan saluran pada berbagi alat dalam. 



Organogenesis Pada tingkat organogenesis, diferensiasi lebih rinci lagi, di sini sudah



terbentuk seluruh macam jaringan dan alat tubuh secara lengkap, sehingga pada saat kelahiran anak sudah dalam bentuk yang tetap. Pada beberapa 5



Vertebrata rendah, seperti ikan dan amfhibi masih ada tingkat berudu, sebagai bentuk tetap,. Bumbung mengalalami diferensiasi lagi berbentuk berbagai alat. Bumbung saraf membentuk bagian-bagian otak dengan kuncup indera. Bumbung endoterm berdiferensiasi membentuk saluran pencernaan dan saluran pernapasaan termasuk kelenjar hati dan pankreas. Bumbung mesoderm berdiferensiasi membentuk otot , tulang, ginjal, gonad, jaringa pengikat, serta darah bersama pembuluh dan jantung. Penelitian secara embriologis menunjukkan bahwa sel-sel tertentu di dalam embrio mengatur diferensiasi sel yang berdekatan. Sebagai contoh, korda mesoderm primodial disebut sebagai pengatur primer embrio karena korda tersebut membentuk suatu fokus tempat sisa embrio lain disekelilingnya berkembang. Korda mesoderm primodial ini akan berdiferensiasi menjadi aksi mesoderm berisi somit yang tersusun secara segmental dan sebagai hasil dari induksi dari jaringan sekitarnya, menyebabkan terbentuknya semua organ yang penting di dalam tubuh. Sebuah contoh lain dari induksi berlangsung saat vesikel mata yang sedang berkembang berkontak dengan ektpderm kepala dan menyebabkan ektoderm menebal menjadi lempeng lensa yang akan melipat ke dalam untuk membentuk lensa mata. Oleh karena itu, sebagian besar perkembangan embrio merupakan hasil dari induksi semacam itu, yakni satu bagian tubuh mempengaruhi bagian yang lain dan bagian yang lain tersebut masih memengaruhi bagian yang lain lagi. (Guyton, 2008) C. TEMPAT DIFERENSIASI Diferensiasi terjadi pada tiga tempat, yaitu intra dan ekstrasel, populasi sel serta jaringan dan alat. 1.



Diferensiasi intrasel dan ekstrasel Diferensiasi intrasel terjadi pada organel. Untuk menjadi sel otot terjadi spesialisasi pada mikrotubul dan mikrofilamen, juga makin banyak terbentuknya mitokondria dibandingkan dengan sel lain. Pada sel kelenjar penggetah enzim dan lendir terjadi spesialisasi pada reticulum endoplasma, ribosom dan badan golgi, akan sangat aktif dan banyak mengisi sel.



2.



Diferensiasi populasi sel, diferensiasi jaringan dan alat. 



Diferensiasi populasi sel terjadi pada bahan interseluler dan pertautan sel atau komunikasi sesama sel sepopulasi. Semua sel sepopulasi mengandung 6



junction yang khas dan lewatnya dapat dialkukan komunikasi dan distribusi bahansecara merata. Antara sel tetangga dibentuk semen(cement) untuk merekatkan seldi sebelahnya. 



Sel sepopulasi atau sejaringan, biasanya memiliki pertautan atau sambungan



atau



junction.



Agar



kerukunan



dan



keharmonisan



dapatdipelihara. Pada keadaan biasa, populasi sel dicegah agar tidak terjadi pergerakan pindah meninggalkan populasinya, yaitu dengan adanya sifat contact inhibition antara selnya. Sementara itu sel sepopulasi dicegah untuk membelah terus yaitu dengan adanya zat khalon. Khalon adalah substansi yang sukar diekstrak (glikoprotein dengan berat molekul lebih kecil dari protein pada umumnya dandapat merembes masuk sel sacara difusi terikat, bertindak sebagai koresepsordalam pengaturan sintesa protein), terdapat dalam jaringan mamalia danmempunyai pengaruh anti mitosis dari suatu pengaturan diri yang bergantungpada ketebalan jaringan yang memproduksinya. Hal ini perlu, agar suatu jaringan tidak terjadi over populasi atau mengalami hyperplasia (pembelahan berlebihanpada sel dewasa). Khalon akan terlepas dari jaringan jika terjadi luka sehingga sel di sekitar luka dapat terdediferansiasi lalu bermitosis sehingga terjadi penyembuhan sel. Sel kanaker tidak mengandung sifat contact inhibition maupunzat khalon. Oleh sebab itu sel kanker berkeliaran, tidak diam dan rukun dengan sel tetangga, namun terus bermitosis. 



Khalon terus bekerja mengontrol pertumbuhandan diferensiasi sel pada organogenesis, sehingga terbentuk berbagai jenis jaringan dan organ. Adanya zat khalon, suatu alat/organ akan tumbuh seimbang dengan alat/organ lain. Sel embrio dan sel induk mampu berdifernsiasi. Sel embrio artinya masih pluripoten, sel dewasa unipoten. Sel induk selalu bersifat muda dan umurnya yangterbatas diperbaharui pada sel anak. Sel embrio yang terdapat pada seluruh bagiantubuh embrio, sel induk terkandung dalam berbagai jaringan atau alat/organ sejakembrio sampai dewasa. Pada tumbuhan, sel induk terdapat pada jaringan meristem, yaitu pada pucuk akar, pucuk batang, cambium. Pada hewan terdapat dalam gonad, disebut epitel germinal, lapisna benih epidermis/kulit luar, sumsum tulang kelenjar, lapisan lender saluran pencernaan, saluran pernapasan, kelamin dan saluran



7



kemih; juga tersebar pada jaringan pengikat di berbagai daerah tubuh. Sel yang sudah berdiferensiasi tidak mampu lagi bermitosis, namun akan menua. Hal ini disebabkan Karena sifat kehidupan memiliki umur terbatas, fana, tidak kekal. Pada suatu ketika sel menua pun akan mati.



D. FAKTOR-FAKTOR DIFERENSIASI Faktor yang menyebabkan terjadinya diferensiasi sel ada dua yaitu ekstrinsik dan intrinsik. a. Faktor Ekstrinsik Faktor ekstrinsik adalah factor yang berasal dari luar sel. Faktor ekstrinsik terdiri dari supali bahan metabolis dan elektrolit, gas pernapasan, gravitasi, suhu, sinar matahari, pH, letak sel dan kadar zat inductor dan mesoderm. Protoplasma, merupakan bahan sel anak, sebagian besar terdiri dari protein dan lemak. Lemak membina membrane bersama protein, sedngkan protein sendiri membina sebagian besar organel dan bahan produksi. Oleh sebab itu dalam pertumbuhan dan diferensiasi, sintesa protein memegang peran utama. Arah diferensiasi ditentukan pada arah atau bentuk sintesa protein. Factor intrinsic dan ekstrinsik diferensiasi di atas berpengaruh secara langsung atau tidak langsung terhadap sintesa protein. Contoh diferensiasi sel embrio jadi sel pigmen melanosit. Sel pigmen mengandung pigmen melamin. Melanin dibentuk dari bahan mentah asam amino fenilalanin, maka diperlukan enzim tironase. Enzim ini disintesa dalam reticulum endoplasma, lalu disekresi berupa granula berisi pigmen melanin oleh badan golgi. Enzim tersebut disintesa melalui proses transkripsi (pencetakan ARN) dan tranlasi (menerjemahkan informasi genetis yang dibawa ARN-m menjadi untaian asam amino dalam ribosom). Trnskripsi dan translasi ditentukan oleh kromatin dalam inti. Kadar fenilalanin dalam sitoplasma juga ikut menentukan diferensiasisel induk menjadi melanosit. Diferensiasi sel embrio menjadi sel otot dipengaruhi oleh banyak factordan melalui



proses



Mikrofilamenaktin



yang dan



panjang myosin



serta adalah



menempuh protein.



sintesa



Untuk



protein.



terbentuknya



mikrofilamen diperlukanenzim dan enzim terbentuk melaluisintesa protein. Pada sel otot banyakmengandung mitokondria yang terdiri dari lemak dan



8



protein. Diferensiasi selembrio menjadi sel epidermis melalui tahapan sintesa protein karena serat keratinyang membina sel tersebut adalah protein. Diferensiasi untuk menjadi sel kelenjar akan menghasilkan lender, enzim,hormone dan antibody harus melewati sintesa protein. Bahan-bahan sel yang



telahberdifernsiasi



mengandung



gabungan



protein,



lemak



atau



karbohidrat, diprosesdalam mitokondria dan badan golgi. Jika



berbeda



jumlah,



komposisi



dan



keisomeran



asam



amino,



makaproteinnya pun akan berbeda pula. Untuk terbentuknya sejenis protein yang dibinaatas beratus-ratus asam amino, walaupun jenis asam amino hanya sekitar 20macam, diperlukan banyak enzim. Setiap tingkat reaksi kimia dalam sel,memerlukan enzim khusus. Jenis protein atau bahan protoplasma yang terbentukdalam diferensiasi dapat beribu-ribu jenis, maka jenis enzim yang diperlukanuntuk pembentukannya pun berlipat ganda banyaknya, mungkin sampai ratusanribu jenis. Setiap enzim dikode oleh sejenis gen. jika suatu protein atau bahanprotoplasma disintesa dengan memerlukan lima tahap reaksi, berarti lima jenisenzim maka untuk satu jenis protein itu perlu ada lima jenis gen. Pada faktor ekstrinsik kadar dan komposisi bahan yang masuk sel melalui membrane dapat menjadi faktor difernsiasi. Sampai saat ini belum dapat ditelusuribentuk kadar dan komposisi bahan yang tepat untuk mengarahkan pertumbuhansuatu sel. Misalnya pada sel otot dapat menerima dan mengalirkan rangsangberupa arus listrik serta zat cairan, terutama karena membrane selnya peka akan perubahan konsentrasinya ion Na+ dan K+. semua itu hanya faktor genetislah yang memprogram. Dalam diferensiasi, O2 menentukan arah dan jalan diferensiasi. Sel yang berada di sebelah luar akan mendapat lebih banyak gas pernafasan daripada sel yang berada di sebelah dalam tubuh embrio. Oleh sebab itu terjadi perbedaandalam kadar ATP juga segala aktivitas sel. Gravitasi



berpengaruh



pada



distribusi



bahan



dalam



sitosol,



terutamaberpengaruh pada ovum yang mengandung banyak makanan cadangan yagndisebut deutoplasma atau yolk. Deutoplasma menumpuk di daerah kutub vegetal,sedangkan di daerah kutub animal sedikit sekali. Hal ini berakibat pada daerahkutub animal lebih mudah dan lebih sering membelah diri; sedangkan di daerahkutub



vegetal



lebih



besar-besar 9



selnya



dan



lebih



banyak



mengandungdeutoplasma. Dengan adanya dua perbedaan tersebut, maka terjadilah diferensiasisel. Sel-sel daerah kutub animal, ovum biasanya akan menjadi jaringan epidermisdan saraf, sedangkan daerah kutub vegetal akan menjadi lapisan lender, saluranpencernaan yang banyak mengandung kelenjar sedngkan daerah antara kutubanimal dan vegetal akan menjadi sel-sel membina lapisan mesoderm yang akanmenjadi jaringan penunjang, jaringan pengikat dan jaringan otot. Suhu dapat mempengaruhi arah dan jalan diferensiasi. Diferensiasi biasterjadi



melalui



difernsiasi



dalam



sintesa



protein.



Proses



sintesa



proteinmemerlukan banyak enzim dan enzim memerlukan suhu media yang optimum,maka mudah dimengerti bahwa variasi pada suhu lingkugan dapat mempengaruhiarah dan jalan difernsiasi. Faktor pH juga mempengaruhi diferensiasi. Enzim bekerja optimal pada pH media yang cocok, jika pH naikturun akan menyebabkan difernsiasi. Sinar terutama berpengaruh pada pertumbuhan sel berpigmen, baik padahewan maupun tumbuhan. Jika sinar matahari kurang atau tidak ada, pertumbuhansel pigmen akan tertahan. Letak sel dalam tubuh embrio dapat menjadi faktor difernsiasi. Sel yang letaknya sebelah luar akan lebih banyak mendapat O2 , namun akan lebih banyak menerima tekanan fisik dan perubahan suasanalingkungan. Embrio yang sudah menempuh tahap gastrula dan tubulasi mengandung zat induktor, yang dihasilkan oleh sel-sel lapisan mesoderm. Zat inimenginduksi pertumbuhan dan difernsiasi jaringan sekitarnya, termasuk jaringanmesoderm sendiri. Jika lapisan ectoderm yang bakal jadi jaringan saraf dilepaskandari lapisan mesoderm yang berada di bawahnya, ternyata ectoderm itu tidakberdiferensiasi jadi jaringan saraf.



b. Faktor Intrinsik Faktor intrinsik adalah faktor yang berasal dari dalam sel. Factor intrinsicberada dalam inti dan sitoplasma. Faktor dalam inti adalah kromatin. Faktor dalamsitoplasma sangat kompleks, terutama berupa enzim, kadar metabolit danelektrolit, serta komposisi suatu organel. Hormone menjadi factor diferensiasi ketika embrio sudah menempuhtahap organogenesis. Hormon mungkin dihasilkan oleh tubuh embrio sendiri, ataudihasilkan oleh tubuh induk, yang mengalirkannya ke tubuh embrio 10



melaluiplasenta (pada mamalia). Hormone steroid dapat merembes masuk sel, terus kedalam inti dan merangsang ADN untuk melakukan transkripsi atau replikasi untukpersiapan bermitosis. Hormone non-steroid merangsang zat reseptor padaplamalemma, dan secara estafet menyampaikan rangsangan kepada ADN intiuntuk aktif bertranskripsi atau replikasi. Disini pengaruh hormone jelas sekali tampak pada perubahan yang terjadidi daerah gembungan pada kromatin. Gembungan merupakan daerah gen yangaktif melakukan transkripsi, mengandung banyak ARN-m dan protein nonhiston.Jika gen di daerah gembungan sedang aktif, berarti ADN-nya dalam keadaanlonggar dan pilihannya terbuka (despiralisasi). Ternyata jika ke dalam seldimasukkan



hormon



tertentu



maka



gembungan



itu



muncul



dan



besar.Terbentuknya gembungan pada daerah tertentu kromatin bergantung pada jenishormone yang merembes masuk sel. Pada keluarga lalat buah (Drosophila) terkenal adanya kromosom raksasa,yang panjangnya beberapa mm, di bawah mikroskop cahaya tampak jelas mengandung pita-pia vertical pada kromatin. Pita-pita tersebut merupakan daerahgen. apabila gen sedang aktif bertranskripsi maka pada suatu daerah pitapitatersebut akan menjadi gembungan. Apabila ulat serangga diberi suntikan hormonepertumbuhan tingkat larva (juvenile hormone), maka akan tampak gembunganpada daearah tertentu kromatin. Timbulnya gembungan pada beberapa tempat kromatin sel ulat lalat buah, disebabkan



adanya



rangsang dari



hormone



pertumbuhan



ulat.



Kiri;



sebelumdirangsang; kanan: sesudah dirangsang. Factor intrinsic beroperasi dalam tingkat transkripsi dan translasi. Dalamtingkat transkripsi diferensiasi terjadi oleh pembedaan pada jenis daerah kromatinyang sedang melakukan transkripsi. Saat interfase kromatin inti berada dalam 2 fase heterokromatin dan eukromatin. Jika dalam fase hetero, pilinana ADN rapatdan padat , dan nonaktif. Jika dalam fase eu-pilinan ADN longgar lepas, makaaktif melakukan transkripsi. Menurut pengamatan hanya sekitar 5% And kromatindalam suatu sel yang eu pada suatu pertumbuhan. 95% lagi dalam status hetero.Walau semua sel dalam tubuh embrio mengandung bahan genetis dan susunan genyang sama, namun dapat terjadi diferensiasi pada daerah kromatin atau ADN mana yang yang sedang bertranskripsi.



11



Dalam



proses



transkripsi



diperlukan



enzim



ARN-polimerase,



nukleosida,fosfat, ATP dan beberapa elektrolit seperti Na+, Ca+2 dan Mg+2. Difernsiasi dalam tingkat transkripsi mungkin terjadi karena pembedaan dalam salah satu ataubeberapa bahan. Diferensiasi terjadi pula pada transkripsi karena pembedaan dalam enzim proteinsae yang melepaskan protein histon dan nonhiston dari belitan ADN. Supaya pilinan ADN longgar dan kedua molekul yang sepasang merenggang,maka perlu kiranya terlebih dahulu histon dan non-histon yang dililit sertatempatnya membenam terurai. Wilayah mana kromatin dan pada kromatin manayang menjadi onggar dapat nerdiferensiasi menurut perbedaan pada penguraian histon non-histon tadi. Perbedaan supali bahan yang masuk ke dalam inti terutama enzim-enzim, maka akan berbeda pula kodon pada ARN-m dan pada translasiakan berbeda pula asam amino yang diuntaikan untuk jadi peptide. Pada suatu protein, beda satu asam amino saja akan beda pula perilaku dan sifatnya. Contoh dalam sintesa hemoglobin yang mengandung protein globulin. Hb normal yangumum pada orang disebut Hb A. dalam Hb terjadi variasi orang yang memiliki HbC, Hb S, Hb 0. Masingmasing Hb hanya mempunyai perbedaan satu asam aminodari Hb A. Artinya hanya berbeda pada satu kodogenpada ADN eukromatin, dari ratusan kodogen lain yang melakukan transkripsipada bagian eukromatin tersebut. Perbedaan pada kodogen umumnya terjadikarena mutasi. Mutasi adalah perubahan pada susunan nukleotida AND terjadikarena gangguan pada suasana lingkungan sel, intra maupun interseluler. Gen dan ADN banyak yang rangkap dalam sel suatu organism. Artinyaganda dalam komponen nukleotida maupun dalam transkripsi dan translasi. Jadigen A yang akan mensintesa protein A, banyak terdapat dalam suatu inti sel. Halini perlu jika suatu ketika sel harus memproduksi protein yang banyak dalamwaktu singkat. Seperti pada sel plasma, harus menghasilkan anti bodi(imunoglobulin) yang banyak, diperlukan untuk menyerang benda asing yangmasuk tubuh. Gen ganda ini berfungsi sebagai tindakan pengamanan, jika suatuketika gen A rusak atau bermutasi dan mutant (hasil mutasi) itu berakibat sangatburuk sehingga dapat mematikan sel. Jika masih ada cadangan duplikatnya makatranskripsi akan berlangsung normal. Pembagian



kerja



antara



gen



rangkap,



sampai



saat



ini



belum



diketahui,namun dapat dibayangkan bahwa perubahan dalam komposisi bahan 12



yang masukke dalam inti dapat membuat diferensiasi dalam transkripsi. Hal ini mungkinjumlah ARN-m dari berbagai gen yang berbeda, mungkin pula dalam jumlahARN-m dari atu gen. eksperimen menemukan bahwa jika sel diberi ARN-polimerase yang diambil dari kromatin sel dewasa yang sudah berdifernsiasi,maka sel itu hanya mampu mensintesa enzim tertentu, sesuai dengan jenis enzimyang diproduksi oleh sel dari mana enzim itu diambil. Transkripsi harus bekerja sama dan berinteraksi antara sitoplasma daninti/kromatin. Makin dewasa umur sel makin terspesialisasi bentuk transkripsiuntuk sintesa sejenis protein. Namun potnsi kromatin tetap pluripoten. Oleh sebabitu potensi kromatin untuk diferensiasi dipengaruhi oleh umur sitoplasma sel bersangkutan. Jika dilakukan pencangkokan inti blastomer atau inti sel epitel lapisanlender usus ke ovum yang intinya sudah diangkat atau dibunuh dengan sinarultraviolet, maka akan tumbuh embrio normal. Hal ini menunjukkan bahwa kromatin aktif, berarti pluripoten. Namun jika yang dicangkokkan ke dalam ovum adalah inti gastromer (sel gastrula), maka terjadi berbagai macam embrio yangabnormal dan tidak dapat melanjutkan pertumbuhan (mati). Dalam translasi dapat terjadi diferensiasi. Terjadinya translasi diperlukanberbagai enzim, seperti ATP, asam amino lenih kurang 20 jenis, ribosom,elektrolit, ARN-m dan ARN-t yang cukup. Variasi dalam komposisi bahan-bahantersebut terutama pada kadar dan macam asam amino yang ada dalam sitosol,dapat menimbulkan diferensiasi.



c. Faktor-faktor lain yang mempengaruhi terjadinya diferensiasi Diferensiasi embrionik sel dipengaruhi beberapa faktor, antara lain kontrol gen, hormon sistemik, letaknya, pertumbuhan pertumbuhan lokal, dan matriks protein. Pengaturan tahap diferensiasi tergantung pada faktor-faktor tersebut. Selain itu, growth factors juga mempengaruhi proses diferensiasi sel. 1.



Kontrol gen Seperti pada kebanyakan sel yang berdiferensiasi, perbedaan yang terdapat



diantara sel-sel lain bukan disebabkan oleh peningkatan atau pembuangan gen. Perbedaan sel tersebut disebabkan sel mengekspresikan gen yang berbeda. Gen diaktifkan dan dimatikan untuk mengatur sintesis produk gen. Fakta mengatakan 13



bahwa banyak tahap “keputusan” penting diferensiasi dalam embriogenesis di bawah kontrol transkripsional (pengontrolan pembentukan mRNA). 2.



Asam retinoat Salah satu yang berperan dalam diferensiasi sel antara lain adalah asam



retinoat yang berasal dari vitamin A. Asam retinoat berfungsi untuk mendorong pertumbuhan dan diferensiasi normal jaringan epitel. 3.



Growth factor Growth factor yang mempengaruhi proses diferensiasi sel adalah BMP-4



(Bone Morphogenic Protein). BMP-4 memiliki peran penting dalam pembentukan tulang.Pada amfibi, BMP-4 aktif pada sel yang berada pada ventral gastrula. Pada saat pertumbuhan embrio, terdapat faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tersebut, antara lain: a)



Faktor genetik



b)



Faktor nutrisi



c)



Faktor lingkungan Pada saat proses diferensiasi sel telah tercapai, kondisi sel harus dijaga. Hal



tersebut dilakukan melalui kombinasi berbagai faktor, yaitu: a)



Cell memory yang terdapat dalam genome.



b)



Interaksi dengan sel-sel terdekat, melalui faktor parakrin.



c)



Sekresi berbagai faktor (faktor autokrin), termasuk faktor tumbuh.



E. DIFERENSIASI PADA SEL ABNORMAL Diferensiasi sel pada kanker adalah penyakit yang ditandai dengan kelainan siklus sel khas yang menimbulkan kemampuan sel untuk tumbuh tidak terkendali (pembelahan sel melebihi batas normal), menyerang jaringan biologis di dekatnya, bermigrasi ke jaringan tubuh yang lain melalui sirkulasi darah atau sistem limfatik, disebut metastasis. Selama perkembangan, sel normal akan berdiferensiasi. Diferensiasi berarti bahwa suatu sel menjadi khusus dalam struktur dan fungsinya, dan berkumpul dengan sel-sel yang berdiferensiasi serupa. Sebagai contoh, sebagian sel embrionik ditakdirkan untuk menjadi sel kulit atau jantung. Semakin tinggi diferensiasi sebuah sel, semakin jarang sel tersebut masuk ke siklus sel untuk bereproduksi dan membelah. Sel-sel saraf, yang tidak mengalami reproduksi, adalah sel yang berdiferensiasi tinggi. Sel yang jarang atau tidak pernah menjalani siklus seltidak mungkin menjadi sel kanker, sedangkan sel yang sering 14



menjalani siklus sel lebih mungkin cenderung mengalami kanker. Diferensiasi tampaknya terjadi akibat supresi selektif gen tertentu pada beberapa sel,sedangkan pada sel lain, gen yang sama tetap aktif. Diferensiasi setiap sel dan jaringan tampaknya mempengaruhi diferensiasi sel dan jaringan di sekitarnya. Sel melepaskan factor pertumbuhan khusus yang menuntun diferensiasi sel sekitar.



15



BAB III PENUTUP A. KESIMPULAN Hal-hal yang dapat disimpulkan dari diferensiasi sel adalah : Karakteristik khusus pertumbuhan sel dan pembelahan sel adalah direrensiasi sel, yang berarti perubahan sifat fisik dan fungsi sel sewaktu sel berproliferasi dari embrio untuk membentuk struktur tubuh yang berbeda-beda. Teori yan paling awal dan paling sederhana untuk menjelaskan diferenssiasi adalah bahwa kemposisi genetic dari nucleus mengalami perubahan selama generasi sel berikutnya dalam cara yang sedemikian rupa sehingga satu sel anak mewarisi sebuah perangkat gen yang berbeda dari sel anak yang lain.



B. SARAN Demikianlah makalah ini disusun diharapkan menjadi sumber informasi bagi mahasiswa maupun semua kalangan yang masyarakat yang membutuhkan . kami menyadari bahwa penyusunan makalah ini kurang baik dan masi terdapat banyak kekurangan, sehingga kritik dan saran membangun dari pembaca sangat kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini.



16



DAFTAR PUSTAKA



Campbell, N. A., & jane B, R. (2003). Biologi. Jakarta: Erlangga Elizabeth J. corwin. 2007. Buku saku patofisiologi, Ed. 3.Jakarta: EGC Guyton, Arthur C, Hall, John E. 2008. Textbook of Medical Physiology, 11th Edition, EGC. Manson, E. (2008). Cell Biology and Genetics. USA: Elsevier Limited . Mustamir. (2010). Nukleus Dan Diferensiasi Sel. (www.zaifbio.com) diakses 15 Mei 2019 Yatim, Wildan. 1992. Biologi Sel. Bandung: Tarsito Yatim, Wildan. 1996. Biologi Sel. Bandung: Tarsito



17