Pertumbuhan Sel, Diferensiasi Sel, Dan Kelainan Kongenital" [PDF]

Citation preview

TUGAS MAKALAH ILMU DASAR KEPERAWATAN II “Pertumbuhan sel, diferensiasi sel, dan kelainan kongenital”



Oleh : SOFIYA CHAIRANI 203310715



DOSEN : Ns. Hj. MURNIATI MUCHTAR, SKM, S.Kep, M. Biomed



PROGRAM STUDI NERS TINGKAT 1 POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES PADANG PADANG 2021



KATA PENGANTAR Dengan segala kerendahan hati, puji dan syukur penulis sampaikan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmad dan karunia-Nya. Shalawat dan salam untuk Nabi Muhammad SAW, sehingga penulis telah diberi kemudahan dalam menyusun makalah ini. Adapun judul makalah ini adalah “pertumbuhan sel, diferensiasi sel, dan kelainan kongenital”. Makalah ini diajukan sebagai pemenuhan tugas pada mata kuliah Ilmu Dasar Keperawatan 2. Dalam penulisan makalah ini banyak hambatan dan rintangan yang penulis hadapi. Namun, berkat dorongan semua pihak, makalah ini akhirnya dapat penulis selesaikan. Maka pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada Semua pihak yang ikut berpartisipasi dalam penulisan makalah ini. Akhir kata penulis menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih jauh dari sempurna. Semoga makalah ini memberikan manfaat bagi penulis dan pembaca.



Padang, Januari 2021



Sofiya Chairani



2



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR…………………………………………………………………………....ii DAFTAR ISI……………………………………………………………………………………..iii BAB I : PENDAHULUAN……………………………………………………………………….1 1.1.



Latar Belakang……………………………………………………………………….1



1.2.



Rumusan Masalah…………………………………………………………….... ……2



1.3.



Tujuan………………………………………………………………………….... …..2



BAB II : PEMBAHASAN…………………………………………………………………....…..3 2.1. Pertumbuhan Sel…………...…………………………………………………....…...3 2.1.1. Proliferasi Sel…………………………………………………………………5 2.1.2. Siklus Sel……………………………………………………………………...6 2.1.3. Pembelahan Sel……………………………………………………………....10 2.2. Diferensiasi Sel…………………………………….……..………...……………....11 2.2.1. Sifat Dasar Diferensiasi………………………………………………………12 2.2.2. Tahap- Tahap Diferensiasi…………………………………………………...14 2.2.3. Tempat Terjadinya Diferensiasi……………………………………………...16 2.2.4. Faktor-faktor Penyebab Terjadinya diferensiasi……………………………..17 2.2.5. Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya diferensiasi…………………..23 2.3. Kelainan Kongenital……………………………………………………………...…24 2.3.1. Pengertian Kelainan Kongenital…………………………………………...…24 2.3.2. Faktor Etiologi………………………………………………………………..24 2.3.3. Contoh Kelainan Kongenital…………………………………………………28 2.3.4. Pengkajian Tanda & Gejala Klinis Kelainan Kongenital Dlm Keperawatan..29 BAB III : PENUTUP…………………………………………………………………………….31 3.1. Kesimpulan………………………………………………………………………….31 3.2. Saran………………………………………………………………………………...31 DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………………………32 3



4



BAB I PENDAHULUAN



1.1. Latar Belakang Pertumbuhan dapat didefinisikan sebagai peningkatan komponenkomponen seluler. Terdapat dua macam pertumbuhan sel, yaitu pertumbuhan yang berakibat peningkatan ukuran sel tetapi tidak jumlah sel. Dan yang kedua adalah pertumbuhan yang diikuti dengan peningkatan jumlah sel. Fase pertumbuhan sel yaitu : fase lag, eksponensial, stationer, kematian. Pembelahan seyaitu peristiwa penambahan jumlah sel, dimana sel induk akan mentransferkan informasi genetik ke sel anak melalui proses pembelahan bertahap, yang bertujuan untuk mendapatkan anak yang memiliki informasi genetis yang sama persis dengan induknya. Pembelahan sel terbagi dua yaitu : prokariotik dan eukariotik . Siklus sel merupakan proses perkembangbiakan sel yang memperantarai pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup. Setiap sel baik normal maupun kanker mengalami siklus sel. Siklus sel memiliki dua fase utama, yakni fase S (sintesis) dan fase M (mitosis). Diferensiasi adalah suatu proses yang mengarahkan pola ekspresi suatu gen pada sel tertentu. Genom dari suatu zygote mengandung semua gen yang diperlukan untuk menghasilkan semua tipe sel yang ditemukan pada organisme dewasa. kongenital adalah kelainan dalam pertubuhan struktur bayi yang timbul semenjak kehidupan hasil konsepsi sel telur. Kelainan kongenital dapat merupakan sebab penting terjadinya abortus, lahi mati, atau kematian segera setelah lahir (Rukiyah, dkk, 2010). Ketika sel terspesialisasi untuk fungsi baru pada perkembangan, sel-sel memperoleh ciri baru, sering komposisi organel dan posisinya di dalam sel berubah ketika sel secara individual 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



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 (blueprint ).



5



Kelainan kongenital adalah penyebab utama kematian bayi di negara maju maupun negara berkembang.1 Kelainan kongenital pada bayi baru lahir dapat berupa satu jenis kelainan saja atau dapat pula berupa beberapa kelainan kongenital secara bersamaan sebagai kelainan kongenital multipel. Kadangkadang suatu kelainan kongenital belum ditemukan atau belum terlihat pada waktu bayi lahir, tetapi baru ditemukan beberapa waktu setelah kelahiran bayi.



1.2. Rumusan Masalah 1. Bagaimanakah penjelasan tentang pertumbuhan sel? 2. Bagaimanakah bentuk diferensiasi sel? 3. Bagaimanakah penjelasan mengenai kelainan kongenital? 1.3. Tujuan 1. Untuk mengetahui tentang pertumbuhan sel 2. Untuk mengetahui tentang diferensiasi sel 3. Untuk mengetahui tentang kelainan kongenital 4.



6



BAB II PEMBAHASAN



2.1



Pertumbuhan Sel Pertumbuhan dapat didefinisikan sebagai peningkatan komponen- komponen seluler. Terdapat dua macam pertumbuhan sel, yaitu pertumbuhan yang berakibat peningkatan ukuran sel tetapi tidak jumlah sel. Dan yang kedua adalah pertumbuhan yang diikuti dengan peningkatan jumlah sel. Dalam hal yang pertama, inti sel membelah tetapi tidak diikuti oleh pembelahan sel. Organisme dalam golongan ini biasa disebut organisme koenositik (coenocytic) atau multiseluller, sedangkan organisme yang termasukdalam golongan kedua membesar dan membelah menghasilkan dua progeny dengan ukuran yang kurang lebih sama. Berbagai faktor kimia maupun fisika dapat mempengaruhi pertumbuhan sel, antara lain pH, suhu, konsentrasi oksigen, tekanan, radiasi dan aktivitas air (water activity). Mikroorganisme yang di laboratorium sering kita sebut sebagai sel tunggal, membentuk koloni kohesif di lingkungan alamiahnya. Pertumbuhan adalah peningkatan jumlah komponen dari suatu organisme secara teratur. Dengan demikian, peningkatan pada ukuran sel yang terjadi bila sel mengambil air atau menimbun lemak atau polisakarida bukanlah pertumbuhan sejati. Perkembangbiakan sel adalah akibat pertumbuhan; pada organisme uniseluler, pertumbuhan mengakibatkan peningkatan jumlah individu yang merupakan anggota suatu populasi atau biakan. Pembiakan adalah proses perbanyakan organisme dengan menyediakan keadaan lingkungan yang tepat. Mikroorganisme yang sedang tumbuh membuat tiruan dirinya sendiri, untuk itu bakteri membutuhkan aspek fisik dan aspek kimia untuk dapat melakukan metabolisme tubuhnya untuk dapat tumbuh. Fase- fase Pertumbuhan Sel yaitu : 1.



Fase Lag Pada saat pertama kali organisme ditumbuhkan pada media kultur yang baru biasanya tidak segera didapati peningkatan jumlah atau masa sel. Walaupun demikian sel tetap mensintesis komponen seluller. Fase lag dapat



7



terjadi karena beberapa faktor antara lain karena sel yang sudah tua dan kekurangan ATP, essential cofactors serta ribosom. Substansi- substansi ini harus



terlebih



dahulu



disintesis



sebelum



pertumbuhan



berlangsung.



Kemungkinan yang lain adalah media pertumbuhan yang berbeda dengan media pertumbuhan sebelumnya. Dalam hal ini enzim-enzim baru akan diperlukan untuk penggunaan nutrisi yang berbeda. Selain itu lag fase dapat terjadi apabila sel mengalami kerusakan sehingga membutuhkan waktu untuk perbaikan kembali. Lamanya lag phase bervariasi tergantung pada kondisi sel dan sifat dari media. Sel yang sudah tua atau baru saja dikeluarkan dan tempat penyimpanan (refrigerated) atau dikultur dalam suatu media dengan kandungan nutrisi yang berbeda akan membutuhkan lag fase yang lebih panjang jika dibandingkan dengan sel yang masih muda dan dikulturkan pada media baru yang sama. 2.



Fase Eksponensial Fase ini disebut juga dengan fase log. Organisme tumbuh dan membelah pada kecepatan maksimum tergantung pada sifat genetik, medium dan kondisi pertumbuhan. kecepatan pertumbuhan konstant, sel membelah dan meningkat jumlahnya (doubling) dalam interval yang teratur. Pada fase ini sel mempunyai kesamaan sifat kimia dan fisiologi sehingga banyak digunakan dalam studi-studi biokimia dan fisiologi.



3.



Fase Stationer Pada fase ini kurva pertumbuhan berhenti dan kurva horisontal. Hal ini disebabkan ketidakseimbagan nutrient dan O 2, keseimbangan jumlah sel yang membelah dan yang mati, tipe organisme serta akumulasi limbah toksik seperti asam laktat. Bakteri mampu tumbuh pada maksimum populasi sel (cell density) 1 x sel/ml sedangkan protozoa dan alga hanya mampu tumbuh pada tingkat populasi 1 x 106 sel/ml.



4.



Fase Kematian Pada fase kematian adanya perubahan lingkungan tumbuh seperti kehabisan nutrisi dan akumulasi limbah toksik menjadi faktor penyebab menurunnya jumlah sel hidup. Sel mengalami kernatian dalam pola 8



logaritmik. 2.1.1. Proliferasi Sel Proliferasi sel berbeda dengan pembelahan sel. Proliferasi sel merupakan salah satu aktivitas dasar sel setelah sel berhasil menjalankan metabolism untuk menyediakan energi dan molekul yang diperlukan sel untuk tumbuh, kemudian dilanjutkan dengan pembelahan sel. Dengan kata lain, proliferasi sel adalah rangkaian proses pertambahan massa atau volume sel yang dilanjutkan dengan pembelahan sel. Sementara itu, pembelahan sel adalah proses menghasilkan sel anak dari sel induk. Jadi, proliferasi sel membahas mulai dari fase G1, S, G2, dan M, sedangkan yang dimaksud pembelahan sel adalah proses yang terjadi pada fase M saja. Dengan demikian, pengertian proliferasi sel lebih luas (karena melibatkan seluruh fase pada siklus sel) daripada pengertian pembelahan sel (hanya melibatkan fase M). Pembelahan sel dibedakan menjadi dua yaitu mitosis (pada sel- sel somatic dan sel punca), dan meiosis (pada sel- sel gamet). Meskipun mekanisme mitosis dan meiosis berbeda dalam beberapa hal, namun fase G1,S, dan G2 yang mengawalinya adalah sama. Oleh karena itu, pada bahasan poliferasi sel terutama difokuskan pada mekanisme regulasi siklus sel. Pada jaringan sehat, poliferasi sel bertujuan untuk menggantikan sel yang mati karena inflamasi atau paparan toksisk, atau sel mati karena life span terbatas. Hampir semua jaringan mempunyai sel punca yang berfungsi untuk menggantikan sel- sel yang mati atau fungsi regenerasi. Sel punca merupakan sel yang mempunyai kemampuan self- renewing. Setiap sel punca yang membelah selalu dihasilkan dua macam sel, yaitu sel punca baru dan sel progenitor. Selanjutnya, sel progenitor berdiferensiasi menjadi sel yang terspesialisasi dengan fungsi tertentu atau dinamakan terminal differentiation yang tidak punya kemampuan membelah. Hampir semua jaringan tersusun dari sel yang tidak mempunyai kemampuan membelah. Jadi, proliferasi hanya terjadi pada sel tertentu pada suatu jaringan. Hemostatis jumlah sel pada suatu jaringan ditentukan oleh pertambahan dan pengurangan jumlah sel. Pertambahan jumalah sel ditentukan oleh proliferasi, sedangkan pengurangan jumlah sel ditentukan oleh kematian sel baik yang 9



terprogram (apopotosis) maupun yang tidak terpogram (nekrosis). Kematian sel yang terutama berperan dalam hemostatis jaringan adalah apoptosis. 2.1.2. Siklus Sel Siklus sel adalah perubahan yang terjadi pada satu generasi kehidupan sel, dimulai pada saat sel diproduksi lewat pembelahan sel induk sampai terbentuk anak sel yang baru. Dalam satu siklus sel, proses pembelahan sel eukaryotes menempati bagian yang kecil dan keseluruhan siklus sel. Sel lebih banyak dalam kondisi interfase. Selama interfase, DNA dan molekul lain disintesis. Bagian pertama dari interfase adalah fase G1 (gap 1) yang umumnya memakan waktu paling lama. Sel yang aktif tumbuh segera memasuki fase S dimana DNA mengalami replikasi. Pada akhir fase S, nukleus kelihatan lebih besar dan mengandung DNA dalam jumlah dua kali lipat. Kemudian sel memasuki fase G2 (gap 2) dimana sintesis komponen utama yang lain terjadi. Sel pada akhirnya mempersiapkan pembelahan dan memasuki fase M (mitosis). Mitosis selesai ketika dua anak inti sel terbentuk. Selelah pembelahan inti sel, pembelahan seluruh sel terjadi pada fase C (Cytokinesis). Siklus sel merupakan bagian dari proliferasi sel yang berfungsi mempertahankan populasi sel pada organisme dewasa. Terdapat empat fase yang berurutan dalam siklus sel yaitu S, G1, G2, dan M. a. Fase S (sintesis) yaitu fase sintesis atau replikasi DNA inti. b. Fase G1 (gap 1) yaitu fase persiapan replikasi DNA yang terletak di antara mitosis dan fase S. c. Fase G2 (gap 2) juga merupakan fase penyusunan komponen sel yang terletak di antara fase S dan mitosis. d. Fase M (mitosis) yaitu pembelahan sel yang disertai pembagian kromosom ke sel anak. Siklus sel bertujuan untuk menjamin bahwa replikasi DNA hanya terjadi sekali selama fase S dan kromosom yang dihasilkan masing- masing dapat



10



disegregasikan ke sel anak pada fase M. Selama fase S dan fase M, pada kondisi normal sel tidak akan merespon sinyal ekstraseluler. Variasi siklus sel yaitu : Sel embrio dan banyak organisme tingkat rendah menunjukkan variasi pada siklus selnya. Banyak sel embrio hewan yang mempunyai siklus sel lebih cepat dibandingkan dengan sel dewasa. Kecepatan sintesis DNA sekitar 100X lebih cepat pada sel embrio dibandingkan dengan sel dewasa pada spesies yang sama. Kadang tidak terdapat fase G1 seperti yang banyak ditemukan pada kebanyakan protozoa, jamur dan organisme tingkat rendah lainnya. Dapat disimpulkan bahwa sintesis DNA dimulai saat atau segera selelah mitosis selesai berlangsung. Sebagai contoh adalah sel Xenopus dimana fase S sel dewasa adalah 20 jam, sementara fase S sel embrionya selama 25 menit dan fase G1 tidak ada atau sangat singkat. Pada siklus seI eukaryotes fase G1, S dan G2 termasuk dalam interfase dimana DNA dan molekul lain disintesis. Sel yang akan membelah memasuki fase M (mitosis) dimana untaian panjang DNA mengalami kondensasi membentuk kromosom. Selelah pembelahan inti sel, sel membelah dengan cytokinesis (fase C). 1.



Mitosis Selelah replikasi DNA pada fase S dan sebelum mitosis, tiap kromosom terdiri dari dua kromatid yang identik yang saling berlekatan pada tempat khusus yang disebut sentromer. Sentromer adalah organel sel yang terletak di pusat sel yang terutama terdiri dari pusat pengaturan mikrotubule (MOC) dan berfungsi sebagai sumbu spindle selama proses mitosis.



Bagaimana



perilaku



kromosom



selama



proses



mitosis



tergantung pada benang-benang mitosis (mitotic spindle) yang berperan dalam pergerakan kromosom menuju equator dam pemisahan kromatid sehingga tiap anak sel mengandung satu sel kromosom yang lengkap. Mitosis, seperti juga siklus sel, terbagi menjadi beberapa tahap: a.



Prophase Pada tahap ini kromosom mengalami kondensasi dalam inti sel. 11



Mikrotubul



sitoplasma



berpisah,



benang-benang



mitosis



terbentuk dibagian luar inti sel diantara sentromer yang terpisah. b.



Prometaphase Membrane inti sel pecah nampak sebagai vesikie membrane (seperti RE), benang mikrotubul masuk ke daerah inti sel. Kinetochores (kompleks protein) mengalami pendewasaan pada sentromer dan melekat pada beberapa benang mikrotubul yaitu mikrotubul kinetochore. Terdapat tiga kelas mikrotubul dan spindle mitosis yang dapat



c.



Metaphase Pada tahap ini mikrotubul kinetochore mengarahkan kromosome di tengah-tengah diantara dua kutub spindle.



d.



Anaphase Pasangan kinetochores pada kromosom berpisah menuju tiap kutub. Terdapat dua pergerakan yang dapat dibedakan yaitu Anaphase A, dimana mikrotubul kinetochore memendek dan Anaphase B, dimana mikrotubul polar memanjang dan dua kutub spindle semakin menjauh.



e.



Telophase Anak



kromosom



tiba



dikutub,



mikrotubul



kinetochores



menghilang. Mikrotubul polar masih memanjang dan membran inti terbentuk kembali. Kromatin yang terkondensasi bergerak menjauh, inti sel/nucleoli (yang hilang pada prophase) terbentuk kembali. f.



Cytokinesis Pada tahap ini sitoplasma terbagi dalam proses yang disebut “cleavage”. Bagian tengah sel saling menyatu membentuk “cleavage furrow”. Pada proses ini mid body masih tetap ada sampai pada akhirnya menyempit dan putus membentuk dua anak sel.



2. Meiosis 12



Siklus seksual ditandai dengan dua proses unik yaitu meiosis dan pembuahan. Meiosis adalah pembelahan inti sel yang mengahsilkan separoh jumlah kromosom induknya. Sebagai contoh, sel diploid (2n) akan menghasilkan produk haploid (1n). Sedangkan pembuahan adalah proses penggabungan dua inti sel menjadi satu sehingga inti sel haploid bergabung menjadi satu inti sel diploid. Jumlah kromosom akan tetap konstan dikarenakan penggandaan jumlah kromosom selama proses pembuahan akan ompensasi dengan pengurangan separo jumlah kromosom pada proses meiosis. Tidak seperti proses mitosis, meiosis hanya terjadi pada sel jenis tertentu dan pada tertentu selama proses perkembangan. Hanya spesies seksual yang mampu menghasilkan sel dengan kemampuan meiosis. Gamet adalah sel seks yang tidak bisa berkembang kecuali jika bergabung dengan gamet lain yang cocok. Hasil dari gabungan dua gamet rnenghasilkan zygot yang memiliki jumlah kromosom dua kali lipat kromosom gamet. Tanaman tingkat tinggi secara kontinyu menghasilkan spora sebagai produk meiosis. Spora mengalami tingkat perkembangan yang berbeda tergantung dari golongan tanaman dan pada akhirnya berkembang membentuk suatu sistem penghasil gamet. Organ yang rnenghasilkan gamet disebut gonad. Gonad betina adalah ovarium atau oogonium dimana telur diproduksi. Gonad jantan adalah testis atau spermatogonium dimana sperma terbentuk. Oocyte mengalami meiosis untuk menghasilkan satu telur yang fungsional dan tiga sel abortif, sedangkan spermatocyte menghasilkan empat sperma fungsional Terdapat dua tahap pada proses meiosis. Tahap pertama (meiosis I) melibatkan profase, prometafase, metafase, anafase dan telofase. Pada fase profase terbagi tahap-tahap yang meliputi leptonema, zygonema, pachynema, diplonema dan diakinesis. Pada fase leptonema terjadi pembesaran inti sel yang didalamnya terdapat kromatin tersebar. Kromosom homolog berpasangan membentuk kompleks synaptonemal 13



tahap zygonema dan berkondensasi pada tahap pachynema. Pada tahap ini terjadi pertukaran daerah homologi pada kromosom yang dikenal dengan istilah “crossing over”. Ada tahap diplonema kromosom terpisah, hanya bagian yang homolog (chiasmata) yang masih berhubungan. Kondensasi kromosom terus berlangsung pada tahap diakinesis membentuk suatu bivalent yang kompak terpaking pada inti sel, inti dan membran sel menghilang dan benang-benang mikrotubul terbentuk. Tahap selanjutnya adalah Prometaphase I dimana kromosom bergerak ke arah bagian tengah spindle. Pada fase Metafase I kromatid dan kromosom homolog menghadap kutub yang berlainan yang selanjutnya memisah ke kutub pada tahap anafase I. Pada tahap ini haploid belum terjadi (jumlah DNA masih 2X). Pada tahap telofase kromosom sudah terorganisasi dengan baik, inti dan membran sel terbentuk dan pada akhirnya membentuk anak inti sel. Cytokinesis pada banyak kasus tertunda sampai tahap meiosis II selesai dimana akan terbentuk empat sel. Tahap kedua dari meiosis (meiosis II) melibatkan proses profase, metafase, anafase dan telofase yang mirip dengan mitosis. Pada akhir meiosis II dihasilkan kromosom haploid dengan kandungan DNA pada tiap inti sel 1X. 2.1.3. Pembelahan Sel Pembelahan sel pada prokaryotes seperti bakteri lebih sederhana dan cepat jika dibandingkan dengan eukaryotes. Beberapa jenis bakteri membelah dalam kultur tiap 10 menit. Selama pembelahan molekul ds DNA mengalami replikasi menghasilkan turunan yang identik. Pada saat pertumbuhan mencapai ukuran tertentu dan replikasi DNA sudah selesai, molekul DNA yang baru mempunyai tempat perlekatan yang baru pada membra plasma yang berbeda dengan molekul DNA yang lama. Dan sini molekul DNA mulai membelah menjadi dua terpisah oleh membran plasma 14



dan dinding sel diantara tempat perlekatannya. Pembelahan sel terjadi secara binary fission dimana sel membelah menghasilkan dua sel dengan ukuran yang hampir sama, masing-masing mengandung satu salman materi genetik dan separoh jumlah sitoplasma a. Selama replikasi dua untaian induk DNA memisah (unwind), b. Untai baru terbentuk dengan urutan basa yang saling berpasangan dengan urutan basa induk c. Replikasi selesai, untaian DNA induk terpisah dengan untaian DNA baru menghasilkan dua ds DNA yang identik. Pembelahan



sel



pada



eukaryotes



lebih



kompleks



karena



mengandung materi genetik dalam jumlah yang lebih. Materi genetik terdiri dari banyak molekul DNA yang masing-masing terorganisir dalam suatu kromosom. a.



Molekul DNA sirkular (kromosom) melekat pada membrane pada tempat yang spesifik,



b.



DNA mengalamai replikasi,



c.



Dua salman DNA memisah akibat pengembangan mebran plasma dan dinding sel diantara tempat perlekatan,



d.



Membran dan dinding sel memanjang membentuk lekukan ke dalam membelah sel menjadi dua.



2.2



Diferensiasi Sel Diferensiasi merupakan sebuah proses umum dalam sel induk dewasa yang membelah dan berdiferensiasi menjadi sel anak yang lebih khusus. Ada berbagai jenis sel dalam tubuh manusia. Dalam sebuah sel yang dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel yang membentuk tubuh dikenal sebagai sel pluripotent. Sel-sel ini dikenal sebagai sel embrionik pada hewan dan mamalia, sebuah sel yang dapat berdiferensiasi menjadi hampir semua jenis tipe sel, termasuk sel-sel plasenta dikenal sebagai sel totipoten. Proses yang menyebabkan sekumpulan sel menjadi berbeda-beda dalam dalam struktur, fungsi dan prilaku. Diferensiasi berlangsung waktu embrio, berkat diferensiasi 15



suatu indifidu bentuk definitif jadi terdiri atas berbagi macam jaringan. Jaringan adalah sekumpulan sel yang memiliki bentuk, struktur, fungsi dan perilaku 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 sifat dasar diferensiasi sel, tempat diferensiasi, faktor diferensiasi, dan apa saja yang mempengaruhi proses diferensiasi sel. 2.2.1. Sifat Dasar Diferensiasi Diferensiasi berlangsung sewaktu embrio, berkat diferensiasi suatu individu bentuk definitive jadi terdiri atas berbagai macam jaringan.



Jaringan adalah kumpulan sel yang memiliki bentuk, struktur, fungsi, dan prilaku sama.Jaringan berasosiasi membentuk alat, dan alat berasosiasi pula membentuk sistem. Seluruh sistem berhimpun membina tubuh suatu organisme. Proses diferensiasi adalah proses terbentuknya sifat-sifat yang baru atau menghilangnya sifat yang tidak ada sehingga sel mendapat sifat dan struktur yang baru. Jadi diferensiasi menekankan pada perubahan kualitatif. Dengan adanya diferensiasi perbedaan struktur dan sifat-sifat pada sel, jaringan dan organ. Diferensisasi dikatakan dapat terjadi jika ada perubahan nyata pada morfologi sel (misalnya pembentukan sel epitel kulit dari sel ektodermal) atau perubahan fungsi yang khusus dari sel. Sel-sel yang mempunyai berbagai variasi diferensiasi dapat mempunyai karakteristik pertumbuhan yang berbeda. Variasi 16



diferensiasi juga mempengaruhi kemampuan beberapa sel untuk berpindah dengan memperhatikan yang lainnya. Jadi, perkembangan embriologis yang normal memerlukan kordinasi yang tinggi dari proses diferensiasi, tumbuhan, dan perpindahan sel yang secara keseluruhan membentuk morfogenesis (proses pembentukan/perkembangan struktur, ukuran, dan bentuk organ). Diferensiasi mutlak perlu bagi mahluk multiseluler komplek dengan diferensiasi itu akan terjadi pembagian pekerjaan atau aktivitas tubuh, sehingga menjadi efektif. Sebenarnya diferensiasi ada pada seluruh mahluk, bahkan pada mahluk uniseluler seperti pada amoeba, dalam selnya sudah ada pembagian tugas dan sudah memiliki organel. Contoh organel pada amoeba ialah seperti vakuola makanan untuk tugas mencerna makanan, vakuola berdenyut untuk tugas membuang ampas metabolisme atau osmoregulator, pseudopodia untuk pergerakan pindah, dan inti untuk control aktifitas sel. Selama diferensiasi, sel mendapat sifat-sifat dari, misalnya terbentuk aktin dan miosin pada sel otot atau terjadinya perubahan pada susunan kimianya. Misalnya, dengan adanya enzim. Pada diferensiasi juga ada struktur atau sifat yang menghilang, misalnya pada diferensiasi sel darah mamalia.Mula-mula bakal sel darah merah mengandung nukleus tetapi selelah mengalami diferensiasi terbentuk sel darah merah yang tidak mengandung nukleus. Hasil proses diferensiasi secara internal, yaitu pertumbuhan anda terbentuknya macam-macam jaringan dan organ yang dipengaruhi faktor lingkungan. Membentuk suatu struktur tubuh yang baru disebut morfogenesis. Perkembangan dan diferensiasi dikontrol oleh DNA (gen) pada nucleolus. Sel induk bersifat totipotent atau pluripotent.Artinya memiliki sel-sel anak potensi yang lengkap dan banyak bermitosis terus dan berdiferensiasi ke segala arah untuk aktfitas kehidupan.Dengan diferensiasi potensi sel anak menciut dan khas untuk suatu aktifitas khusus, disebut unipoten. Artinya potensi sel itu hanya tunggal: untuk bernafas, atau untuk mencerna, sekresi zat A, pergerakan dan sebagainya. a.



Dengan diferensiasi terjadilah spesialisasi bagi berbagai populasi sel anak. Spesialisasi itu terjadi baik intra maupun ekstraseseluler. Spesialisasi intra 17



ialah: Sel otot mengandung mikrofilamen aktin dan myosin yang banyak dan tersusun berjajar rapat, disertai dengan banyaknya mitokondria yang perlu untuk sumber energi bagi proses berkerut-kerut. b.



Sel kelenjar penghasil enzim mengandung retikulum endoplasma kasar yang banyak dan alat golgi yang besar.



c.



Sel epitel kulit mengandung retikulum endoplasma banyak dan giat memeroduksi serat keratin.



d.



Sel saraf memiliki bentuk khas, yaitu panjang halus seperti serat dan mampu mengalirkan rangsangan listrik maupun kimia, pada ujung serabut dihasilkan cairan kimia. Pada ujung serabut dihasilkan cairan kimia yang disebut neurotransmitter.



2.2.2. Tahap- Tahap Diferensiasi Dalam diferensiasi terjadi kedalam beberapa tahapan yaitu pada tingkat pertumbuhan embrio. Seperti zigot, blastula, grastula, tubulasi, organogenesis. 1.



Zigot Zigot adalah ovum yang fertilisasi dibuahi spermatozoa. Bagian atas ovum Amphioxus, 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 epidermis dan saraf. Endoderm bakal menjadi lapisan lendir saluran pencernaan bersama kelnjar dan paru, mesoderm bakal menjadi jaringan pengikat, penunjang, otot, alat dalam.



2.



Blastula Terjadi pada tingkat pertumbuhan embrio, terbentuk daerah kelompok sel yang akan menjadi jaringan utama tubuh. Selelah berdiferensiasi, pupolasi sel menjadi epidermis, saraf, notokord (sumbu penyokong primer), mesoderm.Diferensiasi mulai terjadi pada kelompok sel. Blastomer (sel blastula) sebelah bakal jadi endoderm, sebelah atas bakal jadi ektoderm, dan bagian tengah bakal menjadi mesoderm. 18



3.



Gastrula Pada tingkat gastrula, embrio sudah mengandung 3 lapis benih yang terdiri dari sel-sel yang tersusun di daerah tertuntu tubuh, yaitu ektoderm, mesoderm dan endoderm.Pada tingkat grastula, baru berupa daerah sel sedangkan pada tingkat gastrula sudah membentuk lapisan yang sangat jelas.Diferensiasi berlanjut dengan terbentuknya 3 lapis benih yaitu ektoderm sebelah luar, endoderm sebelah dalam dan mesoderm di tengah.



4.



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 jadi batang saraf punggung. Bumbung endoderm menjadi lapisan lendir saluran pencernaan, dan bumbung mesoderm akan membentuk otot, alat dalam



dan



rongga



tabulasi.Lapisan



tubuh.



ektoderm



Diferensiasi membentuk



makin



bumbung



rinci



pada



tingkat



epidermis/kulit



dan



bumbung saraf, lapisan endoderm membentuk bumbung saluran pencernaan, dan lapisan mesoderm membentuk berbagi bumbung dan saluran pada berbagi alat dalam. 5.



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 Vertebrata rendah, seperti ikan dan amfibi 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, jaringan pengikat, serta darah bersama pembuluh dan jantung.



19



2.2.3. Tempat Terjadinya 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 alin. Pada sel kelenjar penggetah enzim dan lendir terjadi spesialisasi pada retikulum 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 junction yang khas dan lewatnya dapat dilakukan komunikasi dan distribusi bahan secara merata.Antara sel tetangga dibentuk semen(cement) untuk merekatkan sel di sebelahnya.Sel sepopulasi atau sejaringan, biasanya memiliki pertautan/sambungan/junction.Agar kerukunan dan keharmonisan dapat dipelihara.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 dan dapat merembes masuk sel sacara difusi terikat, bertindak sebagai koresepsor dalam pengaturan sintesa protein), terdapat dalam jaringan mamalia dan mempunyai pengaruh anti mitosis dari suatu pengaturan diri yang bergantung pada ketebalan jaringan yang memproduksinya. Hal ini perlu, agar suatu jaringan tidak terjadi over populasi atau mengalami hyperplasia (pembelahan berlebihan pada 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 20



maupun zat khalon. Oleh sebab itu sel kanker berkeliaran, tidak diam dan rukun dengan sel tetangga, namun terus bermitosis. Khalon terus bekerja mengontrol pertumbuhan dan 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 yang terbatas diperbaharui pada sel anak. Sel embrio yang terdapat pada seluruh bagian tubuh embrio, sel induk terkandung dalam berbagai jaringan atau alat/organ sejak embrio sampai dewasa. 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. 2.2.4. Faktor-faktor Penyebab Terjadinya diferensiasi 1.



Faktor Ekstrinsik Faktor ekstrinsik adalah faktor yang berasal dari luar sel. Faktor ekstrinsik terdiri dari suplai bahan metabolis dan elektrolit, gas pernapasan, gravitasi, suhu, sinar matahari, pH, letak sel dan kadar zat induktor dan mesoderm. Protoplasma, merupakan bahan sel anak, sebagian besar terdiri dari protein dan lemak. Lemak membina membran bersama protein, sedangkan 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 intrinsik 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 21



(pencetakan ARN) dan tranlasi (menerjemahkan informasi genetis yang dibawa ARN-m menjadi untaian asam amino dalam ribosom). Transkripsi dan translasi ditentukan oleh kromatin dalam inti.Kadar fenilalanin dalam sitoplasma juga ikut menentukan diferensiasi sel induk menjadi melanosit. Diferensiasi sel embrio menjadi sel otot dipengaruhi oleh banyak factor dan melalui proses yang panjang serta menempuh sintesa protein. Mikrofilamen



aktin



dan



mikrofilamen



diperlukan



myosin enzim



adalah dan



protein.Untuk



enzim



terbentuk



terbentuknya melaluisintesa



protein.Pada sel otot banyak mengandung mitokondria yang terdiri dari lemak dan protein.Diferensiasi sel embrio menjadi sel epidermis melalui tahapan sintesa protein karena serat keratin yang membina sel tersebut adalah protein. Pada faktor ekstrinsik kadar dan komposisi bahan yang masuk sel melalui membrane dapat menjadi faktor difernsiasi. Sampai saat ini belum dapat ditelusuri bentuk kadar dan komposisi bahan yang tepat untuk mengarahkan pertumbuhan suatu sel. Misalnya pada sel otot dapat menerima dan mengalirkan rangsang berupa 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 perbedaan dalam kadar ATP juga segala aktivitas sel. Gravitasi berpengaruh pada distribusi bahan dalam sitosol, terutama berpengaruh pada ovum yang mengandung banyak makanan cadangan yagn disebut deutoplasma atau yolk. Deutoplasma menumpuk di daerah kutub vegetal, sedangkan di daerah kutub animal sedikit sekali. Hal ini berakibat pada daerah kutub animal lebih mudah dan lebih sering membelah diri; sedangkan di daerah kutub vegetal lebih besar-besar selnya dan lebih banyak mengandung deutoplasma. Dengan adanya dua perbedaan tersebut, maka terjadilah diferensiasi sel. Sel-sel daerah kutub animal, ovum biasanya akan menjadi jaringan epidermis dan saraf, sedangkan daerah kutub vegetal akan menjadi 22



lapisan lender, saluran pencernaan yang banyak mengandung kelenjar sedngkan daerah antara kutub animal dan vegetal akan menjadi sel-sel membina lapisan mesoderm yang akan menjadi jaringan penunjang, jaringan pengikat dan jaringan otot. Suhu dapat mempengaruhi arah dan jalan diferensiasi. Diferensiasi bias terjadi melalui difernsiasi dalam sintesa protein. Proses sintesa protein memerlukan banyak enzim dan enzim memerlukan suhu media yang optimum, maka mudah dimengerti bahwa variasi pada suhu lingkugan dapat mempengaruhi arah 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 pada hewan maupun tumbuhan. Jika sinar matahari kurang atau tidak ada, pertumbuhan sel pigmen akan tertahan. Letak sel dalam tubuh embrio dapat menjadi factor difernsiasi. Sel yang letaknya sebelah luar akan lebih banyak mendapat O2 , namun akan lebih banyak menerima tekanan fisik dan perubahan suasana lingkungan. Embrio yang sudah menempuh tahap gastrula dan tubulasi mengandung zat inductor, yang dihasilkan oleh sel-sel lapisan mesoderm.Zat ini menginduksi pertumbuhan dan difernsiasi jaringan sekitarnya, termasuk jaringan mesoderm sendiri.Jika lapisan ectoderm yang bakal jadi jaringan saraf dilepaskan dari lapisan mesoderm yang berada di bawahnya, ternyata ectoderm itu tidak berdiferensiasi jadi jaringan saraf. 2.



Faktor Intrinsik Faktor intrinsik adalah faktor yang berasal dari dalam sel. Faktor intrinsik berada dalam inti dan sitoplasma.Faktor dalam inti adalah kromatin. Faktor dalam sitoplasma sangat kompleks, terutama berupa enzim, kadar metabolit dan elektrolit, serta komposisi suatu organel. Hormon menjadi faktor diferensiasi ketika embrio sudah menempuh tahap organogenesis. Hormon mungkin dihasilkan oleh tubuh embrio sendiri, atau dihasilkan oleh tubuh induk, yang mengalirkannya ke tubuh embrio melalui plasenta (pada mamalia). Hormon steroid dapat merembes masuk sel, 23



terus ke dalam inti dan merangsang ADN untuk melakukan transkripsi atau replikasi untuk persiapan bermitosis. Hormon non-steroid merangsang zat reseptor pada plasmalemma, dan secara estafet menyampaikan rangsangan kepada ADN inti untuk aktif bertranskripsi atau replikasi. Disini pengaruh hormon jelas sekali tampak pada perubahan yang terjadi di daerah gembungan pada kromatin. Gembungan merupakan daerah gen yang aktif melakukan transkripsi, mengandung banyak ARN-m dan protein non-histon. Jika gen di daerah gembungan sedang aktif, berarti ADN-nya dalam keadaan longgar dan pilihannya terbuka (despiralisasi). Ternyata jika ke dalam sel dimasukkan hormon tertentu maka gembungan itu muncul dan besar. Terbentuknya gembungan pada daerah tertentu kromatin bergantung pada jenis hormone yang merembes masuk sel. Faktor intrinsik beroperasi dalam tingkat transkripsi dan translasi. Dalam tingkat transkripsi diferensiasi terjadi oleh pembedaan pada jenis daerah kromatin yang sedang melakukan transkripsi.Saat interfase kromatin inti berada dalam 2 fase heterokromatin dan eukromatin.Jika dalam fase hetero, pilinan ADN rapat dan padat , dan non-aktif. Jika dalam fase eu-pilinan ADN longgar lepas, maka aktif melakukan transkripsi. Menurut pengamatan hanya sekitar 5% And kromatin dalam suatu sel yang eu pada suatu pertumbuhan. 95% lagi dalam status hetero. Walau semua sel dalam tubuh embrio mengandung bahan genetis dan susunan gen yang sama, namun dapat terjadi diferensiasi pada daerah kromatin atau ADN mana yang yang sedang bertranskripsi. 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 atau beberapa bahan. Diferensiasi terjadi pula pada transkripsi karena pembedaan dalam enzim proteinsae yang melepaskan protein histon dan non-histon dari belitan ADN. Supaya pilinan ADN longgar dan kedua molekul yang sepasang merenggang, maka perlu kiranya terlebih dahulu histon dan non-histon yang 24



dililit serta tempatnya membenam terurai. Wilayah mana kromatin dan pada kromatin mana yang 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 translasi akan berbeda pula asam amino yang diuntaikan untuk jadi peptide. Pada suatu protain, beda satu asam amino saja akan beda pula perilaku dan sifatnya. Contoh



dalam



sintesa



hemoglobin



yang



mengandung



protein



globulin.Hb normal yang umum pada orang disebut Hb A. dalam Hb terjadi variasi orang yang memiliki Hb C, Hb S, Hb 0.Masing-masing Hb hanya mempunyai perbedaan satu asam amino dari Hb A., lihat tabel 5.1 Hb abnormal. Artinya hanya berbeda pada satu kodogen pada ADN eukromatin, dari ratusan kodogen lain yang melakukan transkripsi pada bagian eukromatin tersebut. Perbedaan pada kodogen umumnya terjadi karena mutasi. Mutasi adalah perubahan pada susunan nukleotida AND terjadi karena gangguan pada suasana lingkungan sel, intra maupun interseluler. Gen dan ADN banyak yang rangkap dalam sel suatu organism. Artinya ganda dalam komponen nukleotida maupun dalam transkripsi dan translasi. Jadi gen A yang akan mensintesa protein A, banyak terdapat dalam suatu inti sel. Hal ini perlu jika suatu ketika sel harus memproduksi protein yang banyak dalam waktu singkat. Seperti pada sel plasma, harus menghasilkan anti bodi (imunoglobulin) yang banyak, diperlukan untuk menyerang benda asing yang masuk tubuh. Gen ganda ini berfungsi sebagai tindakan pengamanan, jika suatu ketika gen A rusak atau bermutasi dan mutant (hasil mutasi) itu berakibat sangat buruk sehingga dapat mematikan sel. Jika masih ada cadangan duplikatnya maka transkripsi akan berlangsung normal. Pembagian kerja antara gen rangkap, sampai saat ini belum diketahui, namun dapat dibayangkan bahwa perubahan dalam komposisi bahan yang masuk ke dalam inti dapat membuat diferensiasi dalam transkripsi. Hal ini mungkin jumlah ARN-m dari berbagai gen yang berbeda, mungkin pula dalam jumlah ARN-m dari atu gen. eksperimen menemukan bahwa jika sel diberi 25



ARN-polimerase yang diambil dari kromatin sel dewasa yang sudah berdifernsiasi, maka sel itu hanya mampu mensintesa enzim tertentu, sesuai dengan jenis enzim yang diproduksi oleh sel dari mana enzim itu diambil. Transkripsi harus bekerja sama dan berinteraksi antara sitoplasma dan inti/kromatin. Makin dewasa umur sel makin terspesialisasi bentuk transkripsi untuk sintesa sejenis protein. Namun potnsi kromatin tetap pluripoten. Oleh sebab itu potensi kromatin untuk diferensiasi dipengaruhi oleh umur sitoplasma sel bersangkutan. Jika dilakukan pencangkokan inti blastomer atau inti sel epitel lapisan lender usus ke ovum yang intinya sudah diangkat atau dibunuh dengan sinar ultraviolet, 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 yang abnormal dan tidak dapat melanjutkan pertumbuhan (mati). Antara gen terjadi interaksi dalam transkripsi suatu jenis protein atau suatu jenis karakter anatomi-fisiologi. Ada karakter yang ditumbuhkan oleh 1 gen, namun banyak pula karakter yang ditumbuhkan oleh banyak gen, namun banyak pula karakter yang ditumbuhkan oleh banyak gen yang bekerja sama dan berinteraksi. Tinggi tubuh, warna kulit/bulu adalah contoh karakter yang ditumbuhkan oleh banyak gen. jika salah satu gen tidak bekerja atau bermutasi maka karakter yang mereka tumbuhkan akan beda dari asal, sehingga menyebabkan difernsiasi. Hetero- atau eu-kromatinnnya bahan genetis dalam sel berdiferensiasi menurut umur embrio. Embrio orang mengandung Hb F (f= fetus, janin) dan selelah alhir digantikan oleh Hb A. berarti gen Hb berubah keaktifannya selelah embrio lahir. Alat tubuh masa embrio banyak perbedaannya dengan masa anak dan dewasa. Katak, waktu berudu bernafas dengan insang, berekor dan tidak berkaki, ampas metabolisme protein berupa NH4OH2 pemakan tumbuhan vegetarian, sedangkan saat dewasa bernafa dengan paru dan kulit, tak berekor, berkaki, ampas metabolisme (eksresi) berupa urea dan karnivora. Maka dengan melihat kenyataan, anatomi tubuhnya berbeda saat berudu dan 26



dewasa. Artinya gen yang aktif saat embrio berbeda dengan yang aktif saat dewasa. Jadi, diferensiasi transkripsi terjadi sesuai dengan umur sel. 2.2.5. Faktor-faktor 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 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 genetic



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. 27



2.3



b.



Interaksi dengan sel-sel terdekat, melalui faktor parakrin.



c.



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



Kelainan Kongenital Kelainan kongenital (congenital disorder, congenital disease, birth defect) adalah keadaan kelainan bayi yang ditemukan pada saat lahir atau sebelum lahir karena berbagai penyebab. Keadaan ini dapat terdeteksi saat sebelum lahir dengan adanya prenatal skrining (diagnosis). Penyebabnya disebut teratogen, yang mengakibatkan perkembangan tidak normal dari sel selama kehamilan dan menyebabkan kerusakan pada embrio. Bahan- bahan yang bersifat teratogenik antara lain infeksi virus rubella, konsumsi alcohol selama kehamilan, merokok selama kehamilan, paparan radiasi sinar X dan sejumlah obat- obatan tertentu. Ada yang menggolongkan penyebab kelainan ini dalam faktor genetic dan lingkungan (environmental factors). Di Amerika Serikat, kejadian birth defect kira-kira 3%, serta menyebabkan kirakira 20% dari kematian bayi. Paling banyak adalah kejadian Congenital Heart Disease diikuti oleh Neural Tube Defect (Birth defect, U.S. Departement of Health & Human Services). 2.3.1. Pengertian Kelainan Kongenital Kelainan kongenital adalah kelainan pada tubuh yang muncul sejak dari periode konsepsi sel telur. Pada umumnya bayi dengan kelainan kongenital dilahirkan dengan berat lahir rendah dan dapat meninggal dalam minggu pertama kehidupannya bila kelainannya berat Para ahli juga menjelaskan bahwa kelainan kongenital merupakan kelainan dalam pertumbuhan struktur bayi. Kelainan kongenital merupakan sering menjadi penyebab terjadinya abortus, lahir mati atau kematian segera setelah lahir. Kematian bayi dalam bulan pertama sering diakibatkan oleh kelainan kongenital yang berat. 2.3.2. Faktor Etiologi Penyebab kelainan kongenital sulit diketahui, tetapi beberapa hal yang mempengaruhinya diketahui dari faktor genetik, faktor lingkungan atau dari kedua



28



faktor secara bersamaan. Beberapa faktor etiologi yang sudah diketahui dapat menyebabkan terjadinya kelainan kongenital antara lain: 1.



Kelainan Genetik dan Kromosom Kelainan genetik pada orang tua sangat besar berpengaruh terhadap kejadian kelainan kongenital pada anaknya. Beberapa contoh kelainan genetika dan kromosom sebagai berikut: a.



Sindrom Turner, Kelainan ini terjadi pada wanita dengan ciri-ciri yaitu perkembangan sex terhambat, payudara kecil, tubuh pendek dan sering mandul.



b. Sindrom Klinefelter, Kelainan yang terjadi pada laki- laki dengan ciri-ciri cenderung seperti wanita, testis tidak normal, keterbelakangan mental dan memiliki payudara tumbuh. c.



Sindrom Down, Kelainan yang ditandai tubuh pendek, mental terbelakang, mata sipit, lidah tebal dan wajah mongoloid.



d. Sindrom Edwards, Kelainan pada wanita yang nampak seperti normal tetapi ciri-ciri sekunder wanita tidak berkembang. 2.



Faktor Mekanik Tekanan mekanik yang dialami janin intrauterin dapat menyebabkan kelainan bentuk tubuh sehingga terjadi deformitas. Sebagai contoh deformitas tersebut yaitu kelainan talipes pada kaki seperti talipes varus, talipes valgus dan talipes equinus serta talipes equinovarus (clubfoot).



3.



Faktor Infeksi Kelainan kongenital yang disebabkan karena infeksi terjadi saat periode organogenesis yaitu trimester pertama kehamilan. Infeksi yang dialami akan menimbulkan gangguan dalam pertumbuhan tubuh. Sebagai contoh infeksi virus Rubella dapat menyebabkan bayi menderita kelainan kongenital katarak pada mata, kelainan sistem pendengarannyaitu tuli dan kelainan jantung bawaan. Beberapa infeksi lain menyebabkan gangguan pertumbuhan dan sistem saraf pusat seperti hidrosefalus, dan mikrosefalus.



29



4.



Faktor Obat Beberapa jenis obat yang diminum wanita hamil pada trimester pertama kehamilan diduga menyebabkan terjadinya kelainan kongenital. Thalidomide adalah obat yang terkenal sebagai obat yang mengakibatkan terjadinya fokomelia atau mikromelia. Demikian halnya dengan jamu diduga erat pula hubungannya dengan terjadinya kelainan kongenital, walaupun belum banyak diketahui secara pasti. Berikut ini berbagai bentuk kelainan jantung karena mengkonsumsi obatobatan. a. ASD (Atrial Septal Defect) Kebocoran pada sekat atrium jantung yang terjadi sejak masa janin awal akibat tidak terjadi penyatuan sekat antara kedua atrium jantung yang menimbulkan lubang disebut defect. b. VSD (Ventricular Septal Defect) Kebocoran pada sekat ventrikel jantung dimana terdapat lubang pada dinding yang memisahkan antara ventrikel kiri dan kanan. c. Tetralogi Fallot Kumpulan kelainan pada jantung yang terdiri dari VSD, penyempitan katup paru-paru, dan penebalan otot ventrikel jantung kanan.



5.



Faktor Umur Ibu Telah diketahui bahwa kelompok ibu berumur 35 tahun atau lebih; angka kejadian melahirkan bayi dengan kelainan kongenital ialah 1: 5500 untuk kelompok ibu berumur < 35 tahun, 1: 600 sedangkan untuk kelompok ibu 30



berumur 35- 39 tahun. Kemudian 1 : 75 untuk kelompok ibu berumur 40-44 tahun dan 1 : 15 untuk kelompok ibu berumur 45 tahun atau lebih. Contoh kelainan kongenital karena usia ibu adalah Mongolisme atau disebut down sindrome yang sering dilahirkan oleh ibu yang usianya mendekati masa menopause. Kelainan kongenital lain yang terjadi karena faktor usia ibu adalah atresia ani.



6.



Faktor Hormonal Faktor hormonal mempunyai hubungan dengan kejadian kelainan kongenital seperti bayi yang dilahirkan oleh ibu hipotiroidisme dan ibu penderita diabetes mellitus kemungkinan untuk menderita gangguan dan kelainann lebih besar dibanding bayi yang dilahirkan oleh ibu normal.



7.



Faktor Radiasi Jika seorang ibu hamil terpapar radiasi pada permulaan kehamiIan mungkin sekali akan dapat menimbulkan kelainan kongenital pada janin yang disebabkan oleh mutasi gen.



8.



Faktor Gizi Frekuensi kejadian kelainan kongenital pada bayi yang dilahirkan oleh ibu yang mengalami kekurangan gizi lebih tinggi dibanding dengan ibu yang baik gizinya. Contoh kelainan yang terjadi akibat ibu kekurangan gizi sebagai berikut: a.



Atrsia esophagus Kelainan yang terjadi akibat esofagus tidak terbentuk secara sempurna, menyempit dan buntu tidak tersambung dengan lambung yang terjadi pada umur kehamilan 3-6 Minggu 31



b.



Defek tabung saraf Kelainan yang terjadi pada saat terbentuknya bakal otak dan korda spinalis yang disebabkan ibu kekurangan zat gizi yaitu asam folat dalam bentuk kelainan spina bifida dan an ensefalus.



9.



Faktor- faktor Lain Beberapa penyebab kelainan kongenital tidak diketahui, namun beberapa faktor seperti janin itu sendiri yang mengalami hipoksia, hipotermi ataupun hipertermi dan faktor lingkungan hidup diduga menjadi penyebab.



2.3.3. Contoh Kelainan Kongenital 1.



Anomali Kongenital Traktus Urinarius Kelainan kongenital traktus urinarius bagian atas menyangkut ginjal, terutama posisi dan bentuknya. Pada traktus urinarius bagian bawah (Congenital Anomalies of the Lower Urinary Tract- CALUT) menyangkut ureter kandung kemih dan uretra. CALUT meliputi ureteropelvic junction (UPJ) dan ureterovesical junction (UVJ). Birth defects pada kandung kemih dan uretra seperti bladder- exstrophy- epispadias complex (BEEC), prune belly syndrome (PBS), dan posterior urethral valves (PUV). CALUT sering disertai dengan antenatal hydronephrosis, urinary tract infections (UTI), chronic kidney disease dan gagal ginjal (renal failure). Imejing pada beberapa kelainan birth defect paling banyak di deteksi dengan ultrasonografi (USG). Bila diperlukan dapat digunakan modalitas imejing radiasi, mulai dari foto polos abdomen, computed tomography, dan lebih jarang lagi adalah excretory urography. CT dengan adanya mesin MDCT (Multi Detector Computed Tomography) dalam mengevaluasi traktus genitor urinary



mengalami



kemajuan



dengan



kemampuan



multiplanner



reconstructions dan post- processing images serta volume rendering techniques (VRT) (2,3). 2.



Toxoplasma Kongenital (Infeksi TORCH) Infeksi viral yang termasuk kelompok TORCH terutama parasit toxoplasma gondii pada ibu hamil, seakan- akan tanpa menimbulkan gejala 32



yang nyata atau tidak berpengaruh terhadap ibu itu sendiri. Tetapi mempunyai dampak yang serius terhadap janin yang dikandungnya. Dapat terjadi keguguran atau seandainya berhasil dalam kelahiran, kemungkinan anak menjadi cacat fisik maupun mental dikemudian hari, dan biasanya akan tetap disandang untuk selamanya. Cacat kongenital ini dapat melanda semua jaringan organ tubuh, termasuk organ sistem syaraf pusat dan perifer yang mengendalikan fungsi- fungsi gerak, penglihatan, pendengaran, sistem kardiovaskuler serta metabolism tubuh. 2.3.4. Pengkajian



Tanda



Dan



Gejala



Klinis



Kelainan



Kongenital



Dalam



Keperawatan 1.



Patogenesa Kelainan Jantung Kongenital Kelainan Jantung Kongenital adalah kelainan struktural dan atau pembuluh darah besar intrathorakal yang menimbulkan gangguan fungsi kardiovaskuler terjadi sejak sebelum bayi lahir. Kelainan sering tidak memberi gejala tetapi baru muncul setelah bayi berusia beberapa bulan atau beberapa tahun. Kejadian kelainan jantung kongenital dimulai pada usia lima sampai delapan Minggu saat jantung dan pembuluh darah besar dibentuk yang disebabkan oleh faktor prenatal seperti infeksi rubella, influensa atau chicken fox pada seorang ibu. Faktor lain yaitu diabetes mellitus, radiasi, gizi buruk, kecanduan obat-obatan dan alkohol. Kelainan jantung congenital menyebabkan perubahan hemodinamik utama yaitu campurnya darah arteri dari vena dan perubahan aliran darah pulmonal. Perubahan pada aliran darah, percampuran darah vena dan arteri, serta kenaikan tekana pulmonal tersebut akan meningkatkan kerja jantung. Pada akhirnya akan muncul gejala dan tanda gagal jantung, perfusi tidak adekuat dan kongesti pulmonal.



2.



Tanda Dan Gejala a.



Pada bayi: 1) Dispnea 33



2) Infeksi saluran pernafasan 3) Tachikardia >200 kali/menit 4) Suara jantung murmur 5) Sianosis 6) BB rendah b.



Pada anak-anak 1) Dispnea 2) Tumbuh kembang terganggu 3) Sianosis 4) Intolernsi aktifitas 5) Infeksi saluran nafas



3.



Pemeriksaan Penunjang a.



EKG adanya gambaran hipertropi ventrikel.



b.



Rontgen gambaran cardiomegali.



c.



Pemeriksaan darah adanya leukositosis, cardiac iso enzim (CPK & CKMB) meningkat.



4.



Rencana Asuhan Keperawatan a.



Tirah baring.



b.



Pertahankan jalan nafas paten.



c.



Kaji status nutrisi untuk pemenuhan kebutuhan energi.



d.



Monitor intake-output cairan.



e.



Monitor denyut jantung.



f.



Kolaborasi dengan dokter untuk pemberian cairan IV



34



BAB III PENUTUP 3.1. Kesimpulan Pertumbuhan adalah peningkatan jumlah komponen dari suatu organisme secara teratur. Dengan demikian, peningkatan pada ukuran sel yang terjadi bila sel mengambil air atau menimbun lemak atau polisakarida bukanlah pertumbuhan sejati. Pertumbuhan dapat didefinisikan sebagai peningkatan komponenkomponen seluler. Fase pertumbuhan sel yaitu : fase lag, eksponensial, stationer, kematian. Pembelahan sel yaitu peristiwa penambahan jumlah sel, dimana sel induk akan mentransferkan informasi genetik ke sel anak melalui proses pembelahan bertahap, yang bertujuan untuk mendapatkan anak yang memiliki informasi genetis yang sama persis dengan induknya. Pembelahan sel terbagi dua yaitu : prokariotik dan eukariotik. Diferensiasi adalah suatu proses yang mengarahkan pola ekspresi suatu gen pada sel tertentu. Kongenital adalah kelainan dalam pertubuhan struktur bayi yang timbul semenjak kehidupan hasil konsepsi sel telur Perkembangbiakan sel adalah akibat pertumbuhan; pada organisme uniseluler, pertumbuhan mengakibatkan peningkatan jumlah individu yang merupakan anggota suatu populasi atau biakan. Pembiakan adalah proses perbanyakan organisme dengan menyediakan keadaan lingkungan yang tepat. Mikroorganisme yang sedang tumbuh membuat tiruan dirinya sendiri, untuk itu bakteri membutuhkan aspek fisik dan aspek kimia untuk dapat melakukan metabolisme tubuhnya untuk dapat tumbuh.



35



Diferensiasi merupakan proses tumbuh dan berkembangnya sel ke arah fungsi khusus yang tidak dimiliki oleh sel asal. Diferensiasi berlangsung sewaktu embrio, berkat diferensiasi suatu individu bentuk definitive jadi terdiri atas berbagai macam jaringan. Kelainan kongenital adalah kelainan pada tubuh yang muncul sejak dari periode konsepsi sel telur. Pada umumnya bayi dengan kelainan kongenital dilahirkan dengan berat lahir rendah dan dapat meninggal dalam minggu pertama kehidupannya bila kelainannya berat 3.2. Saran Mungkin dalam penulisan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu kami mengharapkan, kritik dan saran yang sifatnya membangun demi kesempurnaan makalah ini. Agar dalam penulisan makalah kedepannya bisa lebih baik.



36



DAFTAR PUSTAKA Bambang, S. 2006. BIOLOGI SMA Kelas XII. Jakarta : Erlangga Campbell, Neil A. Reece, Jane B. 2002. Biologi jilid 1. Jakarta : Erlangga Foster, Bob. 2008. Koding IPA. Bandung : Ganesha Opertaion Heddy, Suwasono. 1990. BIOLOGI SEL. Jakarta : Rajawali Pers Satilah, Siti. 1982. BIOLOGI. Jakarta : Gramedia https://www.dosenpendidikan.co.id/diferensiasi-sel/ http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/30424 Bambang, S. 2006. BIOLOGI SMA Kelas XII. Jakarta : Erlangga Campbell, Neil A. Reece, Jane B. 2002. Biologi jilid 1. Jakarta : Erlangga Foster, Bob. 2008. Koding IPA. Bandung : Ganesha Opertaion Heddy, Suwasono. 1990. BIOLOGI SEL. Jakarta : Rajawali Pers Satilah, Siti. 1982. BIOLOGI. Jakarta : Gramedia Uyanto. 2016. Patologi. Modul Keperawatan. Jakarta: PPSDM Kesehatan. Washudi, dan Tanto Haryanto. 2016. Biomedik Dasar. Modul Keperatan. Jakarta: PPSDM Kesehatan http://eprints.undip.ac.id/44182/2/BAB_I.pdf http://repository.unimus.ac.id/2626/3/BAB%20II.pdf Ebook berjudul : Biologi Sel, diakses dari : https://books.google.co.id/books? id=W8hTDwAAQBAJ&pg=PA166&dq=sel&hl=id&sa=X&ved=2ahUKEwj31bd7pruAhWYF3IKHVqLA8AQ6AEwAHoECAAQAg#v=onepage&q=sel&f=false Suyanto. (2017). Patologi Keperawatan. Pusat Pendidikan Sumber Daya Manusia Kesehatan : Jakarta. Di akses tanggal 20 Januari 2021. dari : http://bppsdmk.kemkes.go.id/pusdiksdmk/wp-content/uploads/2017/08/PatologiKeperawatan-Komprehensif.pdf pukul: 09.00. Ebook berjudul : Imejing Diagnostik pada Anomali Kongenital Sistem Traktus Urinarius diakses dari : 37



https://books.google.co.id/books? id=u0V7DwAAQBAJ&pg=PA52&dq=kelainan+kongenital&hl=id&sa=X&ved=2ahUK EwjN_dXJ0qnuAhWP63MBHfp_BSUQ6AEwAXoECAQQAg#v=onepage&q=kelainan %20kongenital&f=false Ebook berjudul : Torch Akibat & Solusinya, diakses dari : https://books.google.co.id/books? id=SIionRwiX8gC&pg=PA65&dq=kelainan+kongenital&hl=id&sa=X&ved=2ahUKEwj N_dXJ0qnuAhWP63MBHfp_BSUQ6AEwCHoECAMQAg#v=onepage&q=kelainan %20kongenital&f=false



38