Inti sel dan siklus hidup sel

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Inti sel atau nukleus adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linier panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti .Inti adalah organel yang hadir berbentuk bulat di setiap sel eukariotik. Ini adalah pusat kendali sel eukariotik, bertanggung jawab untuk koordinasi gen dan ekspresi gen. Struktur inti meliputi membran nuklir, nukleoplasma, kromosom dan nucleolus .Membran Inti sel memiliki 3 bagian utama yaitu membran luar, ruang perinuklear, membran dalam. Pada kajian ilmu Biologi, Sel adalah unsur terkecil yang menyusun suatu organisme. Dalam perjalanan hidupnya, sel tidaklah statis, namun ia senantiasa melakukan kegiatan memperbanyak diri dalam konteks perkembangbiakan, pembelahan sel bertujuan agar reproduksi dan embriogenesis dapat berkelanjutan. Sel induk gamet (gametogonium) harus terlebih dahulu berploriferasi, setelah itu gametosit mengalami pembelahan reduksi. Bila pembuahan terjadi, maka embryogenesis terjadi yang pada prinsipnya berlangsung dengan cara perbanyakan satu sel zygote menjadi ribuan sampai milyaran sel.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Inti Sel

Inti sel atau nukleus adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linier panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri .

Gambar 2.1 Inti sel

Inti adalah organel yang hadir berbentuk bulat di setiap sel eukariotik. Ini adalah pusat kendali sel eukariotik, bertanggung jawab untuk koordinasi gen dan ekspresi gen. Struktur inti meliputi membran nuklir, nukleoplasma, kromosom dan nucleolus .

A. Sejarah Inti sel

Nukleus adalah organel pertama yg ditemukan, yang pertama kali dideskripsikan oleh Franz Bauer pada 1802 dan dijabarkan lebih terperinci oleh ahli botani Skotlandia, Robert Brown, pada tahun 1831. Pada satu sel umumnya ditemukan hanya satu nukleus. Namun, beberapa jaringan tertentu, atau beberapa spesies tertentu memiliki lebih daripada satu nukleus. Inti-inti dalam sel multinuklei ini dapat memiliki peran yang saling mengganti atau saling mengkhususkan diri. Pada Paramecium, terdapat dua inti sel: makronukleus (inti besar) dan mikronukleus (inti kecil). Makronukleus menjamin keberlangsungan hidup, sedangkan mikronukleus bertanggung jawab terhadap reproduksi.

B.Struktur dan fungsi Inti sel

Elemen struktural utama nukleus adalah membran inti, suatu membran ganda fosfolipid yang membungkus keseluruhan organel dan memisahkan bagian inti dengan sitoplasma sel, serta lamina inti, suatu struktur dalam nukleus yang memberi dukungan mekanis seperti sitoskeleton yang menyokong sel secara keseluruhan.

Secara garis besar, membran inti terdiri atas tiga bagian yaitu :

1. Membran luar
2. Ruang perinuklear.
3. Membran dalam.

Membran luar dari nukleus berkesinambungan dengan retikulum endoplasma (RE) kasar yang bertaburan dengan ribosom.Sifat membran inti yang tak permeabel terhadap sebagian besar molekul membuat nukleus memerlukan pori inti agar molekul dapat bergerak melintasi membran. Pori nukleus bagaikan terowongan yang terletak pada membran nukleus yang berfungsi menghubungkan nukleoplasma dengan sitosol.

Fungsi utama dari pori nukleus adalah untuk sarana pertukaran molekul antara nukleus dengan sitoplasma. Molekul yang keluar, kebanyakan mRNA, digunakan untuk sintesis protein.

Pori nukleus tersusun atas 4 subunit yaitu :

1. Subunit kolom berfungsi dalam pembentukan dinding pori nukleus.
2. subunit anular berguna untuk membentuk spoke yang mengarah # menuju tengah dari pori nukleus.
3. subunit lumenal mengandung protein transmembran yang menempelkan kompleks pori nukleus pada membran nukleus.
4. subunit ring berfungsi untuk membentuk permukaan sitosolik (berhadapan dengan sitoplasma) dan nuklear (berhadapan dengan nukleoplasma) dari kompleks pori nukleus.

Meskipun bagian dalam nukleus tidak mengandung badan yang dibatasi oleh membran, isi nukleus tidak seragam dan memiliki beberapa badan subnukleus yang terbentuk dari protein-protein unik, molekul RNA, serta gugus DNA. Contoh utama dari badan subnukleus adalah nukleolus, yang terutama terlibat dalam pembentukan ribosom. Setelah diproduksi oleh nukleolus, ribosom diekspor ke sitoplasma untuk menjalankan fungsi translasi mRNA .

Inti adalah organel yang paling menonjol dibandingkan dengan organel sel lainnya, yang menyumbang sekitar 10 persen dari volume sel. Secara umum, sel eukariotik hanya memiliki satu inti. Namun, beberapa sel eukariotik adalah sel enukleasi (tanpa inti), misalnya, sel-sel darah merah (eritrosit), padahal beberapa multinukleat (terdiri dari dua atau lebih inti), misalnya, jamur lendir. Inti dipisahkan dari seluruh sel atau sitoplasma oleh membran inti.

 Inti Sel Inti sel terdiri dari membran inti (lapisan inti), nukleoplasma, nukleolus dan kromosom. Nukleoplasma, juga dikenal sebagai karyoplasma, adalah matriks ada di dalam nukleus. Mari kita bahas secara singkat tentang beberapa bagian dari inti sel.

a. Membran inti

Membran nukleus adalah struktur berlapis ganda yang membungkus isi inti. Lapisan luar dari membran terhubung ke retikulum endoplasma. Sebuah ruang berisi cairan atau ruang perinuklear hadir antara dua lapisan membran inti. Inti berkomunikasi dengan bagian lain dari sel atau sitoplasma melalui beberapa celah yang disebut pori-pori inti. Pori-pori inti adalah situs untuk pertukaran molekul besar (protein dan RNA) antara inti dan sitoplasma .

b. kromosom

Kromosom yang hadir dalam bentuk string DNA dan histon (molekul protein) yang disebut kromatin. Kromatin lebih lanjut diklasifikasikan menjadi heterokromatin dan eukromatin berdasarkan fungsi. Jenis yang pertama adalah sangat kental, bentuk transkriptionalli aktif, kebanyakan hadir berdekatan dengan membran nuklir. Di sisi lain, euchromatin adalah organisasi halus, kurang kental kromatin, yang ditemukan berlimpah dalam sel transkrip.

c. nukleolus

Nucleolus adalah berbentuk struktur padat, bulat ada di dalam nukleus. Beberapa organisme eukariotik memiliki inti yang berisi hingga empat nukleolus. Nucleolus memainkan peran tidak langsung dalam sintesis protein dengan memproduksi ribosom. ribosom Ini adalah organel sel yang terdiri dari RNA dan protein, mereka diangkut ke sitoplasma, yang kemudian melekat pada retikulum endoplasma. Ribosom adalah organel penghasil protein sel. Nukleolus menghilang ketika sel mengalami pembelahan dan direformasi setelah selesainya pembelahan sel.

 Fungsi Inti Seluler

Berbicara tentang fungsi inti sel, ia mengendalikan karakteristik keturunan dari suatu organisme. Organel ini juga bertanggung jawab untuk sintesis protein, pembelahan sel, pertumbuhan dan diferensiasi. Berikut adalah daftar fungsi penting yang dilakukan oleh inti sel.

1. Penyimpanan materi herediter, gen dalam bentuk helai DNA yang panjang dan tipis (asam deoksiribonukleat), disebut sebagai kromatin.
2. Penyimpanan protein dan RNA (asam ribonukleat) dalam nukleolus.
3. Inti adalah sebuah situs untuk transkripsi di mana RNA duta (mRNA) yang diproduksi untuk sintesis protein.
4. Pertukaran molekul keturunan (DNA dan RNA) antara inti dan bagian lain dari sel.
5. Selama pembelahan sel, khromatin disusun ke dalam kromosom dalam inti.
6. Produksi ribosom (pabrik protein) dalam nukleolus.
7. Transportasi selektif dan energi molekul melalui pori-pori inti.

Ketika inti mengatur integritas gen dan ekspresi gen yang juga disebut sebagai pusat kontrol sel. Inti berisi semua materi genetik dari suatu organisme seperti kromosom, DNA, gen, dll .

2.2. SIKLUS HIDUP SEL

Pada kajian ilmu Biologi, Sel adalah unsur terkecil yang menyusun suatu organisme. Dalam perjalanan hidupnya, sel tidaklah statis, namun ia senantiasa melakukan kegiatan memperbanyak diri dalam konteks perkembangbiakan, pembelahan sel bertujuan agar reproduksi dan embriogenesis dapat berkelanjutan. Sel induk gamet (gametogonium) harus terlebih dahulu berploriferasi, setelah itu gametosit mengalami pembelahan reduksi. Bila pembuahan terjadi, maka embryogenesis terjadi yang pada prinsipnya berlangsung dengan cara perbanyakan satu sel zygote menjadi ribuan sampai milyaran sel.

Siklus sel yang berlangsung kontinu dan barulang (siklik) disebut poliferasi. Keberhasilan sebuah poliferasi membutuhkan transisi unidireksional dan teratur dari satu fase siklus sel menuju fase berikutnya. Jenjang reaksi kimia organic yang terjadi seyogyanya diselesaikan sebelum jenjang berikutnya dimulai. Sebagai contoh, dimulainya fase mitosis sebelum selesainya tahap replikasi DNA akan menyebabkan sel tereliminasi.

Pada sel prokariot yang tidak memiliki inti sel, siklus sel terjadi melalui suatu proses yang disebut pembelahan biner, sedang pada sel eukariot yang memiliki inti sel, siklus sel terbagi menjadi dua fase fungsional, fase S dan M, dan fase persiapan, G₁ dan G₂:

1.      Fasa S (sintesis)

Merupakan tahap terjadinya replikasi DNA. Pada umumnya, sel tubuh manusia membutuhkan waktu sekitar 8 jam untuk menyelesaikan tahap ini. Hasil replikasi kromosom yang telah utuh, segera dipilah bersama dengan dua nuklei masing-masing guna proses mitosis pada fase M.

2.      Fasa M (mitosis)

Interval waktu fase M kurang lebih 1 jam. Tahap di mana terjadi pembelahan sel (baik pembelahan biner atau pembentukan tunas). Pada mitosis, sel membelah dirinya membentuk dua sel anak yang terpisah. Dalam fase M terjadi beberapa jenjang fase, yaitu:

• Profase, fase terjadinya kondensasi kromosom dan pertumbuhan pemintalnya. Pada saat ini kromosom terlihat di dalam sitoplasma.

• Prometafase, pada fase ini sampul inti sel terlarut dan kromosom yang mengandung 2 kromatid mulai bermigrasi menuju bidang ekuatorial (piringan metafase).

• Metafase. kondensasi kromosom pada bidang ekuatorial mencapai titik puncaknya

• Anafase. Tiap sentromer mulai terpisah dan tiap kromatid dari masing-masing kromosom tertarik menuju pemintal kutub.

• Telofase. Kromosom pada tiap kutub mulai mengalami dekondensasi, diikuti dengan terbentuknya kembali membran inti sel dan sitoplasma perlahan mulai membelah

• Sitokinesis. Pembelahan sitoplasma selesai setelah terjadi oleh interaksi antara pemintal mitotik, sitoskeleton aktomiosin dan fusi sel, dan menghasilkan dua sel anak yang identik.

3.      Fasa G (gap)

Fasa G yang terdiri dari G₁ dan G₂ adalah fase sintesis zat yang diperlukan pada fase berikutnya. Pada sel mamalia, interval fase G₂ sekitar 2 jam, sedangkan interval fase G₁ sangat bervariasi antara 6 jam hingga beberapa hari. Sel yang berada pada fase G₁ terlalu lama, dikatakan berada pada fase G₀ atau “quiescent”. Pada fase ini, sel tetap menjalankan fungsi metabolisnya dengan aktif, tetapi tidak lagi melakukan proliferasi secara aktif. Sebuah sel yang berada pada fase G₀ dapat memasuki siklus sel kembali, atau tetap pada fase tersebut hingga terjadi apoptosis.

Pada umumnya, sel pada orang dewasa berada pada fase G₀. Sel tersebut dapat masuk kembali ke fase G₁ oleh stimulasi antara lain berupa: perubahan kepadatan sel, mitogen atau faktor pertumbuhan, atau asupan nutrisi.
 

4.      Interfase

Merupakan sebuah jedah panjang antara satu mitosis dengan yang lain. Jedah tersebut termasuk fase G₁, S, G₂.

A.    Reproduksi Sel

Kita mengenal tiga jenis reproduski sel, yaitu Amitosis, Mitosis dan Meiosis (pembelahan reduksi).

1.    Amitosis adalah reproduksi sel di mana sel membelah diri secara langsung tanpa melalui tahap-tahap pembelahan sel. Pembelahan cara ini banyak dijumpai pada sel-sel yang bersifat prokariotik, misalnya pada bakteri, ganggang biru.

2.     Mitosis adalah cara reproduksi sel dimana sel membelah melalui tahap-tahap yang teratur, yaitu Profase Metafase-Anafase-Telofase. Antara tahap telofase ke tahap profase berikutnya terdapat masa istirahat sel yang dinarnakan Interfase (tahap ini tidak termasuk tahap pembelahan sel). Pada tahap interfase inti sel melakukan sintesis bahan-bahan inti.Secara garis besar ciri dari setiap tahap pembelahan pada mitosis adalah sebagai berikut:

a.      Interfase

Ciri-ciri fase interfase sebagai berikut :

• Selaput nukleus membatasi nukleus

• Nukleus mengandung satu atau lebih nukleolus

• Dua sentrosom telah terbentuk memlalaui replikasi sentrosom tunggal

• Pada sel hewan, setiap sentrosom memiliki dua sentrosom

• Kromosom yang diduplikasikan selama fase S, tidak bisa dilihat secara individual karena belum terkondensasi.

Gambar 2.2 interfase

b.     Profase

Ciri-ciri fase profase sebagai berikut :

• Serat-serat kromatin menjadi terkumpar lebih rapat, terkondensasi menjadi kromosom diskret yang dapat diamati dengan mikroskop cahaya.

• Nukleolus lenyap

• Gelendong mitotik mulai terbentuk. Gelendong ini terdiri atas sentrsom dan mikrotubulus yang menjulur dari sentrosom.

• Sentrosom-sentrosom bergerak saling menjauhi, tampaknya didorong oleh mikrotubulus yang memanjang di antaranya.

Gambar 2.3 Profase

c.      Prometafase

Gambar 2.4 Prometaphase

Ciri-ciri fase prometafase sebagai berikut :

• Selaput nukleus terfragmentasi

• Mikrotubulus yang menjulur dari masing-masing sentrosom kini dapat memasuki wilayah nukleus.

• Kromosom menjadi semakin terkondensasi

•  Masing-masing dari kedua kromatid pada setiap kromosom kini memiliki kinetokor, struktur protein terspesialisasi yang terletak pada sentromer.

• Beberapa mikrotubulus melekat pada kinetokor menjadi mikrotubulus kinetokor.

• Mikrotubulus nonkinetokor berinteraksi dengan sejenisnya yang berasal dari kutub gelendong yang bersebrangan

d.     Metafase

Gambar 2.5 Metafase

Ciri-ciri fase metafase sebagai berikut :

•  Merupakan tahap mitosis yang paling lama, seringkali berlangsung sekitar 20 menit.

• Sentrosom kini berada pada kutub-kutub sel yang bersebrangan.

• Kromosom berjejer pada lempeng metafase, bidang khayal yang berada di pertengahan jarak antara kedua kutub gelendong. Sentromer-sentromer kromosom berada di lempeng metafase.

• Untuk setiap kromosom, kinetokor kromatid saudara melekat ke mikrotubulus kinetokor yang berasal dari kutub yang bersebrangan

e.      Anafase

Gambar 2.6 Anafase

Ciri-ciri fase anafase sebagai berikut :

• Merupakan tahap mitosis yang paling pendek, seringkali berlangsung hanya beberapa menit.

• Anafase di mulai  ketika protein kohesin terbelah. Ini memungkinkan kedua kromatid saudara dari setiap pasangan memisah secara tiba-tiba. Setiap kromatid pun menjadi satu kromosom utuh.

• Kedua kromosom anakan yang terbebas mulai bergerak menuju ujung-ujung sel yang berlawanan saat mikrotubulus kinetokor memendek. Karena mikrotubulus ini melekat ke wilayah sentromer terlebih dahulu.

• Sel memanjang saat mikrotubulus nonkinetokor memanjang.
•  Pada akhir anafase, kedua ujung sel memilki koleksi kromosom yang sama dan lengkap.

f.      Telofase

Gambar 2.7 Telofase

Ciri-ciri fase telofase sebagai berikut :

• Dua nukleus anakan terbentuk dalam sel.

• Selaput nukleus muncul dari fragmen-fragmen selaput nukleus sel induk dan bagian-bagaian lain dari sistem endomembran.

• Nukleolus muncul kembali.

• Kromosom menjadi kurang terkondensasi

• Mitosis, pembelahan satu nukleus menjadi nukleus yang identik secara genetik, sekarang sudah selesai.

Gambar 2.8 Gambaran umum fase mitosis

3.     Meiosis (Pembelahan Reduksi) adalah reproduksi sel melalui tahap-tahap pembelahan seperti pada mitosis, tetapi dalam prosesnya terjadi pengurangan (reduksi) jumlah kromosom. Meiosis terbagi menjadi dua tahap besar yaituMeiosis I dan Meiosis II Baik meiosis I maupun meiosis II terbagi lagi menjadi tahap-tahap seperti pada mitosis. Secara lengkap pembagian tahap pada pembelahan reduksi adalah sebagai berikut :

Gambar 2.9 Meiosis

Berbeda dengan pembelahan mitosis, pada pembelahan meiosis antara telofase I dengan profase II tidak terdapat fase istirahat (interface). Setelah selesai telofase II dan akan dilanjutkan ke profase I barulah terdapat fase istirahat atau interface.

Perbedaan mitosis dengan miosis

Aspek yang dibedakan	Mitosis	Meiosis
Tujuan	Untuk pertumbuhan	Sifat mempertahan-kan diploid
Hasil pembelahan	2 sel anak	4 sel anak
Sifat sel anak	diploid (2n)	haploid (n)
Tempat terjadinya	sel somatis	sel gonad

Tabel 2.1 Perbedaan mitosis dan miosis

Pada hewan dikenal adanya peristiwa meiosis dalam pembentukan gamet,

yaitu Oogenesis dan Speatogenesis.Sedangkan pada tumbahan dikenal Makrosporogenesis (Megasporogenesis) dan Mikrosporogenesis.

.Faktor-faktor yang mempengaruhi pembelahan sel

·         Penempelan (sel bertumpu): sel membelah setelah sel bertumpu/menempel

• Kerapatan sel: sel berhenti membelah setelah seluruh permukaan dilipisi satu lapis sel

·         Faktor pertumbuhan (growth factors): walau seluruh permukaan telah penuh sel, bila ditambahi faktor pertumbuhan sel maka pembelahan sel berlangsung mengakibatkan penumpukan sel

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Inti sel atau nukleus adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Inti adalah organel yang hadir berbentuk bulat di setiap sel eukariotik. Ini adalah pusat kendali sel eukariotik, bertanggung jawab untuk koordinasi gen dan ekspresi gen. Struktur inti meliputi membran nuklir, nukleoplasma, kromosom dan nucleolus .

Pada sel prokariot yang tidak memiliki inti sel, siklus sel terjadi melalui suatu proses yang disebut pembelahan biner, sedang pada sel eukariot yang memiliki inti sel, siklus sel terbagi menjadi dua fase fungsional, fase S dan M, dan fase persiapan, G₁ dan G₂.

 tiga jenis reproduski sel, yaitu Amitosis, Mitosis dan Meiosis. Amitosis adalah reproduksi sel di mana sel membelah diri secara langsung tanpa melalui tahap-tahap pembelahan sel. Mitosis adalah cara reproduksi sel dimana sel membelah melalui tahap-tahap yang teratur, yaitu Profase Metafase-Anafase-Telofase. Antara tahap telofase ke tahap profase berikutnya terdapat masa istirahat sel yang dinarnakan Interfase (tahap ini tidak termasuk tahap pembelahan sel). Meiosis (Pembelahan Reduksi)adalah reproduksi sel melalui tahap-tahap pembelahan seperti pada mitosis, tetapi dalam prosesnya terjadi pengurangan (reduksi) jumlah kromosom. 

Daftar Pustaka

Sumadi,A.Marianti.2007.Biologi sel.Yogyakarta:Graha Ilmu.

Inti Sel (Wikipedia di akses pada 24 september2014)

http://id.wikipedia.org/wiki/Inti_sel.

Struktur dan fungsi inti sel (blog:Sridianti di akses pada tanggal 24 september 2014)  http://www.sridianti.com/struktur-fungsi-inti-sel.html
Siklus Sel (Wikipedia Indonesia ensiklopedia bebas di akses pada tanggal 24 september 2014) http://id.wikipedia.org/wiki/Siklus

Siklus dan pembelahan sel ( Anonim,Diakses pada tanggal 24 september 2014)

http://www.biologi-sel.com/2012/06/siklus-dan-pembelahan-sel.html