Ketika saya mempelajari MK Biologi Sel saya disuruh membuat makalah dan format presentasi powerpoint untuk salah satu tugas yang dikasih dosen. Cukup sulit memang, tapi saya dan kelompok telah berhasil membuiat suatu makalah mengenai Diferensiasi Se, ini dia makalah nya.
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar
belakang makalah
Proses
yang menyebabkan sekumpulan sel menjadi berbeda-beda dalam dalam struktur,
fungsi dan prilaku. Diferensiasi berlangsung waktu embrio.Berkat diferensiasi
suatu indifidu 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 sifat dasar diferensiasi sel,
tempat diferensiasi, faktor diferensiasi, dan apa saja yang mempengaruhi proses
diferensiasi sel.
1.2 Rumusan masalah
1. Apa yang dimaksud dengan diferensiasi
sel?
2.
Bagaimana tahapan-tahapan dalam proses diferensiasi sel?
3.
Apakah gaktor-faktor yang mempengaruhi proses
difernsiasi sel?
1.3 Tujuan
penulisan
1. Untuk
mengetahui tentang diferensiasi sel
2. Untuk
mengetahui bagaimana proses dan tahapan-tahapan diferensiasi
3.Untuk
mengetahui apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi proses diferensiasi sel
PEMBAHASAN
2.1 Sifat Dasar Diferensiasi
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. 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 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 secarakeseluruhan
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 setelah mengalami diferensiasi terbentuk
sel darah merah yang tidak mengandungnukleus.
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.
Dengan
diferensiasi terjadilah spesialisasi bagi berbagai populasi sel
anak.Spesialisasi itu terjadi baik intra maupun ekstraseseluler. Spesialisasi
intra ialah:
1.
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.
2.
Sel
kelenjar penghasil enzim mengandung retikulum endoplasma kasar yang banyak dan
alat golgi yang besar.
3.
Sel
epitel kulit mengandung retikulum endoplasma banyak dan giat memeroduksi serat
keratin.
4.
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.
Sepesialisasi
ekstra ialah seperti pembentukan serat ekstraseluler oleh sel-sel fibroblast
pada jaringan pengikat dan menunjang, lalu pembentukan bahan matriks (kandung),
yang bagi sejenis jaringan dan populasi sel adalah khas.
2.2
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 spermatozon. 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. Setelah 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.
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 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.
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.
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 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.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 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.
2.4 Faktor-faktor yang
menyebabkan terjadinya diferensiasi
Faktor yang menyebabkan terjadinya diferensiasi sel
ada dua yaitu ekstrinsik dan intrinsik.
1. Faktor
Ekstrinsik
Faktor ekstrinsik adalah faktor
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 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 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). 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 myosin adalah protein.Untuk
terbentuknya mikrofilamen diperlukan enzim dan enzim terbentuk 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.
Diferensiasi untuk menjadi sel
kelenjar akan menghasilkan lender, enzim, hormone dan antibody harus melewati
sintesa protein. Bahan-bahan sel yang telah berdifernsiasi mengandung gabungan
protein, lemak atau karbohidrat, diproses dalam mitokondria dan badan golgi.
Jika berbeda jumlah, komposisi dan
keisomeran asam amino, maka proteinnya pun akan berbeda pula. Untuk
terbentuknya sejenis protein yang dibina atas beratus-ratus asam amino,
walaupun jenis asam amino hanya sekitar 20 macam, diperlukan banyak
enzim.Setiap tingkat reaksi sssskimia dalam sel, memerlukan enzim khusus. Jenis
protein atau bahan protoplasma yang terbentuk dalam diferensiasi dapat
beribu-ribu jenis, maka jenis enzim yang diperlukan untuk pembentukannya pun
berlipat ganda banyaknya, mungkin sampai ratusan ribu jenis.
Setiap enzim dikode oleh sejenis
gen. jika suatu protein atau bahan protoplasma disintesa dengan memerlukan lima tahap reaksi, berarti lima
jenis enzim 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 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 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 naik-turun 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, 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.
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 daerah gen. Apabila gen sedang aktif
bertranskripsi maka pada suatu daerah pita-pita tersebut akan menjadi gembungan.
Apabila ulat serangga diberi suntikan hormon pertumbuhan tingkat larva
(juvenile hormone), makaakan tampak gembungan pada daerah tertentu kromatin.
Timbulnya gembungan pada beberapa
tempat kromatin sel ulat lalat buah, disebabkan adanya rangsang dari hormon
pertumbuhan ulat.
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 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 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)
Tabel 2.1 Hb Abnormal
No.
|
Nama Hb Abnormal
|
Perubahan asam amino dari I ke
|
1.
|
Hb J Toronto
|
Alanin
à aspartat
|
2.
|
Hb I Texas
|
Lisin
à glutamate
|
3.
|
Hb G Honolulu
|
Glutamate Ã
glutamine
|
4.
|
Hb M boston
|
Histidin
à tirosin
|
5.
|
Hb M Indonesia
|
Glutamate Ã
lisin (rantai)
|
6.
|
Hb S
|
Glutamate Ã
valin
|
7.
|
Hb C
|
Glutamate Ã
lisin (rantai)
|
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 setelah alhir digantikan oleh Hb A. berarti gen Hb
berubah keaktifannya setelah 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 dewasa.
Artinya gen yang aktif saat embrio berbeda dengan yang aktif saat dewasa. Jadi,
diferensiasi transkripsi terjadi sesuai dengan umur sel.
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).1
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.2
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. 3
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.
b) Interaksi
dengan sel-sel terdekat, melalui faktor parakrin.
c) Sekresi
berbagai faktor (faktor autokrin), termasuk faktor tumbuh.
BAB 3
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Diferensiasi adalah proses yang
menyebabkan sekumpulan sel menjadi berbeda-beda dalam struktur, fungsi dan
prilaku. Diferensiasi berlangsung waktu embrio.Karena diferensiasi suatu
individu bentuk definitif dan menjadi berbagai macam jaringan.Dengan
diferensiasi terjadi pembagian aktivitas tubuh, sehingga menjadi efektif.Pada
seluruh mahluk individu mengalami diferensiasi, bahkan termasuk mahluk
uniseluler.Diferensiasi terjadi dalam beberapa tahapan.
3.2
Saran
Demikian makalah ini disusun
diharapkan menjadi sumber informasi bagi mahasiswa maupun semua kalangan
masyarakat. Kami menyadari bahwa penyusunan makalah ini kurang baik dan masih
terdapat banyak kekurangan, sehingga kritik dan saran membangun dari pembaca
sangat kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini
DAFTAR PUSTAKA
Mustamir.(2010).
Nukleus dan diferensiasi sel [online]
Tersedia
: http//zaifbio.com/category/diferensiasi-sel[20 maret 2012]
Yatim,
wildan: Biologi sel. Tarsito, Bandung
1996
Semoga bermanfaat, bagi agan-agan dalam pengetahuan maupun dalam tugas-tugasnya.
Salam