makalah biologi sel pembelahan dan siklus sel, pertumbuhan dan diferensiasi sel

TUGAS 6

PEMBELAHAN DAN SIKLUS SEL, PERTUMBUHAN DAN DIFERENSIASI SEL

DISUSUN OLEH:

NAMA      : YAHYA PINTOR NST

NIM           : 4112220010

KELAS     : NONDIK B 2011

                                                                                
                                                                                

JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

2012

KATA PENGANTAR

            Puji syukur saya haturkan kepada Tuhan yang Maha Esa, karena atas ridho-Nya lah makalah yang berjudul pelestarian keanekaragaman makhluk hidup ini dapat terselesaikan. Serta para pihak yang telah membantu penyusunan makalah ini. Adapun tujuan dalam penyusunan makalah ini agar dapat menjadi rujukan untuk mempelajari tentang pembelahan, siklus sel, pertumbuhan dan diferensiasi sel.

            Dengan makalah ini kami mencoba memaparkan sedikit mengenai pembelahan sel prokariot dan pembelahan sel eukariot, tentang amitosis dan meiosis, serta diferensiasi sel.

            Dalam penulisan makalah ini penulis mencoba semaksimal mungkin dalam penyusunannya. Namun tidak ada gading yang tak retak, begitupun dengan makalah ini, oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari pembaca guna memperbaiki makalah sederhana ini.

            Semoga makalah ini dapat menambah ilmu pengetahuan,wawasan mengenai materi pembelahan, siklus sel, pertumbuhan dan diferensiasi sel.

Medan, 01 Desember 2012

                                                                                                                     Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .................................................................................................  i   

DAFTAR ISI ...............................................................................................................  ii

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .......................................................................................................  1-2

1.2 Rumusan Masalah...................................................................................................   2

1.3 Tujuan  ...................................................................................................................  2

1.4 Manfaat  ................................................................................................................. 2

BAB II. PEMBAHASAN............................................................................................. 3-8

2.1 Pembelahan Sel Pada Eukariotik………………………………………………...... 3

2.2 Pembelahan Sel Pada Eukariotik………………………………………………….. 3-4

2.3 Siklus Sel…………………………………………………………………………. 4-5

2.4 Bagian Tipe Pembelahan Sel……………………………………………………… 5-7

2.5 Penyebab Diferensiasi Sel…………………………………………………... …… 7-8

BAB III. PENUTUP

Kesimpulan ........................................................................................................... .....  9

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ ....  10

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Pembelahan sel adalah suatu proses dimana material seluler dibagi kedalam dua sel anak. Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan secara langsung ’amitosis’ dan pembelahan secara tidak langsung ’mitosis dan meiosis’.   Sel-sel mengalami pembelahan melalui serangkaian proses yang terjadi berulang kali darin pertumbuhan ke pembelahan, yang dikenal sebagai siklus sel, siklus sel terdiri atas lima fase utama : G1, S, G2, mitosis, dan sitokinesis.

Sel-sel tersebut juga memiliki kemampuan yang berbeda-beda melakukan pembelahannya, ada sel-sel yang mampu melakukan pembelahan secara cepat, ada yang lambat dan ada juga yang tidak mengalami pembelahan sama sekali setelah melewati masa pertumbuhan tertentu, misalnya sel-sel germinatikum kulit mampu melakukan pembelahan  yang sangat cepat untuk menggantikan sel-sel yang rusak atau mati. Akan tetapi sel-sel yang ada pada organ hati melakukan pembelahan dalam waktu tahunan, atau sel-sel saraf pada jaringan saraf yang sama sekali tidak mampu melakukan pembelahan setelah usia tertentu. Sementara itu beberapa jenis bakteri mampu melakukan pembelahan  hanya dalam hitungan jam, sehingga hanya dalam waktu beberpa jam saja dapat dihasilkan ribuan, bahan jutaan sel bakteri. Amitosis adalah pembelahan inti secara langsung diikuti dengan pembelahan sitoplasma. Proses pembelahan sel pada sel prokariotik berbeda dengan pembelahan sel pada eukariotik. Pada prokariotik pembelahan sel berlangsung secara sederhana yang meliputi proses pertumbuhan sel, duplikasi materi genetic, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma yang didahului dengan pembentukan dinding sel baru. Proses pembelahan yang demikian dinamakan amitosis, amitosis adalah pembelahan sel secara langsung tanpa melibatkan kromosom, contohnya pada sel bakteri.

Mitosis adalah proses pembagian genom yang telah digandakan oleh sel ke dua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel.

Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah.

Diferensiasi sel adalah suatu perubahan sel dimana sel yang telah mencapai volume pertumbuhan akhir menjadi terspesialisasi sesuai fungsinya menghasilkan jenis jaringan, organ atau organisme baru. Diferensiasi meliputi 2 hal :

1. Perubahan struktur dan aktivitas biokimia.

2. Perubahan aktivitas fisiologis. Diferensiasi sel terjadi karena :

1. Semua informasi genetik yang dimiliki oleh suatu organisme akan diwariskan kepada sel anak pada saat pembelahan sel. Artinya : Informasi genetik yang tepat perlu diterima oleh setiap sel, sehingga setiap organ pada organisme dapat berkembang pada jalur yang tepat. Dalam perjalanan proses perkembangan, setiap informasi genetik yang tidak relevan atau tidak dibutuhkan atau disimpan dan tidak digunakan. 
2. Semua sel anak mula-mula memperoleh semua informasi genetik, tetapi bila pada jaringan tertentu tidak diperlukan lagi akan mengalami degenerasi. 
3. Semua informasi genetik diwariskan sama banyak, tetapi pada jaringan tertentu informasi tersebut dilipat gandakan.

1.2 Rumusan Masalah

      1.      Bagaimana pembelahan sel prokariotik dan sel eukariotik?

      2.      Bagaimana pembelahan sel secara amitosis, mitosis, dan meiosis?

      3.      Bagaimana siklus pada sel?

      4.   Apa penyebab diferensiasi sel?

1.3 Tujuan

1.    Untuk mengetahui pembelahan sel prokariotik dan sel eukariotik.

     2.    Untuk mengetahui pembelahan sel secara amitosis, mitosis, dan meiosis.

     3.    Untuk mengetahui siklus sel

4.  Untuk mengetahui diferensial sel

1.4 Manfaat

      1.      Agar mengetahui pembelahan sel prokariotik dan sel eukariotik.

      2.      Agar mengetahui pembelahan sel secara amitosis, mitosis, dan meiosis.

      3.      Agar mengetahui siklus sel

4.   Agar mengetahui diferensial sel

BAB II
PEMBAHASAN

   Pembelahan sel adalah suatu proses dimana material seluler dibagi kedalam dua sel anak. Pada organisme tersebut, yang umumnya dimulai dari satu sel tunggal. Pembelahan sel juga merupakan suatu proses dimana jaringan-jaringan yang telah rusak diganti dan diperbaiki. Sel mempunyai kemampuan untuk memperbanyak diri dengan melakukan pembelahan. Pada hewan uniseluler cara ini digunakan sebagai alat reproduksi, sedangkan pada hewan multi seluler cara ini digunakan dalam memperbanyak sel somatis untuk pertumbuhan dan pada sel gamet untuk proses pewarisan keturunan hingga akhirnya membantu membentuk individu baru.Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan secara langsung ’amitosis’ dan pembelahan secara tidak langsung ’mitosis dan meiosis’.

2.1 Pembelahan sel pada prokariotik

   Pada sel prokariotik, materi genetik tersebar didalam suatu badan serupa inti yang tidak dikelilingi oleh membran. Mikroorganisme yang prokariotik, misalnya bakteri dan alga hijau-biru. Proses pembelahan sel pada sel prokariotik berbeda dengan pembelahan sel pada eukariotik. Pada prokariotik pembelahan sel berlangsung secara sederhana yang meliputi proses pertumbuhan sel, duplikasi materi genetik, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma yang didahului dengan pembentukkan dinding sel baru. Proses pembelahan yang demikian dinamakan amitosis. Amitosis adalah pembelahan sel secara langsung tanpa melibatkan kromosom, contohnya pada sel bakteri.

   Ciri-ciri sel prokariotik adalah bahan genetik (DNA) tidak terstruktur dalam bentuk nukleus, DNA terdapat pada nukleolit yang tidak terselubungi oleh membran. Secara umum sel prokariotik memiliki ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan sel eukariotik. Setiap prokariotik merupakan sel tunggal, tetapi akan sering terlihat dalam tipe rantai, agregat, atau kelompok sel yang jumlahnya ratusan.

2.2 Pembelahan sel pada eukariotik

   Pada sel-sel eukariotik, hal pembagian material genetik secara persis sama adalah lebih kompleks. Sebuah sel eukariotik mengandung kira-kira 1000 kali lebih banyak DNA dibanding sebuah sel prokariotik. Disamping itu, DNA ini berbentuk linea, membentuk sejumlah kromosom yang jelas berbeda. Sebagai contoh, sel-sel somatik (tubuh) manusia mempunyai 46 kromosom, masing-masing berbeda satu sama lainnya. Pada saat sel-sel ini membelah, setiap sel anak harus menerima satu duplikat dan hanya satu  dari setiap 46 kromosom. Disamping itu, sel-sel eukariotik mengandung berbagai macam organela dan ini juga harus dibagi sec ara merata diantara sel-sel anak. Pada sel eukariotik memiliki inti sel yang sangat kompleks dengan selubung inti yang terdiri dari dua membran. Sel-sel pada tubuh hewan dan tumbuhan termasuk dalam golongan sel eukariotik. Mikroorganisme yang eukariotik, misalnya protozoa, protista, dan semua jamur.

2.3 Siklus sel

   Sel-sel mengalami pembelahan melalui serangkaian proses yang terjadi berulang kali darin pertumbuhan ke pembelahan, yang dikenal sebagai siklus sel, siklus sel terdiri atas lima fase utama : G1, S, G2, mitosis, dan sitokinesis. Durasi (lamanya) masing-masing fase dari siklus ini berfariasi dari beberapa jam sampai beberapa hari, bergantung dari tipe sel dan faktor-faktor luar seperti suhu dan nutrisi yang tersedia.

   Siklus sel merupakan serangkaian kejadian dengan urutan tertentu berupa duplikasi kromosom sel dan organel didalamnya yang mengarah ke pembelahan sel. Pada eukariotik (sel bernukleus), proses perbanyakan atau sintesis bahan genetik terjadi sebelum berlangsungnya proses pembelahan sel, mitosis atau meiosis.

   Sel yang mempunyai kemampuan membelah adalah sel "muda" atau sel immature yang belum memiliki fungsi tertentu. Pada kondisi lingkungan yang mendukung sel akan memasuki siklus sel dan menghasilkan 2 sel identik. Sel yang tidak lagi membelah akan keluar dari siklus dan berdeferensiasi menjadi sel yang mature dengan struktur dan fungsi tertentu.

   Pada dasarnya siklus sel terdapat 2 fase utama yaitu fase S (DNA sintesis) dan fase M (Mitosis). Pada fase S terjadi duplikasi kromosom, organele dan protein interseluler dan pada fase M terjadi pemisahan kromosom dan pembelahan sel. Sebagian besar sel memerlukan waktu ekstra untuk proses sintesis sehingga pada siklus sel terdapat ekstra fase Gap yaitu Gap 1 antara fase M dan fase S serta Gap 2 antara fase S dan Mitosis. Hal ini mendasari pembagian fase menjadi 4 fase yaitu Fase G1, Fase S, Fase G2 (ketiganya disebut Interfase) dan fase M (mitosis dan sitokinesis). Interfase adalah fase istirahat, sel ini sebenarnya sangat aktif secara biokimia walaupun terlihat tidak ada perubahan morfologi (waktu lama, 23 jam dalam 1 siklus 24 jam). M phase (mitosis) merupakan inti dari siklus sel dan secara morfologi terjadi perubahan yang jelas teramati berupa kromosom yang tertarik ke kutub, sitogenesis dan akhirnya sel terbagi menjadi dua (waktu cepat, 1 jam dalam 1 siklus 24 jam). Fase Gi dan G2 bukan hanya sebagai ekstra waktu proses sintesis namun juga berperan sebagai ekstra waktu bagi sel untuk memonitor kondisi lingkungan internal dan eksternal sebelum masuk ke fase S dan M. Jika kondisi lingkungan tidak mendukung maka sel berhenti berprogress pada G1 dan bahkan memasuki kondisi resting state pada Go (G zero). Go ini dapat berlangsung selama berhari-hari, bertahun-tahun atau sampai sel mati. Jika kondisi lingkungan mendukung dan terdapat sinyal untuk tumbuh maka sel akan memulai proses pada suatu titik akhir G1 yang disebut titik "Start". Setelah melalui titik ini sel akan mulai masuk fase S ditandai dengan Replikasi DNA yang terus berlangsung bahkan walau signal pertumbuhan dan pembelahan sudah tidak ada.

2.4 Bagian Tipe Pembelahan Sel

     1.     Amitosis

            Adalah pembelahan inti secara langsung diikuti dengan pembelahan sitoplasma. Proses pembelahan sel pada sel prokariotik berbeda dengan pembelahan sel pada eukariotik. Pada prokariotik pembelahan sel berlangsung secara sederhana yang meliputi proses pertumbuhan sel, duplikasi materi genetic, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma yang didahului dengan pembentukan dinding sel baru. Proses pembelahan yang demikian dinamakan amitosis, amitosis adalah pembelahan sel secara langsung tanpa melibatkan kromosom, contohnya pada sel bakteri.

        Kromosom hasil duplikasi, awalnya akan menempel pada membrane plasma. Selanjutnya, akan terjadi pertumbuhan antara dua tempat perlekatan kromosom untuk melakukan pemisahan materi inti. Kemudian akan terjadi sitokenesis yang diikuti dengan terbentuknya dinding sel baru hingga dua sel anakan terbentuk, pembelahan yang demikian juga sering disebut dengan pembelahan biner (binary fision) atau pembelahan sel secara langsung.

     2.     Mitosis

Mitosis adalah proses pembagian genom yang telah digandakan oleh sel ke dua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel. Mitosis umumnya diikuti sitokinesis yang membagi sitoplasma dan membran sel. Proses ini menghasilkan dua sel anak yang identik, yang memiliki distribusi organel dan komponen sel yang nyaris sama. Mitosis dan sitokenesis merupakan fasa mitosis (fase M) pada siklus sel, di mana sel awal terbagi menjadi dua sel anakan yang memiliki genetik yang sama dengan sel awal.

Hasil utama dari mitosis adalah pembagian genom sel awal kepada dua sel anakan. Genom terdiri dari sejumlah kromosom, yaitu kompleks DNA yang berpilin rapat yang mengandung informasi genetik vital untuk menjalankan fungsi sel secara benar. Karena tiap sel anakan harus identik secara genetik dengan sel awal, sel awal harus menggandakan tiap kromosom sebelum melakukan mitosis. Proses penggandaan terjadi pada pertengahan intefase, yaitu fase sebelum fase mitosis pada siklus sel.

Setelah penggandaan, tiap kromosom memiliki kopi identik yang disebut sister chromatid, yang berlekatan pada daerah kromosom yang disebut sentromer. Sister chromatid itu sendiri tidak dianggap sebagai kromosom.

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.

Proses mitosis secara konvensional dibagi 6 fase yaitu interfase, profase, prometafase, metafase, anafase, dan telofase (awal dan akhir). Profase biasanya merupakan fase terpanjang, dengan mengambil waktu kurang lebih 60 % dari keseluruhan waktu yang dibutuhkan dalam mitosis. Selama pembelahan mitosis yang berlangsung pada sel hewan dan sel tumbuhan.

     Hasil mitosis :

      1)      Satu sel induk yang diploid (2n) menjadi 2 sel anakan yang masing-masing diploid.

      2)      Jumlah kromosom sel anak sama dengan jumlah kromosom sel induknya.

     3.     Meiosis

Meiosis adalah salah satu cara sel untuk mengalami pembelahan. Ciri pembelahan secara meiosis adalah:

• Terjadi di sel kelamin
• Jumlah sel anaknya 4
• Jumlah kromosen 1/2 induknya
• Pembelahan terjadi 2 kali

Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah. Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan meiosis I dan pembelahan meiosis II.

Hasil meiosis :

      1)      Satu sel induk yang diploid (2n) menjadi 4 sel anakan yang masing-masing haploid (n).

      2)      Jumlah kromosom sel anak setengah dari jumlah kromosom sel induknya.

      3)      Pembelahan meiosis hanya terjadi pada sel-sel gamet seperti sperma dan ovum (sel telur).

Tujuan pembelahan sel secara tidak langsung yaitu:

     1. mitosis : regenerasi

     2. miosis : mengurangi kromosom (2n 46xx/xy diploid menjadi 1n 23x/y haploid).

2.5 Penyebab Diferensiasi

• Polaritas pada saat pembelahan sel tidak merata. Perbedaan tersebut disebabkan karena penyebaran senyawa tertentu di dalam plasma tidak merata. Pada kutub yang satu konsentrasinya rendah, sedangkan di kutub yang lain konsentrasinya tinggi. 
• Pembelahan sel tidak setara . Dinding pemisah sel terbentuk tidak ditengah-tengah sehingga dihasilkan 2 sel yang tidak sama besar. Awal yang tidak sama dari 2 sel anakan ini tentu menyebabkan perbedaan aktivitas metabolisme sehingga salah satu sel anak dapat membelah lagi sedangkan yang lain tidak mampu lagi.  
• Letak sel dalam jaringan. (digunakan dalam teknik kultur jaringan).  
• Faktor Hormon. Diperlukan dalam jumlah sedikit, karena tidak berpengaruh secara langsung dan kerjanya relatif lambat.  
• Faktor lingkungan (cahaya, suhu, ketersediaan air, oksigen, dll).

Semua sel yang telah mengalami diferensiasi, asal masih hidup bersifat totipotens. Artinya : bila lingkungan sesuai dapat tumbuh membentuk individu baru.  Khusus dalam kaitannya dengan diferensiasi sel pada hewan atau manusia, setelah zigot terbentuk akan berkembang menjadi morula dan kemudian berkembang lagi menjadi blastula. Blastula kemudian akan berkembang lagi mejadi gastrula. Pada tahap gastrula ini lah akan terbentuk 3 lapisan baru yaitu : Ektoderm, Mesoderm, dan Endoderm. Ektoderm akan berdiferensiasi menjadi kulit, rambut, sistem saraf dan alat indera. Mesoderm akan berdiferensiasi menjadi otok, rangka, alat reproduksi, alat peredaran darah dan alat ekskresi. Sedangkan endoderm akan berdiferensiasi menjadi alat pencernaan dan alat pernapasan seperti paru-paru.

BAB III

PENUTUP

    Dari uraian makalah ini, diperoleh kesimpulan bahwa sel merupakan unit kehidupan makhluk hidup. Setiap sel melakukan aktivitasnya masing-masing layaknya individu. Sel melakukan reproduksi layaknya makhluk hidup. Baik secara amitosis, mitosis, meiosis. Banyak sekali kegunaan reproduksi ini seperti, pada sel meristem tumbuhan berfungsi untuk pertumbuhan, sedangkan pada sel epitel manusia untuk menggantikan sel-sel yang rusak atau sudah tua dan lainnya.

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

       Patra, rizky. 2012. Pembelahan sel secara mitosis. http://www.crayonpedia.org/mw/A. 22 maret 2012. samarinda.

       Prawirohartono. 2012. Mitosis. http://id.wikipedia.org/wiki/. 22 maret 2012. Samarinda.

       Prawirosudhirjo. 2012. Meiosis. http://id.wikipedia.org/wiki/. 22 maret 2012. Samarinda.