Siklus sel: Perbedaan antara revisi

← Revisi sebelumnya Revisi selanjutnya →

Konten dihapus Konten ditambahkan

Sebaris

Revisi per 12 Agustus 2010 22.39

Siklus sel adalah fungsi sel yang paling mendasar berupa duplikasi akurat sejumlah besar DNA di dalam kromosom, dan kemudian memisahkan hasil duplikasi tersebut hingga terjadi dua sel baru yang identik.^[1]

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

Jenjang reaksi yang terjadi pada siklus sel, sangat mirip dengan relasi substrat-produk dari sebuah lintasan metabolik. Produk dari sebuah jenjang reaksi akan berfungsi sebagai substrat pada jenjang berikutnya, demikian pula dengan laju reaksi jenjang yang pertama akan menjadi batas maksimal laju reaksi pada jenjang berikutnya.

Transisi antara jenjang reaksi ditentukan oleh lintasan pengendali ekstrinsik dan intrinsik yang terdiri dari beberapa cekpoin, sebagai konfirmasi selesainya reaksi pada suatu jenjang sebelum jenjang berikutnya dimulai. Kedua lintasan kendali dapat memiliki cekpoin yang sama.

Lintasan kendali instrinsik akan menentukan setiap tahap berjalan sebagaimana mestinya. Fasa S, G₂ dan M pada sel mamalia dikendalikan oleh lintasan ini, sehingga waktu yang diperlukan untuk fasa tersebut, tidak jauh bervariasi antara satu sel dengan sel lain.

Lintasan kendali ekstrinsik akan berfungsi sebagai respon terhadap kondisi di luar sel atau telisik defisiensi sel.

Defisiensi lintasan kendali intrinsik seringkali menyebabkan kanker. Penyimpangan pada protein yang mengendalikan cekpoin siklus fasa sering ditemukan pada penderita kanker.

Fasa pada siklus sel

Pada sel prokariota yang tidak memiliki inti sel, siklus sel terjadi melalui suatu proses yang disebut pembelahan biner, sedang pada sel eukariota yang memiliki inti sel, siklus sel terbagi menjadi dua fasa fungsional, fasa S dan M, dan fasa persiapan, G₁ dan G₂:^[3]

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 fasa M.
Fasa M (mitosis)
Interval waktu fasa 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 fasa M terjadi beberapa jenjang fasa, yaitu:^[4]
- - - Profasa, fasa terjadinya kondensasi kromosom dan pertumbuhan pemintal kutub. Pada saat ini kromosom terlihat di dalam sitoplasma.
    - Prometafasa, pada fasa ini sampul inti sel terlarut dan kromosom yang mengandung 2 kromatid mulai bermigrasi menuju bidang ekuatorial (piringan metafasa).
    - Metafasa. kondensasi kromosom pada bidang ekuatorial mencapai titik puncaknya
    - Anafasa. Tiap sentromer mulai terpisah dan tiap kromatid dari masing-masing kromosom tertarik menuju pemintal kutub.
    - Telofasa. Kromosom pada tiap kutub mulai mengalami dekondensasi, diikuti dengan terbentuknya kembali membran inti sel dan sitoplasma perlahan mulai membelah
    - Sitokinesis. Pembelahan sitoplasma selesai
Fasa G (gap)
Fasa G yang terdiri dari G₁ dan G₂ adalah fasa sintesis zat yang diperlukan pada fasa berikutnya. Pada sel mamalia, interval fasa G₂ sekitar 2 jam, sedangkan interval fasa G₁ sangat bervariasi antara 6 jam hingga beberapa hari. Sel yang berada pada fasa G₁ terlalu lama, dikatakan berada pada fasa G₀ atau “quiescent”. Pada fasa ini, sel tetap menjalankan fungsi metabolisnya dengan aktif, tetapi tidak lagi melakukan proliferasi secara aktif. Sebuah sel yang berada pada fasa G₀ dapat memasuki siklus sel kembali, atau tetap pada fasa tersebut hingga terjadi apoptosis.

Pada umumnya, sel pada orang dewasa berada pada fasa G₀. Sel tersebut dapat masuk kembali ke fasa G₁ oleh stimulasi antara lain berupa: perubahan kepadatan sel, mitogen atau faktor pertumbuhan, atau asupan nutrisi.
Interfasa
Merupakan sebuah jedah panjang antara satu mitosis dengan yang lain. Jedah tersebut termasuk fasa G₁, S, G₂.^[5]

Cekpoin pada siklus sel

Aktivitas selular yang terjadi pada cekpoin, tidak dapat berlangsung tanpa enzim intraselular yang disebut CDK. Holoenzim CDK aktif terdiri dari sub-unit katalitik dan sub-unit kendali siklin. Tiap siklin disintesis pada tahap terkait dari fasa siklus sel. Sebagai contoh, siklin E disintensis pada akhir fasa G₁ hingga awal fasa S, sedangkan siklin A disintesis sepanjang interval fasa S dan G₂, dan siklin B disintesis sepanjang fasa G₂ dan M. Oleh sebab itu, sub-unit katalitik tidak dapat teraktivasi, hingga siklin yang diperlukan selesai disintesis.

Ikatan yang dibentuk antara sub-unit siklin dan sub-uni katalitik membutuhkan proses fosforilasi pada treonina oleh enzim lain yang disebut CAK, yang terdiri dari siklin H dan CDK7.

Regulasi yang lain adalah deaktivasi CDK oleh fosforilasi domain pengikat ATP oleh enzim kinase yang lain. Deaktivasi tersebut dapat diaktivasi kembali oleh fosfatase dari jenis CDC25. Keberadaan protein inhibitor CDK juga merupakan bentuk regulasi terhadap CDK. Satu jenis penghambat CDK termasuk p21CIP1, p27KIP1, dan p57KIP2; sedangkan jenis yang lain menghambat siklin D/CDK4 atau siklin-6 CDK, antara lain p16INK4, p15INK4B, p18INK4C, dan p19INK4D. Sintesis, aktivitas dan degradasi penghambat ini berada dalam regulasi yang merespon sinyal mitogenik dan antimitogenik, seperti sinyal parakrin dari TGF-β.

Regulasi terhadap CDK di atas menentukan kecepatan terpicunya transisi fasa dalam siklus sel, setelah CDK teraktivasi, transisi ke fasa berikutnya akan segera terjadi, walaupun jenjang reaksi pada fasa berlangsung, belum selesai.

Transisi G₀ ke G₁

Fasa transisi dari fasa G₀ ke fasa G₁ disebut fasa prima atau fasa kompetensi replikatif,^[6] pada hepatosit, fasa prima dipicu oleh sekresi sitokina IL-6 dan TNF-α oleh sel Kupffer yang menyebabkan hepatosit kehilangan sebagian massanya. Potensi proliferasi hepatosit setelah kehilangan sebagian massanya.^[7]

Berbagai protein disintesis pada fasa G₁ setelah sel meninggalkan fasa G₀, beberapa ribosom baru dibuat untuk mempercepat sintesis protein.

Sejumlah protein yang dihasilkan berupa enzim untuk mengembalikan fungsi metabolik yang hilang saat sel berada pada fasa G₀, seperti enzim yang dibutuhkan untuk sintesis isoprenoid, zat yang diperlukan untuk aktivitas onkogen Ras dan sintesis poliamina, yang mempunyai banyak fungsi termasuk menyediakan ikatan ionik dengan asam nukleat. Onkogen Ras disintesis sebagai protein prekursor dan membutuhkan proses paska-translasi sebelum dapat menjadi aktif dan melakukan transformasi sel.

Enzim lain yang berperan dalam sintesis DNA, seperti timidina kinase, DNA polimerase dan histon juga dihasilkan ribosom pada fasa G₁.

Transisi ke fasa S

Transisi ke fasa S dari fasa G₁ dikendalikan oleh dua buah cekpoin, yaitu "kompetensi" dan "restriksi" yang terletak sekitar 12 dan 2 jam sebelum fasa S dimulai. Paling tidak diperlukan tiga faktor pertumbuhan untuk melewati dua cekpoin ini, yaitu PDGF, EGF dan IGF-1.

Pencerap faktor pertumbuhan merupakan protein kompleks yang terbentak seluas membran sel dengan domain yang dapat mengenali faktor pertumbuhan di dalam periplasma dengan sangat khusus. Ligasi yang terjadi dengan ligan akan menginduksi transmisi sinyal ke dalam sitoplasma melalui aktivasi enzim tirosina kinase.

Sinyal sitoplasmik yang disebut "kurir sekunder", dapat berupa berbagai protein yang telah mengalami fosforilasi oleh enzim kinase, seperti molekul kecil inositol fosfatase dan AMP; atau ion, seperti Ca²⁺, H⁺, dan Zn²⁺; kemudian diteruskan oleh menuju inti sel.

Di dalam inti sel, gen kemudian teraktivasi sebagai respon terhadap "kurir sekunder" ini.

Lihat pula

Referensi

^ (Inggris)Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walter (2002). Molecular Biology of the Cell - An Overview of the Cell Cycle (edisi ke-4). Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1. Diakses tanggal 2010-07-10.
^ (Inggris)Kufe, Donald W.; Pollock, Raphael E.; Weichselbaum, Ralph R.; Bast, Robert C., Jr.; Gansler, Ted S.; Holland, James F.; Frei III, Emil. (2003). Holland-Frei Cancer medicine - Figure 3.2. Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School Boston, Department of Surgical Oncology, University of Texas, MD Anderson Cancer Center, Department of Radiation and Cellular Oncology, University of Chicago Hospital, Chicago Tumor Institute, University of Chicago Chicago, University of Texas, MD Anderson Cancer Center, Houston, American Cancer Society, Derald H Ruttenberg Cancer Center, Mount Sinai School of Medicine New York (edisi ke-6). Hamilton on BC Decker Inc.,. ISBN 1-55009-213-8. Diakses tanggal 2010-07-09.
^ (Inggris)Kufe, Donald W.; Pollock, Raphael E.; Weichselbaum, Ralph R.; Bast, Robert C., Jr.; Gansler, Ted S.; Holland, James F.; Frei III, Emil. (2003). Holland-Frei Cancer medicine - Proliferation. Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School Boston, Department of Surgical Oncology, University of Texas, MD Anderson Cancer Center, Department of Radiation and Cellular Oncology, University of Chicago Hospital, Chicago Tumor Institute, University of Chicago Chicago, University of Texas, MD Anderson Cancer Center, Houston, American Cancer Society, Derald H Ruttenberg Cancer Center, Mount Sinai School of Medicine New York (edisi ke-6). Hamilton on BC Decker Inc.,. ISBN 1-55009-213-8. Diakses tanggal 2010-07-09.
^ (Inggris)Tom Strachan, Andrew P Read (1999). Human Molecular Genetics. University of Newcastle, University of Manchester (edisi ke-2). Wiley-Liss. hlm. Figure 2.10. Cell division by mitosis. ISBN 1-85996-202-5. Diakses tanggal 2010-08-10.
^ (Inggris)Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walter (2002). Molecular Biology of the Cell - Interphase (edisi ke-4). Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1. Diakses tanggal 2010-07-10.
^ (Inggris)"Liver regeneration. 2. Role of growth factors and cytokines in hepatic regeneration". Department of Pathology and Laboratory Medicine, Brown University,; Fausto N, Laird AD, Webber EM. Diakses tanggal 2010-07-30.
^ (Inggris)"The role of cytokines in liver failure and regeneration: potential new molecular therapies". The Goldyne Savad Institute for Gene Therapy, Hadassah Hebrew University Hospital,; Galun E, Axelrod JH. Diakses tanggal 2010-07-30.

Pranala luar

Artikel bertopik biologi ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.

[1] (Inggris)Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walter (2002). Molecular Biology of the Cell - An Overview of the Cell Cycle (edisi ke-4). Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1. Diakses tanggal 2010-07-10.

[2] (Inggris)Kufe, Donald W.; Pollock, Raphael E.; Weichselbaum, Ralph R.; Bast, Robert C., Jr.; Gansler, Ted S.; Holland, James F.; Frei III, Emil. (2003). Holland-Frei Cancer medicine - Figure 3.2. Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School Boston, Department of Surgical Oncology, University of Texas, MD Anderson Cancer Center, Department of Radiation and Cellular Oncology, University of Chicago Hospital, Chicago Tumor Institute, University of Chicago Chicago, University of Texas, MD Anderson Cancer Center, Houston, American Cancer Society, Derald H Ruttenberg Cancer Center, Mount Sinai School of Medicine New York (edisi ke-6). Hamilton on BC Decker Inc.,. ISBN 1-55009-213-8. Diakses tanggal 2010-07-09.

[3] (Inggris)Kufe, Donald W.; Pollock, Raphael E.; Weichselbaum, Ralph R.; Bast, Robert C., Jr.; Gansler, Ted S.; Holland, James F.; Frei III, Emil. (2003). Holland-Frei Cancer medicine - Proliferation. Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Medical School Boston, Department of Surgical Oncology, University of Texas, MD Anderson Cancer Center, Department of Radiation and Cellular Oncology, University of Chicago Hospital, Chicago Tumor Institute, University of Chicago Chicago, University of Texas, MD Anderson Cancer Center, Houston, American Cancer Society, Derald H Ruttenberg Cancer Center, Mount Sinai School of Medicine New York (edisi ke-6). Hamilton on BC Decker Inc.,. ISBN 1-55009-213-8. Diakses tanggal 2010-07-09.

[4] (Inggris)Tom Strachan, Andrew P Read (1999). Human Molecular Genetics. University of Newcastle, University of Manchester (edisi ke-2). Wiley-Liss. hlm. Figure 2.10. Cell division by mitosis. ISBN 1-85996-202-5. Diakses tanggal 2010-08-10.

[5] (Inggris)Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walter (2002). Molecular Biology of the Cell - Interphase (edisi ke-4). Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1. Diakses tanggal 2010-07-10.

[PM8529831-6] (Inggris)"Liver regeneration. 2. Role of growth factors and cytokines in hepatic regeneration". Department of Pathology and Laboratory Medicine, Brown University,; Fausto N, Laird AD, Webber EM. Diakses tanggal 2010-07-30.

[7] (Inggris)"The role of cytokines in liver failure and regeneration: potential new molecular therapies". The Goldyne Savad Institute for Gene Therapy, Hadassah Hebrew University Hospital,; Galun E, Axelrod JH. Diakses tanggal 2010-07-30.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

@@ Baris 65: / Baris 65: @@
 | accessdate   = 2010-08-10
 }}</ref>
-#:: * Profasa, fasa terjadinya [[kondensasi]] [[kromosom]] dan pertumbuhan [[pemintal kutub]]. Pada saat ini kromosom terlihat di dalam [[sitoplasma]].
+#*** Profasa, fasa terjadinya [[kondensasi]] [[kromosom]] dan pertumbuhan [[pemintal kutub]]. Pada saat ini kromosom terlihat di dalam [[sitoplasma]].
-#:: * Prometafasa, pada fasa ini sampul inti sel terlarut dan kromosom yang mengandung 2 [[kromatid]] mulai bermigrasi menuju bidang ekuatorial (piringan metafasa).
+#*** Prometafasa, pada fasa ini sampul inti sel terlarut dan kromosom yang mengandung 2 [[kromatid]] mulai bermigrasi menuju bidang ekuatorial (piringan metafasa).
-#:: * Metafasa. kondensasi kromosom pada bidang ekuatorial mencapai titik puncaknya
+#*** Metafasa. kondensasi kromosom pada bidang ekuatorial mencapai titik puncaknya
-#:: * Anafasa. Tiap [[sentromer]] mulai terpisah dan tiap kromatid dari masing-masing kromosom tertarik menuju pemintal kutub.
+#*** Anafasa. Tiap [[sentromer]] mulai terpisah dan tiap kromatid dari masing-masing kromosom tertarik menuju pemintal kutub.
-#:: * Telofasa. Kromosom pada tiap kutub mulai mengalami dekondensasi, diikuti dengan terbentuknya kembali membran inti sel dan sitoplasma perlahan mulai membelah
+#*** Telofasa. Kromosom pada tiap kutub mulai mengalami dekondensasi, diikuti dengan terbentuknya kembali membran inti sel dan sitoplasma perlahan mulai membelah
-#:: * Sitokinesis. Pembelahan sitoplasma selesai
+#*** Sitokinesis. Pembelahan sitoplasma selesai
 # Fasa G (gap)
 #: Fasa G yang terdiri dari G<sub>1</sub> dan G<sub>2</sub> adalah fasa sintesis [[senyawa organik|zat]] yang diperlukan pada fasa berikutnya. Pada sel [[mamalia]], interval fasa G<sub>2</sub> sekitar 2 jam, sedangkan interval fasa G<sub>1</sub> sangat bervariasi antara 6 jam hingga beberapa hari. Sel yang berada pada fasa G<sub>1</sub> terlalu lama, dikatakan berada pada fasa G<sub>0</sub> atau “quiescent”. Pada fasa ini, sel tetap menjalankan fungsi metabolisnya dengan aktif, tetapi tidak lagi melakukan proliferasi secara aktif. Sebuah sel yang berada pada fasa G<sub>0</sub> dapat memasuki siklus sel kembali, atau tetap pada fasa tersebut hingga terjadi [[apoptosis]].