PENGATUR GENETIK SINTESIS PROTEIN

PENGATUR GENETIK SINTESIS PROTEIN,FUNGSI SEL DAN REPRODUKSI SEL

1.GEn    

.. Gen (dari bahasa Belanda: gen) adalah unit pewarisan sifat bagi organisme hidup. Bentuk fisiknya adalah urutan DNA yang menyandi suatu protein, polipeptida, atau seuntai RNA yang memiliki fungsi bagi organisme yang memilikinya. Batasan modern gen adalah suatu lokasi tertentu pada genom yang berhubungan dengan pewarisan sifat dan dapat dihubungkan dengan fungsi sebagai regulator (pengendali), sasaran transkripsi, atau peran-peran fungsional lainnya^[1][2]. Penggunaan "gen" dalam percakapan sehari-hari (misalnya "gen cerdas" atau "gen warna rambut") sering kali dimaksudkan untuk alel: pilihan variasi yang tersedia oleh suatu gen. Meskipun ekspresi alel dapat serupa, orang lebih sering menggunakan istilah alel untuk ekspresi gen yang secara fenotipik berbeda. Gen diwariskan oleh satu individu kepada keturunannya melalui suatu proses reproduksi, bersama-sama dengan DNA yang membawanya. Dengan demikian, informasi yang menjaga keutuhan bentuk dan

fungsi kehidupan suatu organisme dapat terjaga

2. KODE GENETIK

        Telah kita ketahui bahwa sel menstimulir DNA untuk membetuk protein tertentu. Satu molekul protein tersusun atas berbagai kombinasi dari 20 jenis asam amino.masing-masing asam amino. Masing-masin asam amino mempunyai kode tertentu,sehingga diperlukan minimal 20 kode. Beadle dan tatum membuat hipotesis “triplet basa”. Satu triplet basa adalah 3 molekul basa nitrogen yang terletak berurutan pada rantai DNA dan merupakan kode bagi satu jenis asam amino tertentu. Triplet basa ini disebut kodon yang merupakan kode genetik.

              

               3. KODE DNA DI TRANSFER KE KODE RNA – PROSES TRANSKRIPSI

        Perlu kita ingat dan yakin bahwa segala aktivitas (seperti metabolisme,reproduksi dan perkembangan) dipengaruhi oleh enzim. Jika tubuh kekurangan salah satu enzim maka sel akan menanggapinya dan menstimulir DNA untuk membuat enzim yang diperlukan.

          Pembentuakan RNA yang sfesifik oleh suatu segmen DNA yang spesifik (gen) disebut transkripsi.Transkripsi memerlukan enzim RNA polymerase,triposfat ribonukleosida yang tepat (ATP,GTP,dan UTP) dan cetakan DNA.DNA mentarnskripsi kod genetiknya pada pembentukan RNA  yakni kode-kode yang merupakan rumusan urutan asam amino dan protein yang akan disintesis.ketika melakukan trankripsi ,suatu segmen dan “double helikx” DNA terbuka.segmen DNA ini adalah gen yang akan diekspresikan.salah satu rantai DNA yang telah terbuka melakukan transkripsi.Rantai DNA ini disebut “antisense strand” rantai pasangannya yang sudah terbuka disebut “sense strand”.

       Proses transkripsi berjalan sebagai berikut : enzim RNA polymerase melekatkan diri pada bagian khusus dari molekul DNA yang membuka spiral ganda .kemudian kedua rantai yang terjadinya membentuk  double helix terpisah pada ikatan atom H yang berhubungan kedua basa N.

     RNA polymerase ini bergerak melalui antisense strand dari arah 3-5,sambil memasang ribonukleotida (terdapat di medium sekitarnya dalam bentuk trifosfat,misalnya ATP) pada rantai RNA yang sedang terbentuk dengan urutan basa N yang komplementer dengan urutan basa N pada rantai “antisense strand” dan DNA. Dengan demikian setiap C pada DNA yang di trankskripsikan akan disisipkan G kerantai mRNA,setiap G pada DNA disisipkan C ke mRNA,setiap A pada DNA disisipkan U pada mRNA,dan setiap T pada DNA disisipkan A pada RNA.

      Setelah selasai,RNA melepaskan diri dari rantai DNA yang telah ditranskripsi pada eukariot terlebih dahulu mengalami pematangan atau prosesing,yakni pemotongan bagian-bagian tertentu dari RNA yang tidak diperlukan dalam proses translasi. Bagian yang tidak diperlukan dan di potong keluar ini disebut intron,sedang yang tersisa bertaut kembali membentuk ekson.Ekson dan mRNA keluar dari nucleus masuk ke dalam sitoplasma dan mulai berfungsi dalam proses translasi.

·         Jenis dan fungsi mRNA ada tiga jenis RNA yang diuraikan disini,yakni:

 a.Messenger (duta) RNA = mRNA

 b. RNA riboisom = RNA

 c. transfer RNA = tRNA

·         RNA terutama berfungsi pada sintesis protein,yakni:

a.    Bertindak sebagai pembawa pesan ( messenger ).informasi genetik atau intruksi yang tersandi di dalam DNA ke tempat sintesis protein ribosom. RNA berfungsi ini ialah mRNA.

b.   RNA yang berfungsi memungkinkan tempat sintesis protein di ribosom, ialah rRNA dan beberapa jenis protein. Ribosom di ukur dengan satuan S ( Svedberg ).

RNA yang mengikat asam amino dalam sitoplasma dan membawanya ke posisi yang tepat di ribosom.di mana sintesis protein berlangsung, ialah tRNA.

                4. SINTESIS RNA

       Enzim yang diperlukan dalam transkripsi DNA menjadi RNA adalah RNA polymerase. Reaksi enzimatik tersebut menghasilkan polimerase RNA dan ribonukleotida. Sekuen nukleotida pada DNA merupakan templat atau cetakan untuk membuat sekuen nukleotida pada RNA. RNA polimerase ada yang tidak membutuhkan templat atau cetakan seperti poli (A) polimerase yang penting dalam ekspresi gen. Penambahan nukleotida pada saat sintesis RNA mengikuti aturan pasangan basa: A berpasangan dengan U; G berpasangan dengan C. Setiap penambahan satu nukleotida, ß- dan γ-fosfat dihilangkan dari nukleotida yang baru datang, dan gugus hidroksil dihilangkan dari ujung 3-karbon pada nukleotida, sama seperti polimerisasi DNA.
RNA polimerase merupakan komponen pusat dari kompleks inisiasi transkripsi. Setiap kali suatu gen di transkrip, suatu kompleks baru digabungkan segera pada daerah upstream dari gen. Kompleks inisiasi disusun pada posisi yang sesuai dan tidak pada sembarang tempat di genom karena lokasi target ditandai dengan sekuen nukleotida khusus yang disebut promotor yang hanya terdapat di daerah upstream dari gen. Promotor bakteria dapat langsung dikenali oleh enzim RNA polimerase, tetapi pada eukariot dan archaea suatu protein intermediet yang mengikat ke DNA diperlukan dan membentuk platform tempat RNA polimerase mengikat.

·         Pemrosesan prekursor RNA

Kebanyakan RNA, terutama pada eukariot, awalnya disintesis sebagai prekursor atau pre-mRNA yang harus diproses sebelum bisa menjalankan fungsinya. Berikut ini adalah garis besar pemrosesan pre-RNA.
Modifikasi akhir terjadi selama sintesis mRNA eukariot dan archaea yang umumnya dengan penambahan nukleotida pada ujung 5′ yang disebut cap dan ekor poli A pada ujung 3′. Keduanya terlibat dalam penggabungan kompleks inisiasi translasi dari mRNA ini.
Splicing adalah penghilangan intron dari prekursor RNA. Banyak gen-gen pengkode protein pada eukariot mengandung intron dan intron ini dikopi saat gen di transkrip. Intron dihilangkan dari pre-mRNA dengan reaksi pemotongan dan penggabungan. Pre-mRNA yang tidak mengalami penghilangan intron membentuk fraksi RNA nuklear yang disebut heterogenous nuclear RNA (hnRNA). Beberapa pre-rRNA dan pre-tRNA eukariot juga mengandung intron, sama seperti transkrip pada archaea, tetapi hal tersebut jarang terdapat pada bakteri.
Pemotongan merupakan peristiwa yang penting dalam pemrosesan rRNA dan tRNA. Kebanyakan diantaranya awalnya disintesis dari unit transkripsi yang mengkhususkan diri pada lebih dari satu molekul. Oleh karena itu, pre-rRNA dan pre-tRNA harus dipotong kecil-kecil untuk menghasilkan RNA yang matang. Tipe pemrosesan ini terdapat baik pada prokariot maupun eukariot.
Modifikasi kimia dilakukan pada rRNA, tRNA, dan mRNA. rRNA dan tRNA pada semua organisme dimodifikasi dengan penambahan gugus kimia baru yang ditambahkan ke nukleotida tertentu dalam setiap RNA. Modifikasi kimia mRNA disebut RNA-editing, seperti yang terlihat pada bermacam-macam eukariot.
Pemrosesan mRNA emmpunyai pengaruh yang penting pada komposisi transkriptom. RNA editing, sebagai contoh, dapat menghasilkan suatu pre-mRNA tunggal yang diubah menjadi dua mRNA berbeda yang mengkode protein yang sangat berbeda. Peristiwa itu nampaknya tidak umum, tetapi splicing alternatif, dimana satu pre-mRNA menghasilkan dua atau lebih mRNA dengan cara penggabungan exon dengan kombinasi yang berbeda sangat umum terjadi. Dengan mekanisme ini, jumlah gen yang sedikit bisa menghasilkan protein yang lebih banyak

    5.PEMASANGAN MOLEKUL RNA DARI NUKLEOTIDA YANG DIAKTIFKAN DENGAN          MENGGUNAKAN     RANTAI DNA SEBAGAI CETAKAN – PROSES TRASKRIPSI

  Transkripsi merupakan sintesis RNA dari salah satu rantai DNA, yaitu rantai cetakan atau sense,sedangkan rantai komplemennya disebut rantai antisense .Rentangan DNA yang ditranskripsi melalui moleku RNA disebut uni transkripsi. INformasi dari DNA untuk sintesis protein dibawa oleh mRNA dihasiklan dari aktivitas enzim mRNA polymerase.Enzim polymerase membuka pilinan kedua rantai DNA hingga terpisah dan merangkaikan nukleotida RNA. Enzim RNA polymerase merangkai nukleotida-nukleotida RNA dari arah 5’ ? 3’,saat terjadi perpasangan basa disepanjang cetakan DNA .urutan nukleotida spesifik di sepanjang DNA dimana transkripsi suatu gen dimulai dan diakhiri.

  

6. TRANSFER RNA - ANTIKODOM

·      tRNA. Berbentuk daun semanggi (tangkai dengan tiga jari). ^[1] Pada ujung 3' terdapat rangkaian basa ACC yang merupakan penerima asam amino (acceptor stem), dan di simpul yang berlawanan merupakan simpul antikodon (anticodon loop) untuk membaca kodon mRNA. ^[1]

·      Transfer RNA (transfer-Ribonucleic acid) atau asam ribonukleat transfer adalah molekul Yang menginterpretasikan pesan genetik berupa serangkaian kodon di sepanjang molekul mRNA dengan cara mentransfer asam-asam amino ke ribosom dalam proses translasi. ^[2] Dengan kata lain, tRNA merupakan molekul pembawa asam-asam amino yang akan disambungkan menjadi rantai polipeptida. ^[3] Hal ini karena kemampuan tRNA dalam membentuk kompleks dengan asam-asam amino. ^[1] Asam amino yang dibawa tRNA spesifik, oleh karena itu ada sekitar 20 macam tRNA yang masing-masing membawa asam amino yang spesifik karena di alam ada sekitar 20 asam amino yang menyusun protein. ^[3] Asam amino yang dibawa oleh tRNA sesuai dengan antikodon yang merupakan komplemen dari kodon mRNA dan akan berpasangan secara antiparalel saat translasi. ^[1] Saat translasi, dua molekul tRNA akan menempel pada ribosom untuk satu molekul mRNA, dan dua asam amino yang dibawa oleh kedua tRNA tersebut akan dirangkaikan menjadi polipeptida.^[1] Inilah prinsip sintesis rantai polipeptida. ^[1] tRNA ialah salah satu dari molekul-molekul RNA selain mRNA dan rRNA yang dimiliki oleh semua organisme selular dan berperan dalam ekspresi gen ^[1]. tRNA dan rRNA adalah molekul RNA yang bukan genom (bukan molekul yang diterjemahkan). ^[1] Struktur primer tRNA merupakan rantai nukleotida linear dengan ukuran panjang 73 sampai 93 nukleotida dengan berat molekul total antara 25 sampai 30 kilo dalton. ^[1] Pada molekul tRNA terdapat jenis-jenis basa yang tidak umum atau termodifikasi. ^[1] Misalnya pseudourasil dan dihidrourasil yang merupakan modifikasi dari basa urasil. ^[1

7.RIBOSOMAL RNA

    rRNA (Ribosome-ribonucleic acid)atau asam ribonuklead ribosomal adalah molekul utama penyusun ribosom.rRNA dan protein secara bersama membangun subunit-subunit ribosom yang terdiri dari subunit kecil dan sibunit besar untuk kemudian bergabung membentuk ribosom fungsional ketika dua subunit terikat pada mRNA saat translasi.pada prokaryot,subunit kecil mempunyai koefisien sedimentasi sebesar 30S (unit Svedberg ) sedangkan subunit besar mempunyai ukuran sebesar 50S,akan tetapi saat bergabung koefisien sedimentasinya adalah 70S ( terdiri dari RNA 16S,5S,dan 32S ).pada eukaryot subunit kecil berukuran 40S sedangkan subunit besar berukuran 60S akan tetapi sebagai suatu kesatuan,ribosom eukaryot memiliki koefisien sedimentasi sebesar 80S (terdiri dari 18S,5S, 5,8S dan 28S ).

   rRNA merupakan salah satu type dari kelompok RNA.RNA ini merupakan RNA terbanyak yang di kandung oleh suatu sel yaitu sekitar 83% dari RNA yang terdapat dalam suatu sel ( menyusun Ribosom ). Ribosom terdapat di dalam sel dalam jumlah yang cukup banyak, yaitu sekitar 200.000 Ribosom yang menyusun sekitar 25% berat kering total selnya.dan sekitar 60% dari berat suatu ribosom adalah rRNA.Besarnya jumlah di pengaruhi strukturnya yang stabil dan ukurannya yang besar.

 Ribosom adalah komponen sel yang merakir molekul tertentu dua puluh asam amino untuk membentuk protein tertentu molekul di tentukan oleh urutan nukleotida dari sebuah RNA salah satu prinsip utama dari biologi, sering di sebut sebagai dogma sentral dari biologi molekuler, adalah bahwa DNA di gunakan untuk membuat RNA,yang di gunakan untuk membuat protein. Urutan DNA dalam  gen di salin ke RNA(mRNA).Ribosom kemudian membaca informasi dalam mRNA ini dan menggunakannya dalam membuat protein. Proses ini di kenal sebagai translasi;ribosom menerjemahkan informasi genetic ke RNA ke protein.Ribosom melakukan ini dengan mengikat mRNA dan menggunakannya sebagai template untuk menentukan urutan yang benar dari asam amino dalam protein tertentu.Asam amino yang melekat pada RNA transfer (tRNA)molekul,yang masuk salah satu bagian dari ribosom dan mengikat keurutan menssengger  RNA.asam-asam amino kemudian bergabung terlampir bersama bagian lain dari ribosam.bergerak ribosom sepanjang mRNA,” membaca ” urutan dan memproduksi rantai asam amino yang sesuai.

Ribosom di buat dari kompleks RNA dan protein yang di sebur ribonucleuproteins.Ribosom di bagi menjadi dua subunit.subunit kecil mengikat mRNA,sedangkan subunit yang lebih besar mengikat tRNA dan asam amino.ketika selesai membaca mRNA ribosom,kedua subunit terpecah. Ribosom telah diklasifikasikan sebagai ribozim, karena RNA ribosom tampaknya paling penting untuk beraktifitas transferase peptidil yang menghubungkan asam amini bersama-sama.

Ribosom dari bakteri archaea dan eukariota( tiga domain kehidupan di bumi ), memiliki struktur secara segnifikan berbeda dan urutan RNA. Perbedaan-perbedaan dalam struktur memungkinkan beberapa antibiotic dalam membunuh bakteri dengan menghambat ribosom mereka, sementara meninggalkan ribosom manusia tidak terpengaruh. Ribosom di dalam mitokonria sel eukariotik funsional menyerupai banyak fitur yang ada di bakteri, mencerminkan asal-usul evolusi kemungkinan mitokonria [2] [3] Ribosom berasl dari kata asam ribonukleat dan dalam bahasa yunani :.soma( tubuh makna ).

8. PEMBENTUKAN PROTEIN PADA RIBOSOM – PROSES TRANSLASI

    Ekspresi gen merupakan proses d imana informasi yang dikode di dalam gen diterjemahkan menjadi asam amino selama pembentukan protein pada ribosom.selama ekspresi gen,informasi genetik di transfer secara akurat dari DNA mealui RNA untuk menghasilkan polipeptida dari urutan asam amino yang spesifik .Ekspresi gen brupa sintesis protein mencakup proses dua tahap yaitu transkripsi dan translasi.

a.Transkripsi                                                                                                                                                                                                           Transkripsi merupakan sintesis RNA dari salah satu rantai DNA,transkripsi terdiri dari 3 tahap yaitu :

 1. Inisiasi (permulaan),Daerah DNA di mana RNA polymerase melekat dan     mengawali transkripsi disebut sebagai promoter.suatu promoter menentukan di mana transkripsi dimulai,juga menentukan yang mana dari kedua untai helix yang digunkan sebagai cetakan.

2. elongasi (emanjangan),saat RNA bergerak di sepanjang DNA,RNA membuka pilinan helix ganda DNA,sehingga terbentuk molekul RNA yang akan lepas dari cetakan DNA-nya.

3. terminasi (pengakhiran) rantai mRNA,transkripsi berlangsung sampai RNA polymerase mentranskripsi urutan DNA yang disebut terminator.terminator yang ditranskripsi  merupakan suatu urutan RNA yangberfungsi sebagai sinyal terminator yang sesungguhnya.pada sel prokariotik ,transkripsi biasanya berhenti tepat pada akhir sinyal terminasi,yaitu polymerase mencapai titik terminasi sambil melepas RNA dan DNA.sebaliknya sel eukariotik polymerase terus melewati sinyal terminasi ,suatu urutan AAUAAA di dalam mRNA ke titik yang lebih jauh kira-kira 10 hingga 35 nukleotida,mRNA ini dipotong hingga erlepas dari titik tersebut.

b.  Translasi

      Dalam proses translasi,sel menginterpretasikan suatu proses genetik dan membentuk protein yang sesuai.pesan tersebut berupa serangkaian kodon di sepanjang molekul mRNA,interpreternya adalah transfer.setiap tipe molekul tRNA menghubungkan kodon tRNA tertentu dengan asam amino tertentu ketika tiba di ribosom,molekul tRNA membawa asam amino spesifik pada salah satu ujungnya.pada ujung lain terdapat triplet nukleotida yang disebut

antikodon,yang berdasarkan aturan pemasangan basa,mengikatkan diri pada kodon komplementer di mRNA.tRNAmentransfer asam amino – asam amino dari sitoplasma ke ribosom.asosiasi kodon dan antikodon harus didahului oleh pelekatan yang benar antara antara tRNA dengan asam amino.tRNA yang mengikatkan diri pada kodon mRNA yang menentukan asam amino tertentu,hanya membawa asam amino tersebut ke ribosom.tiap asam amino digabungkan dengan tRNA yang sesuai oleh suatu enzim spesifik yang disebut aminoasil-ARNt sintetase(aminoacil-tRNA sythesa).ribosom memudahkan pelekatan yang sesifik antara antikodon tRNA dengan kodon mRNA selama sintesis protein.sub unit ribosom dibangun oleh protein-protein dan molekul-molekul RNA yang disintesis RNA ribosomal.translasi dibagi menjadi 3 tahap (sama seperti pada transkripsi) yaitu inisiai,elongasi,dan terminasi.semua tahapan ini memerlukan factor-faktor protein yang membantu mRNA ,tRNA,dan ribosom sesuai proses translasi.inisii dan elongasi rantai polipeptida juga membutuhkan sejumlah energy.energi disediakan oleh GTP (guanosin triphosphat),suatu molekul yang mirip ATP.                                                                                                                                                                                                            

9. SINTESIS ZAT-ZAT LAIN DALAM SEL

Beribu-ribu protein enzim yang dibentuk dengan cara seperti yang baru dibicarakan, pada hakekatnya mengtawasi semua reaksi-reaksi kimia lain yang berlangsung dalam sel. Enzim-enzim ini meningkatkan sintesis lipid, ghlikogen, purin, pirimidin, dan berate-ratus zat lainnya.

      SINTESIS TRIGLISERIDA DARI KARBOHIDRAT

Bila karbohidrat yang masuk tbuh lebih banyak dari pada yang dapat digunakan denag segera untuk energy atau disimpan dalam bentuk glikogen, maka kelebihannya dengan cepat di ubah menjadi trigliserida dan kemudian disimpan dalam bentuk tersebut didalam jaringan adipose. Sebagian besar sintesia trigliserida tejadi dalam hati, tetapi dalm jumlah yang lebih sedikit  jugs di sintesis dalam jaringan adipose. Trigliserida yang dibentulk dalam hati kemudian terutama di transport oleh lipprotein kejaringan adipose, tempat mereka juga disimpan sampai dibutuhkan untuk energy.

Perubahan asetil-KoA menjadi asam lemak. Langkah pertama pada sintes trigliserida adalah perubahan karbohidrat menjadi asetil-KoA. Oleh karena itu tanpa memperinci reaksi kimia denag mudah dipahami bagaimana asetil-KoA dapat di ubah menjadi asam lemak, dikarenakan karenakjan selama degradasi normal glukosa oleh system gliko asam lemak sebenarnya merupakan polimer besar bagian kecil dari asetil-KoA. Penggabungan asam lemak dan α-gliserofosfat untuk membentuk trigliserida. Setelah rantai asam lemak yang disintesis telah tumbuh mengandung 14-18 atom karbon. Kemudian mereka berikatan dengan gliseron membentuk trigliserida. Makna nyata dari mekanisme pembentukan trigliserida ini adalah bahwa selurah proses diatur dalam arti yang luas oleh konsentrasi α-gliserofosfat.

Kepentingan sintesis dan penyimpanan lemak . sintesis lemak dari karbohidrat khususnya penting karna 2 alasan :

1.         Kemampuan berbagai sel tubuh untuk menyimpan karbohidrat dalam bentuk glikogen umumnya rendah; hanya beberapa ratus gram glikogen disimpan dalam hati, otot rangka, dan semua jaringan tubuh lain bersama-sama. Oleh karna itu, sintesis lemak merupakan cara energy karbohidrat, yang di makan berlebihan (dan protein juga), dapat disimpan untuk digunakan kemudian.

2.         Setiap gram lemak mengandung sekitar 2/4 kali kalori energy dibandingkan setiap gram glikoge. Oleh karena itu, untuk berat bada tertentu, orang dapat menyimpan jauh lebih banyak energy dalam bentuk lemak dari pada dalm bentuk karbihidrat, yang akan penting artinya bila harus banyak bergerak.

      SINTESIS GLISERIDA DARI SEL

Banyak asam amino dapat diubah menjadi asetil-KoA, seperti yang akan dibicarakan dalam pembahasan ini. Protein dapat diubah menjadi trigliserida. Oleh karena itu, bila seseorang mempunyai terlalu banyak protein dalam dietnya daria pada yang jaringannya dapat digunakan sebagai protein atau langsung untik energy, kelebihan protein tersebut disimpan dalam bentuk lemak.

       

        10. PENGAWASAN FUNGSI GENETIK DAN AKTIVITAS BIOKIMIA SEL

Pada dasarnya terdapat 2 cara pengawasan aktivitas biokimia sel yang berbeda. Salah satu diantaranya dapat disebut sebagai pengaturan genetik, tempat aktivitas gen-gen itu sendiri diawasi, dan lainnya dapat disebut pengaturan enzimatik, tempat kecepatan aktivitas enzin dalam sel diawasi.

A. PENGAWASAN AKTIVITAS ENZIM

Dengan cara yang sama inhibitor dan aktifator dapat mempengaruhi sistem pengaturan genetik, demikian juga enzim-enzim sendiri dapat diawasi secara langsung oleh inhibitor atau aktivator lain. Hal ini menggambarkan mekanisme kedua tempat fungsi biokimia sel dapat di awasi.

Penghambatan enzim. Sangat banyak zat kimia yang di bentuk di dalam sel mempunyai umpan balik langsung pada sistem enzim yang mensintesis enzim-enzim tersebut. Hampir selalu produk yang disintesis bekerja pada enzim berikutnya. Dengan mudah dapat disadari pentingnya penghambatan enzim pertama ini untuk mencegah pembentukan produk antara yang tidak akan digunakan. Proses penghambatan enzim ini adalah contoh lain pengawasan umpan balik negatif . proses ini bertanggung jawab pada pengawasan konsentrasi beberapa asam amino intra sel yang tidak di awasi oleh mekanisme genetik seperti konsentrasi purin, pirimidin, vitamin, dan zat-zat lain.

Ringkasnya, terdapat dua cara tempat sel mengawasi perbandingan dan jumlah yang tepat berbagai unsur pokok sel :

1.   Mekanisme pengaturan genetik dan

2.   Mekanisme pengaturan enzim.

Gen dapat di aktifkan atau dihambat, dan juga enzim dapat di aktifkan atau dihambat. Paling sering mekanisme pengatur ini bekerja sebagai sistem pengaturan umpan balik yang terus-menerus mengawasi susunan biokimia sel dan memperbaikinya bila mana perlu. Tetapi, kadang-kadang zat-zat yang bukan sel juga mengatur reaksi biokimia intrasel dengan mengaktifkan atau menghambat satu sistem pengatur intra sel atau lebih.

      11. PENGATURAN GENETIK PENGENDALIAN FUNGSI INTRA SELULER MELALUI REGULASI ENZIM

Fungsi gen diawasi dalam berbagai jalan. Beberapa gen dalam keadaan normal tidak aktif, tetapi dapat diaktifkan oleh zat induser. Gen lain secara alamiah aktif, tetapi dapat di hambat oleh zat represor.

Operon dan pengaturannya pada sintesis biokimia. Sintesis hasil-hasil biokimia sel biasanya memerlukan serangkaian reaksi, dan masing-masing reaksi dikatalisis oleh enzim tertentu. Pembentukan semua enzim yang diperlukan untuk proses sintesis, selanjutnya diatur oleh serangkaian gen yang semua terletak berurutan pada utas DNA kromosom yang sama. Daerah utas DNA ini di namakan operon, dan gen yang bertanggung jawab untuk pembentukan masing-masing enzim di namakan gen struktural. Kecepatan operon berfungsi untuk transkripsi RNA, dan karna itu menggerakkan sistem enzimatik untuk proses biokimia, ditentukan oleh adanya 2 segmen kecil lain pada utas DNA yang masing-masing di namakan promoter dan operator. Masing-masing segmen ini merupakan urutan nukleutida DNA spesifik, tetapi mereka sendiri tidak berperanan sebagai template untuk pembentukan RNA. Sebagai gantinya mereka semata-mata berfungsi sebagai  unit pengatur operon.

     Mula-mula promoter berikatan dengan RNA polimerase, yang merupakan enzim yang bergerak sepanjang operon, untuk menyebabkan transkripsi messenger RNA yang sesuai. Akan tetapi, terletak antara promoter dan GEN struktural adalah operator. Bila pintu gerbang terbuka, RNA polimerase akan bergerak sepanjang operon, dan menyebabkan proses transkripsi. Tetapi bila pintu gerbang tertutup, RNA polimerase tertahan pada tingkat promoter dan operon tetap tidak aktif.

     Mekanisme lain untuk pengaturan transkripsi oleh operon. Variasi pada mekanisme dasar pengaturan operon telah ditemukan dengan cepat dalam beberapa tahun terakhir ini. Beberapa mekanisme pengaturan :

1.   Suatu zat induser dari luar sel kadang-kadang mengaktifkan operator.

2.   Suatu gen regulator yang terdapat di tempat lain dalam inti sel kadang-kadang mengatur operator.

3.   Inhibitor atau induser kadang-kadang mengatur banyak operator pada saat yang sama.

4.   Beberapa proses sintetik tidak di atur pada tingkat DNA tetapi pada tingkat RNA untuk mengatur proses translasi pembentukan protein oleh messenger RNA.

       12.SISTEM DNA – GENETIK JUGA MENGENDALIKAN REPRODUKSI SEL

    Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks ganda Watson-Crick.DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan berpilin ke kanan.Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :
- Gula 5 karbon (2-deoksiribosa)
- basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin (guanini = G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine = C) dan timin (thymine = T)
- gugus fosfat

Berikut susunan struktur kimia komponen penyusun DNA :
Baik purin ataupun pirimidin yang berkaitan dengan deoksiribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau deoksiribonukleosida yang merupakan prekursor elementer untuk sintesis DNA.Prekursor merupakan suatu unsur awal pembentukan senyawa deoksiribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat.DNA tersusun dari empat jenis monomer nukleotida.
Keempat basa nitrogen nukleotida di dalam DNA tidak berjumlah sama rata.Akan tetapi, pada setiap molekul DNA, jumlah adenin (A) selalu sama dengan jumlah timin (T).Demikian pula jumlah guanin (G) dengan sitisin(C) selalu sama.Fenomena ini dinamakan ketentuan Chargaff.Adenin (A) selalu berpasangan dengan timin (T) dan membentuk dua ikatan hidrogen (A=T), sedagkan sitosin (C) selalu berpasangan dengan guanin (G) dan membentuk 3 ikatan hirogen (C = G).

Stabilitas DNA heliks ganda ditentukan oleh susunan basa dan ikatan hidrogen yang terbentuk sepanjang rantai tersebut.karean perubahan jumlah hidrogen ini, tidak mengehrankan bahwa ikatan C=G memerlukan tenaga yang lebih besar untuk memisahkannya.
DNA merupakan makromolekul yang struktur primernya adalah polinukleotida rantai rangkap berpilin.Sturktur ini diibaratkan sebagai sebuah tangga.Anak tangganya adalah susunan basa nitrogen, dengan ikatan A-T dan G-C.Kedua “tulang punggung tangganya” adalah gula ribosa.Antara mononukleotida satu dengan yang lainnya berhubungan secara kimia melalui ikatan fosfodiester.
DNA heliks ganda yang panjangnya juga memiliki suatu polaritas.Polaritas heliks ganda berlawanan orientasi satu sama lain.Kedua rantai polinukleotida DNA yang membentuk heliks ganda berjajar secara antipararel.Jika digambarkan sebagai berikut :

Replikasi DNA
Replikasi adalah peristiwa sintesis DNA.Saat suatu sel membelah secara mitosis, tiap-tiap sel hasila pembelahan mengandung DNA penuh dan identik seperti induknya.Dengan demikian, DNA harus secara tepat direplikasi sebelum pembelahan dimulai.Replikasi DNA dapat terjadi dengan adanya sintesis rantai nukleotida baru dari rantai nukleotida lama.Proses komplementasi pasangan basa menghasilkan suatu molekul DNA baru yang sama dengan molekul DNA lama sebagai cetakan.Kemungkinan terjadinya replikasi dapat melalui tiga model.
Model pertama adalah model konservatif, yaitu dua rantai DNA lama tetap tidak berubah, berfungsi sebagai cetakan untuk dua dua rantai DNA baru.
Model kedua disebut model semikonservatif, yaitu dua rantai DNA lama terpisah dan rantai baru disintesis dengan prinsip komplementasi pada masing-masing rantai DNA lama tersebut.Model ketiga adalah model dispersif, yaitu beberapa bagian dari kedua rantai DNA lama digunakan sebgai cetakan untuk sintesis rantai DNA baru.

Berikut adalah gambaran replikasi yang terjadi terhadap DNA :
        Dari ketiga model replikasi tersebut, model semikonservatif merupakan model yang tepat untuk proses replikasi DNA.Replikasi DNA semikonservatif ini berlaku bagi organisme prokariot maupun eukariot.Perbedaan replikasi antara organisme prokariot dengan eukariot adalah dalam hal jenis dan jumlah enzim yang terlibat, serta kecepatan dan kompleksitas replkasi DNA.Pada organisme eukariot, peristiwa replikasi terjadi sebelum pembelahan mitosis, tepatnya pada fase sintesisdalam siklus pembelahan sel.

        13.REPRODUKSI SEL DIMUAI DENGAN REPLIKASI DNA

Reproduksi Sel merupakan contoh lain bagi peranan yang terdapat dimana-mana, bahwa sistem genetik DNA memegang semua proses kehidupan. Terdapat mekanisme pengaturan gen dan pengaturan interna yang menentukan sifat pertumbuhan sel dam juga kapan atau apakah sel-sel ini akan membelah untuk membentuk sel-sel baru. Dengan cara ini, semua sistem genetik yang penting ini mengatur setiap stadium perkembangan manusia dari satu sel ovum yang dibuahi sampai seluruh tubuh yang berfungsi. Jadi, tema pokok untuk hidup adalah sistem geneti DNA.

Seperti kenyataan hampir pada semua peristiwa dalam sel, reproduksi juga mulai pada inti itu sendiri. Langkah pertama adalah replikasi ( duplikasi ) motosis semua DNA dalam kromosom. Langkah selanjutnya yang mula-mula terdiri dari pembelahan 2 pasang DNA antara dau inti yang membelah. Dan kedua adalah pembelahan sel itu sendiri untuk membentuk dua anak sel baru.

Siklus kehidupan lengkap sel yang tidak dihambat sekitar 10-30 jam dari pembelahan ke pembelahan, dan periode motosis berakhir kira-kira 1 ½ jam. Periode antara 2 mitosis dinamakan interfase. Akan tetapi, dalam tubuh hampir selalu terdapat pengawasan penghambatan yang memperlambat atau menghentikan siklus hidup sel yang tidak dihambat dan mengakibatkan periode siklus hidup sel bervariasi dari 10 jam, bagi sel-sel sumsum tulang yang terangsang, sampai seluruh kehidupan tubuh manusia bagi sel-sel saraf dan otot lurik

REPLIKASI DNA. DNA mulai dibentuk sekitar 5 jam sebelum berlangsung mitosis, membentuk 2 tiruan dari semua DNA, yang masing-masing menjadi DNA pada 2 anak sel yang baru dibentuk pada mitosis.,

Peristiwa kimia dan fisik. DNA mengalami duplikasi dengan jalan yang hampir sama, dimana RNA dibentuk dari DNA. Pertama, dua utas heliks DNA gen ini saling menjauhi. Kedua, tiap-tiap utas berikatan dengan keempat jenis nukleotida deoksiribosa, dan utas komplemen DNA terbentuk.

     Tahap pertama adalah replikasi (duplikasi) semua DNA didalam kromosom. Hanya setelah tahap ini dimulai, maka mitosis dapat berlangsung.

     DNA dapat berduplikasi 5 sampai 10 jam sebelum mitosis, dalam proses ini diselesaikan dalam .waktu 4 samapi 8 jam. DNA hanya berproduksi sekali saja, sehingga hasil terakhir adalah tetap replikat dari semua DNA. Replikasi ini selanjutnya menjadi DNA dari kedua sel anak yang akan terbentuk sewaktu metosis. Setelah replikasi  DNA, masih ada waktu 1 sampai 2 jam sebelum mitosis dimulai dengan tiba-tiba. Bahkan selama metode ini, perubahan-perubahan awal  sudah mulai berlangsung yang akan nantinya dimulai pada proses mitosis.

      PERISTIWA KIMIAWI DAN FISIK REPLIKASI DNA.

        DNA direplikasi dengan cara yang sebagian besar sama dengan transkripsi RNA dan DNA kecuali       untuk beberapa perbedaan penting:

1.Kedua rantai DNA pada setiap kromosom direplikasi, tidak hanya 1 rantai saja

2.Kedua rantai heliks DNA seluruhnya direplikasikan dari ujung-ke ujung dan bukan hanya beberapa bagian dari rantai, seperti yang terjadi pada transkripsi RNA oleh gen

3. Enzim utama pada reprikasi DNA adalah sebuah kompleks dari beberapa emzim yang disebut DNA polimerase, yang sebanding dengan RNA polimerase. DNA polinerase melekat dan bergerak sebagai rantai cetakan DNA, sementara enzim lain DNA ligase, menyebabkan pengikatan nekleutida berikutnya satu sama lain, menggunakan ikatan fospat berenergi tinggi untuk memberi energi pelekatan tersebut

4.Pembentukan setiap rantai DNA baru terjadi secara bersamaan beratus-ratus segmen sepanjang setiap dua rantai spiral sampai seluruh rantai direplikasi. Kemudian akhir subunitdi gabung bersama – sama oleh ensim DNA lidase

5.Setiap rantai DNA yang baru di bentuk tetap dilekatkan oleh ikakatan hidroden longgar dengan rantai DNA asli,yang digunakan sebagai cetakan. Oleh karena itu kedua rantai heliks DNA yang baru dibentuk merupakan duplikat dari masing-masing rantai DNA dan masih terikat bersama.

6.Karena rantai heliks DNA dalam sebuah kromosom kira-kira 6 cm panjangnya dan memiliki bejuta-juta dalam setiap heliks, kedua rantai heliks DNA yang baru dibentuk ini tidak mungkin dapat diuraikan satu sama lain bila tidak menggunakan mekanisme khusus. Penguraian ini dapat dicapai oleh enzim yang secara periodik memotong setiap helik pada seluh panjangnya, dan kemudian menyambung kembali heliks tadi. Jadi, kedua heliks yang baru dibentuk menjadi terurai

PERBAIKAN DNA “KOREKSI CETAKAN”DNA.selama beberapa jam diantara reprikasi DNA dapat dimulainya mitosis, terdapat satu masa dimana terjadi perbaikan yang sangat aktif, dan “pengkorek siang cetakan” dari rantai DNA. Jadi, bila ada nukleotida DNA yang tidak tepat dipasangkan dengan nukleotida yang tepat dipasangkan dengan nukleotida yang terdapat pada rantai asli, maka akan ada suatu enzim khusus yang akan memotong daerah yang cacat tersebut, dan menggantikannya dengan nukleotida pelengkap yang tepat. Proses ini dilakukan oleh DNA polimerase dan DNA ligase yang sama, yang dipakai pada proses replikasi. Proses pebaikan ini disebut sebagai bukti cetak DNA.

     Oleh karena perbaikan dalam koreksi ini, maka proses transkripsi jarang sekali melakukan kesalaha. Tetapi bila terjadi kesalahan, ini yang disebut mutasi; mutasi ini kemudian akan menyebabkan pembentukan beberapa protein yang dibutuhkan, yang sering kali menjurus kepada fungsi sel yang abnormal, dan bahkan kadang –kadang menyebabkan kematian sel. Namun, bila seseorang menyadari bahwa ada 100.000 atau lebih gen di dalam genom manusia bahwa periode dari satu generasi manusia kegenerasi lain kira-kira 30 tahun, seseorang masih akan mengharapkan mutasi sebanyak 10 kali  atau lebih dalam penerimaan genom dari orang tua keanak. Akan tetapi,karena masi ada proteksi lebih lanjut, setiapgenom manusia di wakili oleh dua perangkap kromosom yang terpisah dari gen yang hampir identik. Oleh karena itu, satu masi fungsional dari setiap pasang kromosom hampir selalu tersedia untuk anak, walau pun mutasi.

14. KROMOSON dan REPLIKASINYA

     Masing-masing heliks DNA yang terdapat didalam nukleus dikemas sebagai kromosom tunggal. Sel manusia mengandung 46 kromosom yang tersusun dalam 23 pasang. Kebanyakan gen dalam kedua kromosom dari setiap pasang itu identik atau hampir identik satu antara lainnya, sehingga dikatakan bahwa gen yang berbeda juga terdapat dalam pasangan, walaupun pernyataan ini bukan pada tempatnya.

     Selain DNA yang terdapat dalam kromosom, juga di jumpai banyak sekali protein, yang terutama terdiri atas banyak sekali molekul-molekul kecil yang bermuatan fositif yang disebut histon. Histon ini tersusun menjadi inti kecil, yang menyerupai kumparan. Segmen kecil dari setiap heliks DNA secara berurutan mengelilingi inti satu persatu. Selama mitosis, ini berikutnya dikemas oleh inti yang lain, sehingga memungkinkan terbentuknya molekul DNA yang sangat panjang. Dengan panjang linear 6 cm dan berat molekul kira-kira 60 bilium, yang dikemas dalam bentuk kromosom kitotik dan yang tergulung dan yang terlipat, sehingga panjangnya hanya beberapa meter 1/10.000 dari panjang DNA yang di rengangkan.

     Inti histon, seperti yang telah dibahas sebelumnya, memainkan peranan penting dalam regurasi aktifitas DNA karena selama DNA di kemas secara ketat, DNA tidak dapat berfungsi sebagai cetakan untuk pembentukan RNA atau reprikasi DNA yang baru. Lebih lanjut, beberapa protein pengatur dapat mencairkan segmen-segmen kecil membentuk RNA pada suatu waktu.

     Beberapa rotein nonhiston juga merupakan komponen utama kromosom, berfungsi sebagai protein sruktural kromosom dan, hubungan dengan mesin pengatur genetik, sebagai aktivator, inhibitor, dan enzim.

     Replikasi kromosom secara keseluruhan terjadi selama beberapa menit berikutnya selama replikasi rantai heliks DNA; rantai heliks DNA mengumpulkan molekul-molokul protein yang baru dibutuhkan. Kedua kromosom yang baru terbentuk tetap melekat secara temporer satu sama lain (sampi waktu mitosis) pada tempat yang disebut sentromer, terletak dengan pusatnya. Duplikat ini , walau pun masih merupakan kromosom yang melekat disebut sebagai kromatip.

15. MITOSIS

Mitosis adalah proses pembahagian genom yang telah digandakan oleh sel ke dua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel. Mitosis umumnya diikuti sitokinesis yang membagi sitoplasma danmembran 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.

Mitosis terjadi hanya pada sel eukariot. Pada organisme multisel, sel somatik mengalami mitosis, sedangkan sel kelamin (yang akan menjadi sperma pada jantan atau sel telur pada betina) membelah diri melalui proses yang berbeda yang disebut meiosis. Sel prokariot yang tidak memiliki nukleus menjalani pembelahan yang disebut pembelahan biner.

Karena sitokinesis umumnya terjadi setelah mitosis, istilah "mitosis" sering digunakan untuk menyatakan "fase mitosis". Perlu diketahui bahwa banyak sel yang melakukan mitosis dan sitokinesis secara terpisah, membentuk sel tunggal dengan beberapa inti. Hal ini dilakukan misalnya oleh fungi dan slime moulds. Pada hewan, sitokinesis dan mitosis juga dapat terjadi terpisah, misalnya pada tahap tertentu pada perkembangan embrio lalat buah.

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 pertengaha 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.

 Pembelahan mitosis

Pembelahan mitosis menghasilkan sel anakan yang jumlah kromosomnya sama dengan jumlah kromosom sel induknya, pembelahan mitosis terjadi pada sel somatic (sel penyusun tubuh).
         Sel – sel tersebut juga memiliki kemampuan yang berbeda – beda dalam melakukan pembelahannya, ada sel – sel yang mampu melakukan pembelahan secara cepat, ada yang lambat dan ada juga yang tidak mengalami pembelahan sama sekalisetelah melewati masa pertumbuhan tertentu, misalnya sel – sel germinatikum kulit mampu melakukan pembelahan yang sangat cepat untuk menggantikan sel – sel kulit 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 tidak mampu melakukan pembelahan setelah usia tertentu. Sementara itu beberapa jenis bakteri mampu melakukan pembelahan hanya dalam hitungan jam, sehingga haya dalam waktu beberapa jam saja dapat dihasilkan ribuan, bahkan jutaan sel bakteri. Sama dnegan bakteri, protozoa bersel tunggal mampu melakukan pembelahan hanya dalam waktu singkat, misalkan amoeba, paramecium, didinium, dan euglena.
         Pada sel – sel organisme multiseluler, proses pembelahan sel memiliki tahap – tahap tertentu yang disebut siklus sel. Sel – sel tubuh yang aktif melakukan pembelahan memiliki siklus sel yang lengkap. Siklus sel tersebut dibedakan menjadi dua fase(tahap ) utama, yaitu interfase dan mitosis. Interfase terdiri atas 3 fase yaitu fase G, ( growth atau gap), fase S (synthesis), fase G2(growth atau Gap2).
          Pembelahan mitosis dibedakan atas dua fase, yaitu kariokinesis dan sitokinesis, kariokinesis adalah proses pembagian materi inti yang terdiri dari beberapa fase, yaitu Profase, Metafase, dan Telofase. Sedangkan sitokinesis adalah proses pembagian sitoplasma kepada dua sel anak hasil pembelahan.

1. Kariokinesis

          Kariokinesis selama mitosis menunjukkan cirri yang berbeda – beda pada tiap fasenya. Beberapa aspek yang dapat dipelajari selama proses pembagian materi inti berlangsung adalah berubah – ubah pada struktur kromosom,membran inti, mikro tubulus dan sentriol. Cirri dari tiap fase pada kariokinesis adalah:
a)  Profase 
1. Benang – benang kromatin berubah menjadi kromosom. Kemudian setiap kromosom membelah menjadi   kromatid dengan satu sentromer.
2. Dinding inti (nucleus) dan anak inti (nucleolus) menghilang.
3. Pasangan sentriol yang terdapat dalam sentrosom berpisah dan bergerak menuju kutub yang berlawanan.
4. Serat – serat gelendong atau benang – benang spindle terbentuk diantara kedua kutub pembelahan.

 b)  Metafase 
Setiap kromosom yang terdiri dari sepasang kromatida menuju ketengah sel dan berkumpul pada bidang pembelahan (bidang ekuator), dan menggantung pada serat gelendong melalui sentromer atau kinetokor.

c) Anafase
Sentromer dari setiap kromosom membelah menjadi dua dengan masing – masing satu kromatida. Kemudian setiap kromatida berpisah dengan pasangannya dan menuju kekutub yang berlawanan. Pada akhir nanfase, semua kroatida sampai pada kutub masing – masing.

d) Telofase
Pada telofase terjadi peristiwa berikut:

1.   Kromatida yang berada jpada kutub berubah menjasadi benang – benangkromatin kembali.

2.   Terbentuk kembali dinding inti dan nucleolus membentuk dua inti baru.

3.   Serat – serat gelendong menghilang.

4.   Terjadi pembelahan sitoplasma (sitokenesis) menjadi dua bagian, dan terbentuk membrane sel pemisah ditengah bidang pembelahan. Akhirnya , terbentuk dua sel anak yang mempunyai jumlah kromosom yang sama dengan kromosom induknya.

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.

2 Sitokinesis 

          Selama sitokinesis berlangsung, sitoplasma sel hewan dibagi menjadi dua melalui terbentuknya cincin kontraktil yang terbentuk oleh aktin dan miosin pada bagian tengah sel. Cincin kontraktil ini menyebabkan terbentuknya alur pembelahan yang akhirnya akan menghasilkan dua sel anak. Masing – masing sel anak yang terbentuk ini mengandung inti sel, beserta organel – organel selnya. Pada tumbuhan, sitokinesis ditandai dengan terbentuknya dinding pemisah ditengah – tengah sel. Tahap sitokinesis ini biasanya dimasukkan dalam tahap telofase.

                                  

Keterangan:
(a) Sitokinesis pada hewan
(b) Sitokinesis pada tumbuhan

 

16.PENGENDALIAN PERTUMBUHAN SEL DAN REPRODUKSI

Kita semua mengetahui bahwa sel-sel tertentu tumbuh dan bereproduksi setiap
waktu, seperti sel-sel pembentuk darah dari sumsum tulang, lapisan germinativum
kulit, dan epitel usus. Akan tetapi, banyak sel lain, seperti sel otot polos, mungkin
tidak bereproduksi selama bertahun-tahun. Beberapa sel, seperti neuron dan sebagian besar sel otot lurik, tidak bereproduksi sepanjang kehidupan seseorang, keduali selama masa kehidupan fetus. Pada beberapa jaringan, insufisiensi dari beberapa jenis sel menyebabkan sel-sel ini tumbuh dan bereproduksi dengan cepat sampai jumlah sel yang sesuai tersedia kembali. Sebagai contoh, tujuh perdelapan hati dapat diangkat melalui pembedahan, dan sel-sel sisa yang berjumlah seperdelapan akan tumbuh dan membelah sampai massa hati kembali hampir normal. Hal yang sama terjadi untuk hampir semua sel kelenjar, sel sumsum tulang, jaringan subkutan, epitel intestinal, dan hampir jaringan lain apapun kecuali sel yang berdiferensi baik, seperti sel saraf dan sel otot. Kita hanya mengetahui sedikit mengenai mekanisme yang mempertahankan
jumlah berbagai jenis sel yang berbeda dalam tubuh dengan tepat. Akan tetapi, penelitian telah menunjukkan paling sedikit ada tiga cara pengendali pertumbuhan.

1.    Faktor-faktor pertumbuhan yang berasal dari bagian tubuh yang lain. Beberapa faktor pertumbuhan ini bersirkulasi dalam darah, tetapi yang lain berasal dari jaringan yang berdekatan. Sebagai contoh, sel epitel daari beberapa kelenjar, seperti pankreas, akan gagal tumbuh tanpa fakktor pertumbuhan dari jaringan penyambung yang terletak di bawah kelenjar.
2.    Sebagian besar sel akan berhenti tumbuh bila sel kehabisan ruangan untuk tumbuh. Keadaan ini terjadi saat sel tumbuh dalam kultur jaringan. Sel tumbuh sampai sel berkontak dengan benda padat dan kemudian pertumbuhan berhenti.
3.    Sel yang tumbuh dalaam kultur jaringan sering berhenti tumbuh bila sejumlah kecil sekret sel sendiri terkumpul dalam medium kultur.

    Pengaturan Ukuran Sel
Ukuran sel ditentukan hampir seluruhnya oleh jumlah DNA yang berfungsi di
dalam sel. Bila replikasi DNA tidak terjadi, sel tumbuh sampai ukuran tertentu dan selanjurnya bertahan pada ukuran tersebut. Sebaliknya, dengan menggunakan bahan kimia kolkisin, pencegahan pembentukan gelendong mitosis dapat dimungkinkan dan oleh karena itu, dapat mencegah mitosis walaupun replikasi DNA berlanjut terus. Pada kejadian ini, nukleus mengandung jumlah DNA yang jauh lebih besar dari jumlah normal dan sel tumbuh lebih besar menurut perbandingan. Diduga bahwa keadaan ini semata-mata dihasilkan dari peningkatan produksi RNA dan protein sel, yang selanjutnya akan menyebabkan sel tumbuh lebih besar.

17.DEFERENSIASI SEL KANKER

Hal-hal yang dapat disimpulkan dari diferensiasi sel adalah :
Karakteristik khusus pertumbuhan sel dan pembelahan sel adalah direrensiasi sel,
yang berarti perubahan sifat fisik dan fungsi sel sewaktu sel berproliferasi dari embrio untuk membentuk struktur tubuh yang berbeda-beda.
Teori yang paling awal dan paling sederhana untuk menjelaskan diferenssiasi
adalah bahwa kemposisi genetik dari nukleus mengalami perubahan selama generasi sel berikutnya dalam cara yang sedemikian rupa sehingga satu sel anak mewarisi sebuah perangkat gen yang berbeda dari sel anak yang lain.
Teori ini sekarang sudah disangkal dalam banyak hal tetapi dilukiskan paling baik
khususnya melalui penelitian sederhana berikut ini. Nukleus dari sebuah sel mukosa intestinal kodok, bila diimplantasikan melalui pembedahan ke dalam ovum kodok dimana nukleus yang sebenarnya telah diangkat, sering menyebabkan pembentukan kodok yang normal. Hal ini mendemonstrasikan bahwa bahkan sel mukosa intestinal, yang merupakan sel yang berdiferensiasi baik, masih membawa semua informasi genetik yang dibutuhkan untuk perkembangan semua struktur yang dibutuhkan dalam tubuh kodok.

Oleh karena itu, sudah jelas bahwa diferensiasi tidak dihasilkan dari hilangnya
gen tetapi dari penekanan secara selektif operon genetik yang berbeda. Sesungguhnya, dengan mikrograaf elektron dapat diduga bahwa beberapa segmen rantai heliks DNA yang bergulung di sekitar inti histon menjadi begitu padat sehingga rantai heliks DNA tidak akan terurai lagi untuk membentuk molekul RNA. Satu dugaan penyebab efek ini adalah sebagai berikut :Diduga bahwa genom sel berawal pada tahap diferensiasi sel tertentu untuk menghasilkan sebuah protein regulator yang kemudian akan menekan sekelompok gen terseleksi selamanya. Oleh karena itu, gen yang ditekan tidak akan berfungsi lagi. Tanpa memperhaatikan mekanismenya, sebagian besar sel manusia yang matang menghasilkan kira-kira 8000 sampai 10.000 protein, namun bila seluruh gen aktif
maka dapat dihasilkan protein sebanyak 100.000 atau lebih.