LABORATORIUM EMBRIOLOGI FAKULTAS KEDOKTERAN...
-
Upload
truongnhan -
Category
Documents
-
view
239 -
download
6
Transcript of LABORATORIUM EMBRIOLOGI FAKULTAS KEDOKTERAN...
EMBRIOGENESIS DAN INDUKSI EMBRIO (BAGIAN II)
LABORATORIUM EMBRIOLOGIFAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGORhttp
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Indikator pencapaian: Definisi dan tahapan embriogenesis (pembelahan, blastulasi, gastrulasi dan
neurulasi) Parameter pertumbuhan dan perkembangan embrio Pertumbuhan dan perkembangan embrio (waktu, tempat, proses) Pembelahan, Blastulasi, Gastrulasi dan Neurulasi Kaitan Tipe Pembelahan dengan Tipe Sel Telur Prinsip perkembangan: Segregasi sitoplasma dan induksi embrionik terkait
dengan potensi prospektif sel Konsep organiser yang menjelaskan tentang proses induksi terkait dengan
peta takdir Peranan hereditas inti dan sitoplasma (maternal) dalam perkembanganAktivasi gen dalam proses diferensiasi (metilasi dan asetilasi) terkait dengan
waktu dan proses embriogensis Kembar identik (monozigotik): komplit dan inkomplit Khimerism termasuk freemartinWawasan bioteknologi: splitting, kloning, stem cell
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Prinsip perkembangan: Segregasi sitoplasma dan induksi embrionik terkait dengan potensi prospektif sel
Diferensiasi terjadi melalui :1. Segregasi sitoplasmic (cytoplasmic determination)
Proses diferensiasi secara independen. Sel bersifatunipoten (determined). Kerusakan satu sel bisa cacat.disebut juga Mozaic Development (moluska, tunika,
anelida)
2. Induksi embrionik (Progressive Determination)
Diferensiasi secara dependen melalui interaksi seluler. Sel pada awalnya totipoten, pluripoten dan berangsurmenjadi unipoten.disebut juga Regulatory Development (Vertebrata: amfibia, mamalia)
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
1. Segregasi sitoplasma (cytoplasmic determination)= Mozaic Development
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
2. Regulative Development /Embryonic Induction(progressive determination)
Contoh paling menonjol pada embrio MAMALIA
Embrio dini memiliki sifat totipotensi
Diferensiasi & determinasi, melaluiproses interaksi langsung & induksi
Proses Induksi EmbrioSecara Bertahap
• Potensi• Induksi, Diferensiasi• Determinasi
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Diferensiasi: perubahan bentuk & fungsi sel atau sekelompok sel kedalam bentuk/ fungsi yg baru
Determinasi
takdir sel menjadi tetap melalui proses diferensiasi (perubahan biokimia dan fungsi seluler)
Potensi Sel:kemampuan sel untuk berdiferensiasi
Totipotensi >>>> Pluripotensi >>> Unipotensi
Proses pematangan dimana sel yg telah mengalamideterminasi (determined) dapat dikenali sbg sel
spesifik
TOTIPOTENSI:
Kemampuan masing-masing blastomer untuk berdiferensiasi sangat luas, dapat membentuk individu utuh,
Contohnya: pada embrio mamalia tahap 2-8 sel.
Dapat dibuktikan melalui percobaan:
1. Dengan cara melukai (mengurangi) salah satu blastomer 2. Penambahan blastomer (agregasi embrio): pd pembuatan
hewan khimera.3. Percobaan pemisahan blastomer (pembuatan kembar
identik)
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
A. Mematikan (pengurangan) satu blastomer
B. Penambahan satu blastomer : Pembuatan hewan khimera
Percobaan Totipotensi
TOTIPOTENSIMORULA
AGREGASIBLASTOMER
HEWANKHIMERA
EKSPERIMENTALht
tp://
aff.f
kh.ip
b.ac
.id
TOTIPOTENSI, contohnya pd kejadian kembar identik ht
tp://
aff.f
kh.ip
b.ac
.id
Pembentukan sel darah
Pluripoten
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Potensi Prospektif dan Nasib Prospektif1. Pada blastula:
Potensi prospektif >> Nasib prospektif
2. Pada Gastrula:Potensi prospektif = Nasib prospektif
Kemampuan induksi suatu daerah pada embrio
Tergantung lokasi daerah dan umur embrio
Konsep Organiser, yang menjelaskantentang proses induksi terkait dengan peta takdir
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
KONSEP ORGANIZER
Pada embrio mamalia, sel-sel blastomer yg semula bersifat totipoten secara bertahap mengalami diferensiasi dan terjadi
penurunan potensi; namun terbentuk suatu pusat induksi yg akan merangsang proses diferensiasi sel-sel lain di sekitarnya
Teori dan kemampuan induksi dapat dibuktikan dgn percobaan:Teknik transplantasi jaringan
Sifat totipotensi embrio hanya terbatas pada EMBRIO DINI tahap preimplantasi
Akibat pembelahan, diferensiasi, migrasi
Terjadi penurunan potensi dan terbentuknya PUSAT INDUKSI
ORGANIZER PRIMER
Percobaan transplantasi pd blastula amfioksus
Bagian dorsal (bakal notokorda) blastula amfioksus mampu induksi pembentukan daerah kepala-II
Patten & Charlson,1974
Transplantasi bagian simpul hensen embrio ayam (awal gastrula)
Simpul Hensen mampu induksi pembentukan buluh saraf – II
Transplantasi resipien
Takdir sel
Kem
ampu
an in
duks
i
Percobaan tranplantasi daerah bakal mata pd blastula amfioksus
PETA TAKDIR
Daerah-daerah tertentu pada sel telur atau blastoderm embrio telah memiliki nasib (takdir) tertentu yang akan berkembang menjadi bagian-bagian atau organ tertentuht
tp://
aff.f
kh.ip
b.ac
.id
Membuktikan PETA TAKDIRa. Pewarnaan vitalb. Pelabelan
Peranan Hereditas Inti dan Sitoplasma(maternal) dalam Perkembangan
Dua faktor utama sel yang mengaturaktivasi gen pada proses perkembangan
1. Bahan Inti / NUCLEUS 2. Bahan SITOPLASMA
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
CELL NUCLEUS
CHROMOSOME
GENOME/ GENES/ DNA
Lanjutan………
Kondisi awal faktor maternal pd oosit
merupakan faktor kritikal dalam perkembangan embrio.
Oosit berperan mengatur aspek:a. meiosis (Polanski, 1997), b. fertilisasi & pembelahan awalc. memodulasi perkembangan epigenetik genom embrio
(Latham and Sapienza, 1998)
Sebelum terjadi aktivasi genom embrio:Faktor /produk maternal : cytoplasmic maternal mRNA, proteins, antioxidant & organelles, termasuk mitokondria (mengandung mDNA).
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Aktivasi Genom Embrio- terjadi secara bertahap- waktu terjadinya berbeda antar species
Contoh: Pd mencit terjadi pada tahap 2 sel:Sintesis RNA baru: rRNA (18-21 jam pi)
tRNA (26-29 jam pi)
Sintesis Protein pada masa embriogenesis:Insulin & EGF (stimulasi aktivitas metabolisme shgmeningkatkan kecepatan pembelahan sel dan jumlahblastomer)
Keberhasilan perkembangan zigot embrio implantasi, t’gantung pd: aktivasi gen & program perkembangan
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Aktivasi Gen dalam proses diferensiasi (metilasi dan asetilasi) terkait dengan waktu dan proses embriogensis
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Lanjutan…..
Sel somatis pd mamalia memiliki 2 copy genome (diploid)
Kontribusi nyata yg diberikan induk jantan & betina padaanak-anaknya berbeda-beda
Bagaimana gen yang diwariskan dr maternal & paternal berbeda ekspresi ?
Terjadi switch off (silencing) pd salah satu copy gen induk
Genomic Imprinting http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Genomic Imprinting,
Pd setiap generasi harus mampu di HAPUS (Off) dan BENTUK (On)
suatu proses EPIGENETIK yg dinamis, yg terlibatdalam pengaturan ekspresi sebagian kecil gen dari genome mamalia melalui proses modifikasiSTRUKTUR DNA
Memberikan efek terhadap fenotip
Ada 2 mekanisme utama yg terlibat dalam terjadinya imprinting, yakni: 1. Modifikasi Asetilasi Histone
(memicu transkripsi)
2. Modifikasi Metilasi DNA (menekantranskripsi)
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
1. Asetilasi Histone
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Asetilasi residu lisine pd posisi terminus dr protein histonemenghilangkan muatan positif mengurangi afinitas protein histon ke DNA
Enzim polimerase RNA polymerase dan faktor transkripsilebih mudah berikatan pada promoter
Umumnya, asetilasi histon memicu transkripsi; deasetilasi histon menekan transkripsi
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
2. Modifikasi Metilasi DNA
METILASI DNA (menekan ekspresi gen)
Penambahan CH3 pada cytosine Silencing Gene ExpressionMetilasi residu cytosine 5-methylcytosineDeaminasi 5-methylcytosine thymine.
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Pengaturan Ekspresi Gen
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
WAWASAN BIOTEKNOLOGIKembar Identik (monozigotik):
Kembar lambat, disebabkan oleh pemisahan ICMKembar awal, disebabkan pemisahan blastomere 2-4 sel
Komplit / sempurna
Kembar identik normal
Inkomplit / tak sempurna
Kembar identik dempet (siam)
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Kembar monozigotik, genetis sama.
Normal Dempet (siam): craniopagus (KEPALA), thoracopagus
(DADA), pygopagus (PUNGGUNG)
Bila besar tidak sama : yang kecil parasit (KEMBAR PARASITIK)
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
APA PERBEDAAN ANTARA HEWAN KHIMERA DAN TRANSGENIK??
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Hewan khimera
AGREGASIBLASTOMER
HEWANKHIMERA
Di dalam tubuh hewan khimera terdapat sel-sel dengan genetik yang berbeda-bedaht
tp://
aff.f
kh.ip
b.ac
.id
Hewan transgenik
Hewan yang sel-selnya memiliki sisipan gen tertentu sehingga hewan tersebut mampu menghasilkan protein spesifik yang dikode oleh gen sisipan tersebut
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Fremartin Pada sapi Kembar beda kelamin Percampuran darah, hormon testosteron dr jantan
(dihasilkan lebih dahulu), akan mempengaruhi perkembangan organ reproduksi betina.
Anak sapi betina yang mandul (disebut fremartin).
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Kloning: transfer inti, splitting dll Splitting
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id
Therapeutic cloning dan stem cell, kloning untuk tujuan pengobatan
Transplantasi tanpa terjadi penolakan
karena berasal dari stem cell hasil kloning
dirinya sendiri
http
://af
f.fkh
.ipb.
ac.id