Jenis Jenis Stem cell / Sel Punca (embryonic stem cell, Adult Stem Cell dan induced pluripotent stem )

Stem cell atau sel punca adalah sel yang belum berdiferensiasi. Stem cell atau sel punca dapat memperbanyak diri menghasilkan stem cell/ sel punca lain dan dalam kondisi yang sesuai juga dapat dapat berkembang menjadi sel-sel tertentu seperti  sel otot, sel darah, sel, kulit, sel hati dan lain-lain. Karena kemampuannya tersebut, Para ilmuwan secara intensif mempelajari tentang Stem cell / Sel Punca untuk dimanfaatkan sebagai pengobatan, sebagai contoh untuk perbaikan jaringan kulit yang rusak.

Ada dua jenis stem cell / sel punca yaitu stem cell / sel punca yang berasal dari embrio dan stem cell / sel punca yang berasal dari organisme dewasa.

Stem Cell / Sel Punca dari embrio (embryonic stem (ES) cells)

Embrio mempunyai banyak stem cell / sel punca yang dapat berkembang menjadi sel – sel lain. Stem cell / sel punca dapat diisolasi dari embrio pada saat embrio berkembang menjadi blastula / blastosit. Ketika dikulturkan dalam media, stem cell / sel punca yang berasal dari embrio akan terus menerus membelah membentuk stem cell / sel punca lain. Stem cell / sel punca dari embrio mempunyai kemampuan pluripotensi. Pluripotensi adalah kemampuan sel untuk berkembang menjadi semua tipe sel.

Baca Juga : Regulasi Ekspresi Gen Pada Eukariotik

Dengan penambahan suatu senyawa tertentu pada media kultur, Stem cell / sel punca dari embrio dapat berkembang menjadi semua tipe sel, seperti sel darah, sel tulang, sel syaraf, sel hati, sel sperma, sel telur dan sel-sel yang lain.

Gambar 1. Stem cell / sel punca dari embrio dapat berkembang menjadi semua tipe sel

Stem Cell / Sel Punca dari organisme dewasa (Adult Stem Cell)

 Organisme yang telah dewasa juga memiliki stem cell / sel punca. Contoh  stem cell / sel punca dari organisme dewasa adalah stem cell / sel punca yang ada pada sumsum tulang. Baru-baru ini para ilmuwan mempublikasikan hasil penelitian yang menyebutkan bahwa stem cell / sel punca terdapat pada jaringan otak, jaringan mata, jaringan rambut dan pulpa gigi.

 Namun stem cell / sel punca yang berasal dari organisme dewasa hanya bisa berdiferensiasi menjadi beberapa tipe sel, tidak dapat berdiferensiasi menjadi semua tipe sel, seperti stem cell / sel punca dari sumsum tulang. Stem cell / sel punca dari sumsum tulang hanya dapat berdiferensiasi menjadi sel darah merah, sel darah putih, trombosit namun tidak dapat berdiferensiasi menjadi sel-sel selain sel darah.

Gambar 2. Stem cell / sel punca dari embrio dapat berkembang menjadi semua tipe sel sedangkan Stem cell / sel punca dari organisme dewasa hanya bisa berkembang menjadi sel-sel tertentu

induced pluripotent stem (iPS)

Penelitian tentang stem cell / sel punca terus dikembangkan oleh para ilmuwan. Embryonic stem (ES) cell  mempunyai kemampuan pruripotensi. Kemampuan pruripotensi dari Embryonic stem (ES) cell  tersebut dapat dimanfaatkan untuk memahami mekanisme penyakit, screening obat yang cocok untuk berbagai penyakit dan cedera seperti penyakit diabetes pada anak-anak dan cidera tulang belakang. Namun Embryonic stem (ES) cell dianggap melanggar kode etik karena harus menggunakan sel-sel blastosist dari embrio. Oleh karena itu, para peneliti mulai mengembangkan induced pluripotent stem (iPS).

 Induced Pluripotent Stem (iPS) adalah stem cell / sel punca yang berasal dari sel yang telah berdiferensiasi. Sel yang telah berdiferensiasi tersebut diubah kembali menjadi stem cell / sel punca seperti stem cell / sel punca yang berasal dari embrio, yaitu memiliki kemampuan pluripotensi.

 Penelitian yang mengubah sel yang telah berdiferensiasi menjadi induced pluripotent stem (iPS) dilakukan oleh Shinya Yamanaka. Berkat penelitiannya tersebut, Shinya Yamanaka dan rekannya (John Gurdon) mendapat penghargaan Nobel pada tahun 2012. Shinya Yamanaka mengkulturkan stem cell / sel punca dari jaringan fibroblast hingga berkembang menjadi sel-sel fibroblast. Kemudian sel fibroblast tersebut diinsersi dengan 4 jenis regulator gen menggunakan vektor retrovirus. Hasilnya sel sel fibroblast tersebut berkembang menjadi stem cell / sel punca yang memiliki morfologi, pola proliferasi, anti gen permukaan (surface antigens), aktivitas telomerase yang sama dengan stem cell / sel punca dari embrio.

Gambar 3. Proses pembuatan induced pluripotent stem (iPS)

Saat ini para peneliti telah mampu mengidentifikasi gen yang dapat digunakan untuk mengubah suatu tipe sel (sel yang telah berdiferensiasi) menjadi tipe sel lain. Contoh yang telah berhasil dilakukan adalah para peneliti telah berhasil membiakkan sel fibroblast kulit menjadi sel sel saraf tanpa harus mengubahnya terlebih dahulu menjadi  induced pluripotent stem (iPS)

Demikian Postingan tentang Jenis Jenis Stem cell / Sel Punca (embryonic stem cell, Adult Stem Cell dan induced pluripotent stem ). Semoga bermanfaat

Kata Kunci :

Sel Punca dari embrio (embryonic stem (ES) cells), stem sel, stem cell, sel punca, sel punca adalah, stem cell adalah, stem sel, jenis jenis, sel punca, jenis jenis stem sel, jenis jenis stem cell, perbedaan stem cell / sel punca yang berasal dari embrio dan yang berasal dari organisme dewasa, Pluripotensi adalah, pengertian Pluripotensi, Induced Pluripotent Stem (iPS), Induced Pluripotent Stem (iPS) adalah, cara membuat stem cell,

Read more

Regulasi Ekspresi Gen Pada Perkembangan Embrio Hingga Pembentukan Organ

Perkembangan zigot terjadi sesaat setelah adanya proses pembuahan sel telur. Sel telur yang telah dibuahi tersebut akan membelah dan terus membelah, membentuk berbagai sel yang berbeda fungsi dan strukturnya (differensiasi), kemudian membentuk berbagai jaringan, berbagai organ dan akhirnya membentuk suatu organisme. Bagaimana proses tersebut dapat terjadi?

Seperti yang telah kita ketahui bersama bahwa segala aktivitas dalam sel, termasuk proses perkembangan embrio menjadi suatu organisme ditentukan oleh ekspresi gen yang terjadi di dalam sel tersebut. Karena semua sel dari suatu organisme mempunyai genom sehingga perbedaan ekspresi gen tergantung bagaimana regulasi ekspresi gen dalam suatu sel tersebut.

Dalam posting sebelumnya (Regulasi Ekspresi Gen Pada Eukariotik) telah dijelaskan bahwa perbedaan ekspresi gen pada dua sel disebabkan oleh berbedanya aktivator pada masing – masing sel. Pada postingan tersebut dijelaskan tentang perbedaan ekspresi gen pada sel bakal hati dan sel bakal lensa mata.

1. Regulasi Ekspresi gen pada zigot 

Sel- sel embrio yang berasal dari zigot harus mempunyai aktivator yang berbeda-beda agar bisa differensiasi, agar terbentuk sel-sel yang berbeda struktur dan fungsinya. Namun bagaimana sel-sel embrio yang berasal dari satu sel tersebut dapat mempunyai aktivator yang berbeda-beda?

Berikut Penjelasannya :

Di dalam sitoplasma sel telur, terdapat berbagai substansi yang berasal atau disintesis oleh sel induknya. Substansi tersebut dinamakan dengan cytoplasmic determinant yang terdiri dari mRNA, protein dan senyawa lainnya termasuk berbagai aktivator transkripsi. Cytoplasmic determinant tersebut tersebar tidak merata dalam sel. Sehingga ketika, sel telur yang telah dibuahi membelah diri, masing-masing sel anakan mendapat cytoplasmic determinant yang berbeda-beda, termasuk aktivator yang diperoleh tiap sel juga berbeda. Perbedaan aktivator pada sel anak hasil pembelahan zigot meneyebabkan masing-masing sel tersebut mengekspresikan gen yang berbeda-beda sehingga memicu sel untuk berdiferensiasi.

Gambar 1. Cytoplasmic determinant tersebar tidak merata pada sitoplasma zigot sehingga sel anakan hasil hasil pembelahan zigot mempunyai ekspresi gen yang berbeda

Selain cytoplasmic determinant yang tidak tersebar rata pada setiap sel anakan, diferensiasi sel juga dipengaruhi oleh proses induksi. Sel – sel dari embrio dapat mempengaruhi ekspresi gen dari sel disebelahnya dengan cara mengeluarkan suatu molekul sinyal. Molekul sinyal tersebut kemudian masuk ke dalam sel terdekat yang kemudian terlibat dalam proses transkripsi di dalam inti sel.

Gambar 2. Sel - sel embrio dapat mengeluarkan sinyal molekul yang  mempengaruhi sel terdekat  

Regulasi Ekspresi Gen Pada Tahap Differensiasi Sel

Differensiasi sel adalah proses pembentukan sel tertentu pada suatu embrio. Proses differensiasi sel tersebut diatur oleh ekspresi gen. Contoh differensiasi sel dalam pembentukan sel otot.

Sinyal  dari sel lain memicu sel precursor untuk untuk mengaktivasi gen myoD yang menghasilkan protein MyoD. Gen myoD disebut dengan “master regulatory genes” karena protein MyoD yang mengaktifkan translasi gen - gen lain yang memicu terbentuknya sel otot. Sel precursor yang telah menghasilkan protein MyoD disebut dengan myoblast. Protein MyoD dalam myoblast kemudian mengaktifkan berbagai gen yang berfungsi untuk pembentukan sel otot, seperti gen pembentuk protein myosin. Protein MyoD  juga berperan menghentikan siklus sel sehingga terbentuk fiber otot yang memiliki banyak inti sel.

Gambar 3.  Protein MyoD pada Sel Myoblast akan memicu  pembentukan sel otot

Read more

Pertumbuhan dan Perkembangan Vertebrata

1. Pembelahan

Tubuh vertebrata yang tersusun dari berbagai organ berasal dari sebuah sel telur. Dalam 1 jam setelah dibuahi, sel telur akan membelah dan terus membelah membentuk kumpulan-kumpulan sel yang disebut dengan  blastomer hingga terbentuk suatu gumpalan padat dari blastomer-blastomer tersebut.

Gambar 1. Fase pembelahan sel membentuk blastomer pada pertumbuhan dan perkembangan vertebrata. Sumber : Biology: Peter H. Raven et al

 2. Pembentukan Blastula

Blastomer pada bagian luar dari gumpalan padat tersebut saling terhubung oleh tight junction yang mengisolasi sel-sel bagian dalam dari lingkungan (Penjelasan tentang Tight Junction). Sel-sel bagian dalam dari tight junction kemudian mempompakan ion NA⁺ pada ruang antar sel, menghasilkan perbedaan gradian osmotik sehingga air masuk ke dalam pusat gumpalan sel. Hal tersebut menyebabkan ruang antar sel menjadi besar dan akhirnya terbentuk rongga pada pusat gumpalan sel. Gumpalan sel dengan rongga tersebut dinamakan dengan blastula.

Gambar 2. Proses pembentukan blastula dalam Pertumbuhan dan Perkembangan Vertebrata. Sumber : Biology: Peter H. Raven et al

 3. Pembentukan Grastula (grastulasi)

Beberapa sel blastula tertekan ke dalam membentuk grastula. Grastula kemudian akan membentuk suatu invaginasi / lipatan. Proses tersebut menghasilkan poros utama dari tubuh vertebrata. Terbentuk tiga lapisan sel yang berbeda yaitu endoderm, ektoderm, dan mesoderm. Endoderm adalah sel yang mengalami invaginasi yang nantinya akan membentuk perut, paru-paru hati dan sebagian organ dalam lainnya. Ektoderm adalah sel yang tidak mengalami invaginasi yang nantinya akan membentuk kulit dan sistem syaraf. Mesoderm adalah sel yang mengisi ruang antar endoderm dan ektoderm yang nantinya akan membentuk notochord, tulang, pembuluh darah, jaringan ikat, dan otot.

Gambar 3. Fase pembentukan grastula pada pertumbuhan dan perkembangan vertebrata

Sumber : Biology: Peter H. Raven et al

. 

4. Neurolasi

Setelah proses granulasi selesai, suatu zona pada ektoderm mulai menebal yang dipicu oleh notochord di bawahnya. Penebalan dihasilkan dari pemanjangan sel ectodermal. Perubahan bentuk tersebut menyebabkan jaringan syaraf tergulung dan membentuk struktur tube atau tabung yang kemudian tercepit oleh ujung ektoderm. Tube atau tabung tersebut dinamakan dengan neural tube dan nantinya akan membentuk otak dan sumsum tulang belakang.

Gambar 4. Fase neurolasi pada pertumbuhan dan perkembangan vertebrata

Sumber : Biology: Peter H. Raven et al

5. Migrasi sel

Tahap selanjutnya dari perkembangan vertebrata adalah tahap migrasi sel. Kumpulan sel-sel yang telah bervariasi bentuknya mulai bergerak ke tujuan masing-masing untuk membentuk jaringan tertentu. Ketika sel mencapai tujuannya, protein reseptor dari sel yang bermigrasi mengikat protein reseptor dari sel tujuan memicu perubahan sitoskeleton dari sel yang bermigrasi yang menyebabkan sel berhenti bergerak.

Gambar 5. Fase migrasi sel dalam pertumbuhan dan perkembangan vertebrata Sumber : Biology: Peter H. Raven et al

 6. Pembentukan organ (Organogenesis) dan pertumbuhan

Setelah tahapan migrasi sel selesai, struktur dasar tubuh vertebrata telah terbentuk meskipun embrio tersebut hanya berukuran beberapa sentimeter dan hanya tersusun dari kurang lebih 10⁵ sel. Selama proses perkembangan , jaringan-jaringan akan berkembang menjadi organ dan sel-sel embrio akan membelah hingga hingga menghasilkan milyaran sel menyebabkan embrio bertambah lebih besar hingga ratusan kali lebih besar dari ukuran sebelumnya.

Gambar 6. Fase organogenesis dalam pertumbuhan dan perkembangan vertebrata Sumber : Biology: Peter H. Raven et al

Postingan Terkait :

Percobaan Hammerling Tentang Materi Genetik

Cara HIV Menyerang Sel dan Treatment yang Dikembangkan untuk Menangulanginya

Komunikasi Antar Sel

Struktur Membran Sel makhluk Hidup

Pengertian Oksidasi, Reduksi dan Redoks

Kata Kunci Pencarian :

perkembangan dan pertumbuhan pada hewan, perkembangan dan pertumbuhan hewan, tahapan pertumbuhan dan perkembangan pada hewan, perbedaan pertumbuhan pada hewan dan tumbuhan, pengertian pertumbuhan dan perkembangan pada hewan, fase pertumbuhan dan perkembangan pada hewan, pertumbuhan dan perkembangan hewan dan tumbuhan, pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dan tumbuhan, ciri ciri pertumbuhan hewan, pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dan hewan, contoh pertumbuhan hewan, pertumbuhan dan perkembangan pada manusia dan hewan, tahap tahap pertumbuhan dan perkembangan pada hewan, pertumbuhan hewan ayam, urutan pertumbuhan dan perkembangan pada hewan, pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan dan hewan, perkembangbiakan hewan, perkembangbiakan pada hewan, cara perkembangbiakan hewan, contoh perkembangbiakan hewan, gambar perkembangbiakan hewan, morula, blastula, gastrula

Read more