Pengertian Siklus Sel – tahapan dan hubungan dengan kanker

Siklus sel merupakan tahap siklus terus menerus yang sebagian besar sel dalam tubuh alami. Pada setiap fase, berbagai kegiatan dapat berlangsung melibatkan struktur sel dan materi genetik.

Fase terjadi secara berurutan, dan dapat berlangsung hingga sehari untuk untuk menyelesaikan siklus. Sebagian besar waktu, sel dalam interfase, selama itu tidak membagi tetapi mengalami tahap pos pemeriksaan dan asam deoksiribonukleat (DNA) replikasi.

Pengertian

Siklus sel adalah serangkaian proses 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.

Tahapan Siklus Sel

Kromosom dan inti membelah selama mitosis, dan sel membelah menjadi dua dalam sub-tahap yang disebut sitokinesis. Ini interfase dan fase miosis, ketika sel membelah, merupakan karakteristik dari semua sel dalam tubuh manusia, kecuali bagi mereka dalam sistem reproduksi.

Sebagian besar waktu, pembagian tidak terjadi. Siklus ini biasanya didominasi oleh proses yang melibatkan pertumbuhan dan replikasi struktur intraseluler yang mendukung kromosom.

Tahap perantara setelah divisi meliputi pemeriksaan biologis untuk memastikan replikasi DNA dapat terjadi. Jika tidak, maka masa dormansi dapat berlangsung dari beberapa hari sampai bertahun-tahun.

Replikasi DNA terjadi selama periode sintesis yang disebut fase S. Ini adalah fase siklus sel di mana pertumbuhan sering berlanjut, sedangkan protein dan enzim untuk mereplikasi materi genetik diciptakan.

Hitungan kromosom biasanya ganda dan kemudian fase perantara lain terjadi seperti DNA direplikasi diperiksa. Kesalahan dalam kode genetik dapat diperbaiki dan struktur yang disebut mikrotubulus direplikasi untuk mempersiapkan pembelahan sel. Selama fase ini, umumnya ada waktu untuk memperbaiki masalah dan memastikan kromosom digandakan dengan benar.

Kromosom tersebar dan biasanya tidak dapat dilihat di bawah mikroskop, sampai profase siklus sel dimulai. Sentriol adalah struktur dimana mikrotubulus direplikasi, dan dua dari ini biasanya menyebar dalam arah yang berlawanan.

Kromosom menjadi terlihat selama profase juga, dan berbagai serat membentuk jaringan di sekitar sel, membentuk gelendong mitosis. Lainnya tahapan siklus sel adalah ketika membran inti menghilang sementara protein dan interkoneksi mikrotubulus.

Struktur berserat kemudian berbaris melintasi inti selama metafase dan kemudian struktur yang disebut kinetochores menarik kromosom dari masing-masing pasangan ke sisi yang sesuai.

Setiap fase siklus sel memiliki kegiatan yang terpisah. Setelah terbentuk dua inti, kromosom menyebar dalam diri mereka. Pembagian terakhir adalah fase sampai mereka sendiri. Sebuah protein biasanya membentuk sebuah cincin di sekeliling posisi pembagian sel dan menutup sampai dua yang terpisah terbentuk.

Fase G0 (diam).

G0 adalah fase istirahat di mana sel telah meninggalkan siklus dan telah berhenti membelah. Siklus sel dimulai dengan fase ini. Sel-sel non-proliferatif (non-membelah) dalam eukariota multiseluler umumnya memasuki keadaan G0 diam dari G1 dan dapat tetap diam untuk jangka waktu yang lama, mungkin tanpa batas waktu (seperti yang sering terjadi pada neuron). Ini sangat umum untuk sel yang sepenuhnya berdiferensiasi. Beberapa sel memasuki fase G0 semi-permanen dan dianggap pasca-mitosis, mis., Beberapa sel hati, ginjal, dan lambung. Banyak sel tidak memasuki G0 dan terus membelah sepanjang kehidupan organisme, mis., Sel epitel.

Kata “post-mitotic” kadang-kadang digunakan untuk merujuk pada sel diam dan tua. Penuaan sel terjadi sebagai respons terhadap kerusakan DNA dan stres eksternal dan biasanya merupakan penangkapan pada G1. Penuaan sel dapat membuat progeni sel tidak dapat hidup; sering kali merupakan alternatif biokimia untuk penghancuran diri sel yang rusak dengan apoptosis.

Interfase.

Interfase adalah tahapan siklus sel dimana serangkaian perubahan yang terjadi dalam sel yang baru terbentuk dan nukleusnya sebelum menjadi mampu membelah lagi. Ini juga disebut fase persiapan atau intermitosis. Interphase biasanya berlangsung setidaknya 91% dari total waktu yang dibutuhkan untuk siklus sel.

Interphase berlangsung dalam tiga tahap, G1, S, dan G2, diikuti oleh siklus mitosis dan sitokinesis. Isi DNA inti sel diduplikasi selama fase S.

Fase G1 (Fase pertumbuhan pertama atau Fase post mitosis gap).

Fase pertama dalam interfase, dari akhir fase M sebelumnya hingga awal sintesis DNA, disebut G1 (G menunjukkan celah). Ini juga disebut fase pertumbuhan. Selama fase ini, aktivitas biosintetik sel, yang sangat melambat selama fase M, dilanjutkan dengan kecepatan tinggi. Durasi G1 sangat bervariasi, bahkan di antara sel-sel berbeda dari spesies yang sama. Pada fase ini, sel meningkatkan suplai proteinnya, meningkatkan jumlah organel (seperti mitokondria, ribosom), dan tumbuh dalam ukuran. Dalam fase G1, sel memiliki tiga opsi.

Fase S (replikasi DNA).

Fase S berikutnya dimulai ketika sintesis DNA dimulai; ketika selesai, semua kromosom telah direplikasi, yaitu, masing-masing kromosom terdiri dari dua kromatid saudara perempuan. Jadi, selama fase ini, jumlah DNA dalam sel telah berlipat dua, meskipun ploidi dan jumlah kromosom tidak berubah. Tingkat transkripsi RNA dan sintesis protein sangat rendah selama fase ini. Pengecualian untuk ini adalah produksi histone, yang sebagian besar terjadi selama fase S.

Fase G2 (pertumbuhan).

Fase G2 terjadi setelah replikasi DNA dan merupakan periode sintesis protein dan pertumbuhan sel yang cepat untuk mempersiapkan sel untuk mitosis. Selama fase ini mikrotubulus mulai menata ulang untuk membentuk spindel (preprofase). Sebelum melanjutkan ke fase mitosis, sel-sel harus diperiksa di pos pemeriksaan G2 untuk setiap kerusakan DNA dalam kromosom. Pos pemeriksaan G2 terutama diatur oleh protein tumor p53. Jika DNA rusak, p53 akan memperbaiki DNA atau memicu apoptosis sel. Jika p53 tidak berfungsi atau bermutasi, sel-sel dengan DNA yang rusak dapat berlanjut melalui siklus sel, yang mengarah pada perkembangan kanker.

Siklus sel dan kanker

Banyak tumor diyakini sebagai hasil dari banyak langkah, di mana perubahan DNA mutagenik yang tidak diperbaiki bisa menjadi langkah pertama. Perubahan yang dihasilkan menyebabkan sel memulai proses proliferasi yang tidak terkendali dan menyerang jaringan normal. Perkembangan tumor ganas membutuhkan banyak transformasi genetik. Perubahan genetik berlangsung, semakin mengurangi kapasitas respons sel terhadap mekanisme pengaturan normal siklus

Gen yang terlibat dalam karsinogenesis dihasilkan dari transformasi gen yang biasanya terlibat dalam kontrol siklus sel, perbaikan kerusakan DNA, dan adhesi antara sel-sel tetangga. Agar sel menjadi neoplastik, setidaknya diperlukan dua mutasi: satu pada gen supresor tumor dan yang lainnya pada proto-onkogen, yang kemudian menimbulkan onkogen.

Related Posts