Mengenal Siklus Sel dan Pembelahan Sel

Studi tentang siklus sel berfokus pada mekanisme yang mengatur waktu dan frekuensi duplikasi DNA dan pembelahan sel. Sebagai konsep biologi, siklus sel didefinisikan sebagai periode antara divisi berturut-turut sel. Selama periode ini, isi sel harus akurat direplikasi.

Mikroskop tahu tentang pembelahan sel selama lebih dari seratus tahun, tapi tidak sampai tahun 1950-an, melalui karya perintis Alma Howard dan Stephen Pelc, mereka menjadi sadar bahwa replikasi DNA berlangsung hanya pada tahap tertentu dari siklus sel dan bahwa fase ini jelas terpisah dari mitosis. Karya Howard dan Pelc mengungkapkan bahwa sel melewati banyak fase diskrit sebelum dan sesudah pembelahan sel.

Dari pemahaman ini, para ilmuwan kemudian mengidentifikasi empat fase karakteristik dari siklus sel: mitosis (M), gap 1 (G1), sintesis DNA (S), dan gap 2 (G2). Penelitian fase ini, protein yang mengatur mereka, dan interaksi biokimia yang kompleks yang berhenti atau memulai replikasi DNA dan pembelahan sel (sitokinesis) adalah perhatian utama dari ahli biologi siklus sel.

Kemajuan paling signifikan dalam bidang penelitian datang dengan demonstrasi protein kompleks spesifik yang melibatkan siklin yang penting untuk mengatur perjalanan sel melalui siklus sel. Pengamatan awal ini berasal dari studi biologis sel-sel telur katak membelah dengan cepat dibuahi seperti halnya sel ragi mutan yang tidak bisa membagi. Pengamatan menunjukkan bahwa regulasi siklus sel dilestarikan sepanjang eukariota, yang sejak saat itu terbukti menjadi kasus. Mekanisme pembagian pada bakteri berbeda dari eukariota, dan kontrol siklus sel mereka juga agak berbeda, meskipun ini lagi terkait dengan replikasi DNA.

Meskipun siklus sel adalah proses yang sangat terintegrasi, daerah yang berbeda kepentingan dalam bidang studi ini telah muncul. Misalnya, banyak gen dan protein yang mempengaruhi bagian dari satu fase dari siklus sel yang lain telah diidentifikasi. Ketika ekspresi mereka diubah oleh mutasi atau peraturan menyimpang, mereka biasanya digolongkan sebagai onkogen. Protein lain bertindak untuk menahan sel pada titik-titik yang berbeda dalam siklus (pos pemeriksaan) dan dikenal sebagai gen supresor tumor.

Siklus Sel

siklus sel didefinisikan sebagai periode antara divisi berturut-turut sel. Selama periode ini, isi sel harus akurat direplikasi.

Selain dari mereka dengan peran regulasi yang jelas, banyak protein memiliki fungsi penting dalam aspek-aspek lain dari siklus sel, salah satunya adalah replikasi DNA dan organel, yang merupakan proses menarik yang mencakup mekanisme perbaikan sendiri dan self-editing. Bidang lain fokus terutama pada proses mekanis pembelahan sel menjadi dua sel anak pada akhir mitosis dan di kondensasi dan decondensation kromatin.

Bagaimana siklus sel mempengaruhi kehidupan kita sehari-hari?

Memang, sebagian besar kanker adalah hasil dari pembelahan sel yang tidak pantas, seringkali berasal dari penyimpangan dalam regulasi siklus sel normal. Penelitian yang cukup diarahkan untuk mengidentifikasi perubahan dalam pengaturan protein siklus sel, baik sebagai target untuk intervensi terapeutik dan sebagai penanda biologis yang dapat menunjukkan prognosis untuk tumor. Selain itu, bidang biologi sel induk berhubungan erat dengan regulasi siklus sel karena sel-sel pluripoten dapat membagi perlahan-lahan selama jangka waktu yang lama dan belum memulai pertumbuhan dan diferensiasi bila diperlukan. Daerah lain penelitian saat ini termasuk menyelidiki regulasi siklus sel dalam pertumbuhan organ dan regenerasi, di mana sel-sel dorman dapat diaktifkan kembali ke dalam kondisi replikatif.

Bagaimana ilmuwan mempelajari siklus sel? Awalnya, studi siklus sel adalah pelestarian mikroskopi, tapi hari ini banyak teknik-teknik khusus selain yang banyak digunakan dalam sel dan biologi molekuler diterapkan. Pemilahan sel ‘aktifasi-fluoresensi’ telah memungkinkan ahli biologi untuk kedua mengidentifikasi sel-sel pada titik-titik tertentu dari siklus sel dan mengisolasi mereka. Hal ini dimungkinkan untuk memantau bagaimana sel-sel yang telah terkena agen yang berbeda dapat kemajuan melalui siklus. Pusat untuk identifikasi dan isolasi gen kunci telah memiliki kemampuan untuk mengisolasi sel-sel ragi mutan sensitif temperatur yang dapat diblokir pada tahap tertentu dari siklus untuk studi lebih dekat. Kemampuan untuk menyinkronkan kultur sehingga semua sel berada pada titik yang sama dalam siklus sel juga telah menjadi anugerah untuk menangkap sekilas mekanisme umum dan mengisolasi protein kunci.

Meskipun kita sekarang tahu banyak tentang regulasi siklus sel, jelas bahwa kita memiliki jalan panjang untuk pergi, khususnya dalam memahami kompleksitas interaksi antara berbagai besar protein yang sudah diidentifikasi. Penelitian saat ini telah mengidentifikasi sejumlah besar jalur sinyal, banyak terdiri dari beberapa gen, yang terlibat dalam mengatur perkembangan melalui siklus. Beberapa jalur tersebut dapat berinteraksi, dan pengetahuan tentang interaksi ini akan sangat penting untuk mengembangkan strategi yang efektif untuk intervensi dalam kanker dan kelainan pertumbuhan lainnya, seperti cacat perkembangan. Selain itu, bagaimana siklus sel merespon kerusakan DNA merupakan bidang penelitian aktif karena penyimpangan acak dalam replikasi dan bahkan racun lingkungan dapat mempengaruhi untai DNA yang rentan.

Pada akhirnya, keberhasilan terapi stem berbasis sel akan tergantung pada pengetahuan rinci tentang bagaimana sel dapat dipertahankan melalui berbagai divisi tanpa kehilangan potensi mereka untuk membedakan atau berubah menjadi prekursor tumor. Studi tentang siklus sel memiliki relevansi besar bagi kesehatan, kesejahteraan, dan biologi dari semua organisme, dari pertumbuhan dan perkembangan organisme ini, kanker dan penuaan manusia, dengan potensi untuk penyakit dan perbaikan cedera melalui terapi stem sel .

Loading...