cytokinesis adalah proses partisi sitoplasma sel yang dihasilkan dalam dua sel anak selama pembelahan sel. Ini terjadi pada mitosis dan meiosis dan umum terjadi pada sel hewan.
Dalam kasus beberapa tanaman dan jamur, sitokinesis tidak terjadi, karena organisme ini tidak pernah membagi sitoplasma mereka. Siklus reproduksi sel memuncak dengan pembagian sitoplasma melalui proses sitokinesis.
Pada sel hewan yang khas, sitokinesis terjadi selama proses mitosis, namun, mungkin ada beberapa jenis sel seperti osteoklas yang dapat melalui proses mitosis tanpa terjadi sitokinesis.
Proses sitokinesis dimulai selama anafase dan berakhir selama telofase, berlangsung sepenuhnya pada saat antarmuka berikutnya dimulai.
Tahap telofase dan sitokinesis mitosis. Sumber: Lagu Kelvin CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) melalui Wikimedia Commons,
Perubahan pertama yang terlihat pada sitokinesis pada sel hewan menjadi jelas ketika alur pembelahan muncul pada permukaan sel. Alur ini dengan cepat menjadi lebih jelas dan meluas di sekitar sel sampai benar-benar terbelah di tengah.
Dalam sel hewan dan banyak sel eukariotik, struktur yang menyertai proses sitokinesis dikenal sebagai “cincin kontraktil”, sebuah ensemble dinamis yang terdiri dari filamen aktin, filamen miosin II, dan banyak protein struktural dan pengatur. Itu mengendap di bawah membran plasma sel dan berkontraksi untuk membaginya menjadi dua bagian.
Ciliata menjalani sitokinesis. Sumber: Alpha Wolf CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) melalui Wikimedia Commons
Masalah terbesar yang dihadapi sel yang menjalani proses sitokinesis adalah memastikan bahwa proses ini terjadi pada waktu dan tempat yang tepat. Karena, sitokinesis tidak boleh terjadi lebih awal selama fase mitosis atau dapat mengganggu partisi kromosom yang benar.
Indeks artikel
Spindel mitosis dan pembelahan sel
Perbandingan proses sitokinesis pada sel tumbuhan dan hewan. Sumber: Mathilda Brinton CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) melalui Wikimedia Commons,
Spindel mitosis dalam sel hewan tidak hanya bertanggung jawab untuk memisahkan kromosom yang dihasilkan, tetapi juga menentukan lokasi cincin kontraktil dan oleh karena itu bidang pembelahan sel.
Cincin kontraktil memiliki bentuk yang tidak berubah-ubah pada bidang pelat metafase. Ketika pada sudut yang benar, ia berjalan di sepanjang sumbu gelendong mitosis, memastikan bahwa pembelahan terjadi antara dua set kromosom yang terpisah.
Bagian dari gelendong mitosis yang menentukan bidang pembelahan dapat bervariasi tergantung pada jenis sel. Hubungan antara mikrotubulus spindel dan lokasi cincin kontraktil telah dipelajari secara ekstensif oleh para ilmuwan.
Mereka telah memanipulasi telur vertebrata laut yang telah dibuahi untuk mengamati kecepatan munculnya alur di dalam sel tanpa mengganggu proses pertumbuhan.
Saat sitoplasma jernih, gelendong dapat lebih mudah dilihat, serta momen secara real time di mana ia berada pada posisi baru pada keadaan anafase awal.
Pembagian asimetris
Pada kebanyakan sel, sitokinesis terjadi secara simetris. Pada kebanyakan hewan, misalnya, cincin kontraktil terbentuk di sekitar garis ekuator sel induk, sehingga dua sel anak yang dihasilkan memiliki ukuran dan sifat yang sama.
Simetri ini dimungkinkan berkat lokasi gelendong mitosis, yang cenderung fokus pada sitoplasma dengan bantuan mikrotubulus astral dan protein yang menariknya dari satu sisi ke sisi lain.
Dalam proses sitokinesis ada banyak variabel yang harus bekerja secara sinkron agar berhasil. Namun, ketika salah satu variabel ini berubah, sel dapat membelah secara asimetris, menghasilkan dua sel anak dengan ukuran berbeda dan dengan konten sitoplasma yang berbeda.
Biasanya, dua sel anak ditakdirkan untuk berkembang secara berbeda. Agar hal ini memungkinkan, sel punca harus mengeluarkan beberapa komponen penentu nasib ke satu sisi sel dan kemudian menemukan bidang pembelahan sehingga sel anak yang ditunjukkan mewarisi komponen ini pada saat pembelahan.
Untuk memposisikan pembelahan secara asimetris, gelendong mitosis harus digerakkan secara terkendali di dalam sel yang akan membelah.
Rupanya, gerakan gelendong ini didorong oleh perubahan di area regional korteks sel dan oleh protein lokal yang membantu menggantikan salah satu kutub gelendong dengan bantuan mikrotubulus astral.
cincin kontraktil
Ketika mikrotubulus astral menjadi lebih panjang dan kurang dinamis dalam respons fisiknya, cincin kontraktil mulai terbentuk di bawah membran plasma.
Namun, banyak persiapan untuk sitokinesis terjadi lebih awal dalam proses mitosis, bahkan sebelum sitoplasma mulai membelah.
Selama antarmuka, filamen aktin dan miosin II bergabung untuk membentuk jaringan kortikal, dan bahkan di beberapa sel, mereka menghasilkan bundel sitoplasma besar yang disebut serat stres.
Saat sel memulai proses mitosis, pengaturan ini dibongkar dan banyak aktin diatur ulang dan filamen miosin II dilepaskan.
Saat kromatid berpisah selama anafase, miosin II mulai terakumulasi dengan cepat untuk membuat cincin kontraktil. Dalam beberapa sel, bahkan perlu menggunakan protein dari keluarga kinase untuk mengatur komposisi gelendong mitosis dan cincin kontraktil.
Ketika cincin kontraktil bersenjata lengkap, cincin itu mengandung banyak protein selain aktin dan miosin II. Matriks aktin bipolar dan filamen miosin II yang ditumpangkan menghasilkan kekuatan yang diperlukan untuk membagi sitoplasma menjadi dua bagian, dalam proses yang serupa dengan yang dilakukan oleh sel otot polos.
Namun, bagaimana kontrak cincin kontraktil masih menjadi misteri. Tampaknya tidak bekerja karena mekanisme tali pusat dengan filamen aktin dan miosin II bergerak di atas satu sama lain, seperti yang akan dilakukan otot rangka.
Karena, ketika cincin berkontraksi, ia mempertahankan kekakuannya yang sama selama proses berlangsung. Ini berarti bahwa jumlah filamen berkurang saat cincin menutup.
Distribusi organel dalam sel anak
Proses mitosis harus memastikan bahwa setiap sel anak menerima jumlah kromosom yang sama. Namun, ketika sel eukariotik membelah, setiap sel anak juga harus mewarisi sejumlah komponen seluler penting, termasuk organel yang tertutup di dalam membran sel.
Organel seluler seperti mitokondria dan kloroplas tidak dapat dihasilkan secara spontan dari komponen masing-masing, mereka hanya dapat muncul dari pertumbuhan dan pembelahan organel yang sudah ada sebelumnya.
Demikian pula, sel tidak dapat membuat retikulum endoplasma baru, kecuali bagiannya ada di dalam membran sel.
Beberapa organel seperti mitokondria dan kloroplas hadir dalam berbagai bentuk di dalam sel induk, untuk memastikan bahwa kedua sel anak berhasil mewarisinya.
Retikulum endoplasma selama periode antarmuka seluler terus menerus bersama dengan membran sel dan diatur oleh mikrotubulus sitoskeletal.
Setelah memasuki fase mitosis, reorganisasi mikrotubulus melepaskan retikulum endoplasma, yang terfragmentasi karena selubung nukleus juga rusak. Aparatus Golgi mungkin juga terfragmentasi, meskipun dalam beberapa sel tampaknya didistribusikan melalui retikulum dan kemudian muncul di telofase.
Mitosis tanpa sitokinesis
Meskipun pembelahan sel biasanya diikuti oleh pembelahan sitoplasma, ada beberapa pengecualian. Beberapa sel melalui berbagai proses pembelahan sel tanpa sitoplasma rusak.
Misalnya, embrio lalat buah melewati 13 tahap pembelahan inti sebelum pembelahan sitoplasma terjadi, menghasilkan sel besar dengan hingga 6.000 inti.
Pengaturan ini sebagian besar ditujukan untuk mempercepat proses perkembangan awal, karena sel tidak perlu waktu lama untuk melalui semua tahap pembelahan sel yang melibatkan sitokinesis.
Setelah pembelahan inti yang cepat ini terjadi, sel-sel dibuat di sekitar setiap nukleus dalam satu proses sitokinesis, yang dikenal sebagai selurisasi. Cincin kontraktil terbentuk pada permukaan sel, dan membran plasma membentang ke dalam dan mengencang untuk membungkus setiap nukleus.
Proses mitosis non-sitokinesis juga terjadi pada beberapa jenis sel mamalia, seperti osteoklas, trofoblas, dan beberapa sel hepatosit serta otot jantung. Sel-sel ini, misalnya, tumbuh dengan cara multinuklear, seperti yang terjadi pada beberapa jamur atau lalat buah.
Referensi
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2002). Biologi Molekuler Sel. edisi ke-4. New York: Ilmu Garland.
- Biologi-Online.org. (12 Maret 2017). Biologi Daring . Diperoleh dari Sitokinesis: biologi-online.org.
- Brill, JA, Hime, GR, Scharer-Schuksz, M., & Fuller, &. (2000).
- Pendidikan, N. (2014). Pendidikan Alam . Diperoleh dari sitokinesis: nature.com.
- Guertin, DA, Trautmann, S., & McCollum, D. (Juni 2002). Diperoleh dari Sitokinesis pada Eukariota: ncbi.nlm.nih.gov.
- Rappaport, R. (1996). Sitokinesis pada Sel Hewan. New York: Pers Universitas Cambridge.
- Zimmerman, A. (2012). Mitosis / Sitokinesis. Pers Akademik.
