Bagaimana Mekanisme Diferensiasi Sel terjadi?

Diferensiasi sel dapat dengan mudah digambarkan sebagai proses yang dilalui sel muda dan belum matang berevolusi menjadi sel khusus, mencapai bentuk dan fungsinya yang matang. Untuk organisme bersel tunggal seperti bakteri, berbagai fungsi kehidupan terjadi dalam satu sel.

Yaitu, proses-proses seperti pengangkutan molekul, metabolisme dan reproduksi semua terjadi dalam sel tunggal mengingat bahwa mereka adalah sel tunggal. Namun, organisme multiseluler seperti sel hewan membutuhkan berbagai jenis sel agar proses ini dimungkinkan.

Di sini, berbagai jenis sel memainkan fungsi tertentu mengingat bahwa mereka memiliki struktur yang bervariasi. Misalnya, sel-sel saraf memainkan peran penting dalam transmisi sinyal ke berbagai bagian tubuh, sel-sel darah memainkan peran penting membawa oksigen ke berbagai bagian tubuh.

Perbedaan dalam struktur dan fungsi antara sel berarti bahwa mereka adalah sel khusus. Untuk dapat melakukan fungsi yang berbeda, sel harus menjadi khusus. Ini menjadi mungkin melalui proses yang disebut sebagai spesialisasi sel.

Mekanisme Diferensiasi Sel

Sel yang mampu berdiferensiasi menjadi jenis sel apa pun dikenal sebagai “totipoten”. Untuk mamalia, totipoten termasuk zigot dan produk dari beberapa divisi sel pertama. Ada juga tipe sel tertentu yang dapat berdiferensiasi menjadi banyak tipe sel. Sel-sel ini dikenal sebagai “pluripotent” atau sel induk pada sel hewan (sel meristemik pada tumbuhan tingkat tinggi).

Walaupun jenis sel ini dapat membelah untuk menghasilkan generasi yang berbeda, mereka mempertahankan kemampuan untuk membelah dan mempertahankan populasi sel induk menjadikannya beberapa sel yang paling penting.

Contoh sel induk dan leluhurnya (progenitor ) meliputi:

  • Sel Batang Hematopoietik – Ini berasal dari sumsum tulang dan terlibat dalam produksi sel darah merah dan putih serta trombosit.
  • Sel Punca Mesenkim – Juga dari sumsum tulang, sel-sel ini terlibat dalam produksi sel lemak, sel stroma, serta jenis sel tulang tertentu.
  • Sel Punca Epitel – Ini adalah sel progenitor dan terlibat dalam produksi sel kulit tertentu.
  • Sel Satelit Otot – Ini adalah sel progenitor yang berkontribusi pada jaringan otot yang terdiferensiasi.

Proses diferensiasi sel dimulai dengan pembuahan sel telur wanita. Segera setelah sel telur dibuahi, penggandaan sel dimulai yang menghasilkan pembentukan sel sel yang dikenal sebagai blastokista. Bola sel inilah yang menempel pada dinding rahim dan terus berdiferensiasi.

Saat blastokista berdiferensiasi, blastokista terbagi dan berspesialisasi untuk membentuk zigot yang menempel pada rahim untuk mendapatkan nutrisi. Karena terus bertambah banyak dan bertambah besar, proses diferensiasi menghasilkan pembentukan organ yang berbeda.

Diferensiasi DNA dan Sel

Setelah sel telur wanita telah dibuahi, sel-sel yang terbentuk setelah pembelahan sel mengandung DNA yang identik. Artinya, DNA di semua sel akan identik. Namun, berbagai daerah kromosom (DNA digulung menjadi kromosom) untuk fungsi dan tipe sel yang berbeda. Di sini, hanya daerah yang diminta untuk melakukan fungsi tertentu yang diekspresikan di setiap sel.

Wilayah (gen) yang diekspresikan menentukan jenis sel yang akan dibuat. Sementara berbagai jenis sel yang terbentuk mengandung DNA yang sama, itu adalah ekspresi gen yang berbeda yang menghasilkan berbagai jenis sel. Ini untuk mengatakan bahwa tidak semua gen diekspresikan selama diferensiasi.

* Ekspresi gen adalah proses melalui mana informasi dari gen yang diberikan digunakan untuk mengembangkan struktur sel tertentu.

Spesifikasi dan Penentuan

Selama proses diferensiasi, sel secara bertahap menjadi berkomitmen untuk berkembang menjadi tipe sel yang diberikan. Di sini, keadaan komitmen dapat digambarkan sebagai “spesifikasi” yang mewakili jenis komitmen yang dapat dibalik atau “tekad” yang mewakili komitmen yang tidak dapat diubah.

Meskipun keduanya mewakili aktivitas gen diferensial, sifat-sifat sel dalam tahap ini tidak sepenuhnya sama dengan sel terdiferensiasi sepenuhnya. Misalnya, dalam keadaan spesifikasi, sel tidak stabil dalam jangka waktu yang lama.

Ada dua mekanisme yang membawa komitmen yang berubah di berbagai wilayah embrio awal.

Ini termasuk:

  • Lokalisasi sitoplasma
  • Induksi

Lokalisasi sitoplasma – Ini terjadi selama tahap awal perkembangan embrio. Di sini, embrio membelah tanpa pertumbuhan dan mengalami pembelahan pembelahan yang menghasilkan blastomer (sel terpisah). Masing-masing sel ini mewarisi daerah tertentu dari sitoplasma sel asli yang mungkin mengandung penentu sitoplasma (zat reuratory).

Setelah embrio menjadi morula (massa padat blastomer), ia terdiri dari dua atau lebih populasi sel yang memiliki komitmen berbeda. Penentu sitoplasma dapat mengandung mRNA atau protein suatu keadaan aktivasi yang mempengaruhi perkembangan spesifik.

Induksi – Dalam induksi, suatu zat yang dikeluarkan oleh satu kelompok sel menyebabkan perubahan dalam perkembangan kelompok lain. Selama perkembangan awal, induksi cenderung bersifat instruktif pada jaringan yang mengasumsikan keadaan komitmen tertentu dengan adanya sinyal.

Dalam induksi, sinyal induktif juga membangkitkan berbagai respons pada berbagai konsentrasi yang menghasilkan pembentukan sekumpulan kelompok sel, masing-masing berada dalam keadaan spesifikasi yang berbeda.

Selama fase akhir diferensiasi sel, ada pembentukan beberapa jenis sel yang dibedakan dari satu populasi sel punca dari prekursor. Di sini, diferensiasi terminal terjadi baik dalam perkembangan embrionik maupun dalam jaringan selama kehidupan pascanatal.

Kontrol proses sangat tergantung pada sistem penghambatan lateral. Yaitu, sel-sel yang berdiferensiasi sepanjang jalur yang diberikan mengirimkan sinyal yang menekan diferensiasi yang sama oleh sel-sel tetangga. Contoh yang baik adalah dengan CNS vertebrata yang berkembang (sistem saraf pusat).

Dalam sistem ini, sel-sel neuron dari tabung neuropithelium memiliki reseptor permukaan yang dikenal sebagai Notch dan molekul permukaan sel yang dikenal sebagai Delta yang dapat mengikat Notch sel yang berdekatan dan mengaktifkannya.

Aktivasi ini menghasilkan kaskade kejadian intraseluler yang akhirnya menghasilkan produksi Delta serta diferensiasi neuron. Akibatnya, neuropithelium hanya menghasilkan beberapa sel dengan ekspresi Delta yang tinggi dikelilingi oleh jumlah sel yang lebih banyak dengan ekspresi Delta yang rendah.

Bagaimana Mekanisme Diferensiasi Sel terjadi?
Bagaimana Mekanisme Diferensiasi Sel terjadi? 1

Diferensiasi sel dapat dengan mudah digambarkan sebagai proses yang dilalui sel muda dan belum matang berevolusi menjadi sel khusus, mencapai bentuk dan fu

Editor's Rating:
5
Mekanisme Diferensiasi Sel

Tinggalkan Balasan