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.

Regulasi Ekspresi Gen Pada Perkembangan Embrio Hingga Pembentukan Organ, regulasi ekspresi gen pada embrio, induksi sel dari embrio, regulasi ekspresi gen pada pembentukan sel otot
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.

Regulasi Ekspresi Gen Pada Perkembangan Embrio Hingga Pembentukan Organ, regulasi ekspresi gen pada embrio, induksi sel dari embrio, regulasi ekspresi gen pada pembentukan sel otot
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.

Regulasi Ekspresi Gen Pada Perkembangan Embrio Hingga Pembentukan Organ, regulasi ekspresi gen pada embrio, induksi sel dari embrio, regulasi ekspresi gen pada pembentukan sel otot
Gambar 3.  Protein MyoD pada Sel Myoblast akan memicu  pembentukan sel otot



Load disqus comments

0 comments