Dalam organisme yang berkembang biak secara seksual, ketika satu sel sperma membuahi ovum, hasilnya adalah satu sel yang disebut zigot yang memiliki seluruh DNA dari kedua orang tuanya. Dalam tumbuhan, hewan, dan beberapa protista, zigot akan mulai membelah secara mitosis untuk menghasilkan organisme multiselular. Hasil dari proses ini disebut embrio.
Pada hewan, perkembangan zigot menjadi embrio terjadi melalui tahapan yang dikenal sebagai blastula, gastrula, dan organogenesis.
Pada tumbuhan, istilah embrio hanya dipakai untuk tumbuhan kecil yang terbentuk dalam biji yang berada dalam keadaan dormansi, menunggu kondisi lingkungan yang tepat untuk berkecambah.
Gambar :Embrio (dan seekor berudu) Rana rugosa, sejenis katak.
Embriogenesis adalah proses pembentukan dan perkembangan embrio. Proses ini merupakan tahapan perkembangan sel setelah mengalami pembuahan atau fertilisasi. Embriogenesis meliputi pembelahan sel dan pengaturan di tingkat sel. Sel pada embriogenesis disebut sebagai sel embriogenik. Secara umum, sel embriogenik tumbuh dan berkembang melalui beberapa fase, antara lain:
Sel tunggal (yang telah dibuahi)
Blastomer
Blastula
Gastrula
Neurula
Pemodelan embrio katak (Xenopus laevis)
Model yang sering dipakai dalam penjelasan mengenai embriogenesis terbagi menjadi beberapa golongan seperti amfibi, aves, reptil, pisces, serangga, dan mamalia, karena masing-masing mempunyai pola pertumbuhan dan perkembangan yang sedikit berbeda pada fase embrio.
Pada topik ini, model embrio yang digunakan berasal dari golongan amfibi, yaitu Xenopus laevis.
Fertilisasi hingga pembentukan Blastomer
Pada Xenopus, sel telur yang telah mengalami fertilisasi mengalami pembelahan dan membentuk banyak sel kecil yang akhirnya membentuk struktur blastomer, tanpa terjadi perubahan massa. Dengan kata lain, sel embrio katak tidak bertambah besar, hanya bertambah kompleks, berbeda dengan sel embrio manusia yang terus membesar.
12 pembelahan awal yang terjadi pada embrio katak bersifat sinkron atau bersamaan waktunya, namun membentuk struktur yang asimetris. Perbedaan pembelahan ini dipengaruhi oleh kutub yang terjadi pada sel embrio hewan, yaitu kutub animal dan kutub vegetal. Pada katak, bagian kutub vegetal yang berisi kuning telur terdapat dalam jumlah yang lebih sedikit atau membelah lebih sedikit.
Sel embriogenik ini akan terus membelah dan membentuk struktur blastomer, yaitu struktur kumpulan sel yang membentuk bola padat.
Pembentukan Ektoderm, Mesoderm, dan Endoderm
Blastomer akan melanjutkan pembelahan dan menambah jumlah sel. Saat jumlah sel mencukupi, sel-sel dari kutub animal akan berusaha membungkus sel dari kutub vegetal, yang disebut sebagai proses Gastrulasi, untuk menjadi prekursor awal pembentukan organ dan jaringan tubuh dewasa.
Prekursor jaringan ini mulai dapat diamati dari sejak fase blastomer, saat pembentukan kutub animal dan vegetal mulai terlihat. Prekursor jaringan ini memiliki struktur awal berupa lapisan yang akan terbentuk selama proses Gastrulasi.
Sel tunggal (yang telah dibuahi)
Blastomer
Blastula
Gastrula
Neurula
Pemodelan embrio katak (Xenopus laevis)
Model yang sering dipakai dalam penjelasan mengenai embriogenesis terbagi menjadi beberapa golongan seperti amfibi, aves, reptil, pisces, serangga, dan mamalia, karena masing-masing mempunyai pola pertumbuhan dan perkembangan yang sedikit berbeda pada fase embrio.
Pada topik ini, model embrio yang digunakan berasal dari golongan amfibi, yaitu Xenopus laevis.
Fertilisasi hingga pembentukan Blastomer
Pada Xenopus, sel telur yang telah mengalami fertilisasi mengalami pembelahan dan membentuk banyak sel kecil yang akhirnya membentuk struktur blastomer, tanpa terjadi perubahan massa. Dengan kata lain, sel embrio katak tidak bertambah besar, hanya bertambah kompleks, berbeda dengan sel embrio manusia yang terus membesar.
12 pembelahan awal yang terjadi pada embrio katak bersifat sinkron atau bersamaan waktunya, namun membentuk struktur yang asimetris. Perbedaan pembelahan ini dipengaruhi oleh kutub yang terjadi pada sel embrio hewan, yaitu kutub animal dan kutub vegetal. Pada katak, bagian kutub vegetal yang berisi kuning telur terdapat dalam jumlah yang lebih sedikit atau membelah lebih sedikit.
Sel embriogenik ini akan terus membelah dan membentuk struktur blastomer, yaitu struktur kumpulan sel yang membentuk bola padat.
Pembentukan Ektoderm, Mesoderm, dan Endoderm
Blastomer akan melanjutkan pembelahan dan menambah jumlah sel. Saat jumlah sel mencukupi, sel-sel dari kutub animal akan berusaha membungkus sel dari kutub vegetal, yang disebut sebagai proses Gastrulasi, untuk menjadi prekursor awal pembentukan organ dan jaringan tubuh dewasa.
Prekursor jaringan ini mulai dapat diamati dari sejak fase blastomer, saat pembentukan kutub animal dan vegetal mulai terlihat. Prekursor jaringan ini memiliki struktur awal berupa lapisan yang akan terbentuk selama proses Gastrulasi.
Lapisan tersebut dapat dibagi menjadi 3, yaitu:
Ektoderm : lapisan yang akan memberi bentuk luar hewan keseluruhan dan merupakan prekursor epidermis dan sistem saraf, dibentuk dari sebagian besar kutub animal.
Endoderm : lapisan yang dibuat dari kutub vegetal dan merupakan prekursor usus dan organ internal, dibentuk dari sebagian besar kutub vegetal.
Mesoderm : merupakan lapisan prekursor otot, jaringan penghubung, dan komponen lainnya yang akan menghubungkan antara ektoderm dan endoderm, dibentuk dari sebagian kutub animal dan kutub vegetal.
Fase Blastula
Blastula terbentuk ketika sel embrio katak (struktur blastomer) terus membelah, bergerak, dan membentuk rongga pada bagian dalam (membentuk struktur bola berongga). Pada katak, rongga ini disebut blastocoel dan terisi cairan internal yang dibatasi oleh sel epitel.
Fase Gastrula
Saat blastula terus mengalami pembelahan dan pertambahan jumlah sel, kutub animal akan berusaha membungkus kutub vegetal dengan bergerak dan melakukan invaginasi, yang sering disebut sebagai proses gastrulasi.
Gastrulasi ini berlangsung dengan urutan kronologis sebagai berikut:
Pembentukan blastopore (saluran invaginasi)
Pembentukan lapisan ektoderm, mesoderm, dan endoderm.
Selanjutnya sel bermigrasi dan berkohesi dengan bantuan senyawa cadherin dan integrin
Fase Neurula dan pembentukan janin
Fase gastrula ini dilanjutkan dengan:
Pembentukan neurula dan notochord (pembentukan batang mesoderm sepanjang tubuh calon janin yang nantinya menjadi vertebra / tulang belakang)
Ektoderm : lapisan yang akan memberi bentuk luar hewan keseluruhan dan merupakan prekursor epidermis dan sistem saraf, dibentuk dari sebagian besar kutub animal.
Endoderm : lapisan yang dibuat dari kutub vegetal dan merupakan prekursor usus dan organ internal, dibentuk dari sebagian besar kutub vegetal.
Mesoderm : merupakan lapisan prekursor otot, jaringan penghubung, dan komponen lainnya yang akan menghubungkan antara ektoderm dan endoderm, dibentuk dari sebagian kutub animal dan kutub vegetal.
Fase Blastula
Blastula terbentuk ketika sel embrio katak (struktur blastomer) terus membelah, bergerak, dan membentuk rongga pada bagian dalam (membentuk struktur bola berongga). Pada katak, rongga ini disebut blastocoel dan terisi cairan internal yang dibatasi oleh sel epitel.
Fase Gastrula
Saat blastula terus mengalami pembelahan dan pertambahan jumlah sel, kutub animal akan berusaha membungkus kutub vegetal dengan bergerak dan melakukan invaginasi, yang sering disebut sebagai proses gastrulasi.
Gastrulasi ini berlangsung dengan urutan kronologis sebagai berikut:
Pembentukan blastopore (saluran invaginasi)
Pembentukan lapisan ektoderm, mesoderm, dan endoderm.
Selanjutnya sel bermigrasi dan berkohesi dengan bantuan senyawa cadherin dan integrin
Fase Neurula dan pembentukan janin
Fase gastrula ini dilanjutkan dengan:
Pembentukan neurula dan notochord (pembentukan batang mesoderm sepanjang tubuh calon janin yang nantinya menjadi vertebra / tulang belakang)
Pembentukan janin (diferensiasi sel saraf, organ, jaringan lainnya)
Setelah seluruh fase berlangsung, sel terus tumbuh dan berkembang sampai keluar dari rahim atau telur dan menjadi organisme dewasa, lalu menghasilkan sel gamet dan melakukan pembuahan sel, dan siklus ini pun terulang kembali.
Pemodelan embrio manusia (Homo sapien)
Setelah seluruh fase berlangsung, sel terus tumbuh dan berkembang sampai keluar dari rahim atau telur dan menjadi organisme dewasa, lalu menghasilkan sel gamet dan melakukan pembuahan sel, dan siklus ini pun terulang kembali.
Pemodelan embrio manusia (Homo sapien)
Embrio manusia
Sebuah usia embrio enam minggu atau delapan minggu usia kehamilan embrio manusia
Sebuah usia embrio enam minggu atau delapan minggu usia kehamilan embrio manusia
Sebuah embrio 10mm dari kehamilan ektopik, masih di saluran telur. embrio ini sekitar lima minggu (atau dari minggu ke-7 kehamilan).
Sebagai perbandingan, berikut ini ilustrasi pembentukan janin manusia.
Minggu 1-3
5-7 hari setelah pembuahan, blastula menempel ke dinding rahim (endometrium). Ketika kontak dengan endometrium, blastula melakukan implantasi.. Koneksi Implantasi antara ibu dan embrio akan mulai membentuk tali pusat. pertumbuhan sekitar pusat sumbu Embrio akan menjadi tulang belakang dan sumsum tulang belakang. Otak, sumsum tulang belakang, jantung, dan saluran pencernaan mulai terbentuk.
5-7 hari setelah pembuahan, blastula menempel ke dinding rahim (endometrium). Ketika kontak dengan endometrium, blastula melakukan implantasi.. Koneksi Implantasi antara ibu dan embrio akan mulai membentuk tali pusat. pertumbuhan sekitar pusat sumbu Embrio akan menjadi tulang belakang dan sumsum tulang belakang. Otak, sumsum tulang belakang, jantung, dan saluran pencernaan mulai terbentuk.
Minggu 4-5
Bahan kimia yang dihasilkan oleh embrio menghentikan siklus menstruasi wanita. Neurogenesis sedang berlangsung, menunjukkan aktivitas otak pada sekitar minggu ke-6 ". Jantung akan mulai tumbuh sekitar waktu yang sama, tunas Limb muncul di mana lengan dan kaki akan tumbuh kemudian Organogenesis dimulai.. Pusat mewakili sekitar satu setengah panjang aksial embrio, dan lebih dari setengah massa embrio Otak berkembang menjadi lima wilayah.. terjadi pembentukan jaringan yang berkembang ke dalam tulang belakang dan beberapa tulang lainnya Kimia Jantung mulai dihasilkan oleh embrio menghentikan siklus menstruasi wanita.. Jantung mulai berdetak dan darah mulai mengalir.
Bahan kimia yang dihasilkan oleh embrio menghentikan siklus menstruasi wanita. Neurogenesis sedang berlangsung, menunjukkan aktivitas otak pada sekitar minggu ke-6 ". Jantung akan mulai tumbuh sekitar waktu yang sama, tunas Limb muncul di mana lengan dan kaki akan tumbuh kemudian Organogenesis dimulai.. Pusat mewakili sekitar satu setengah panjang aksial embrio, dan lebih dari setengah massa embrio Otak berkembang menjadi lima wilayah.. terjadi pembentukan jaringan yang berkembang ke dalam tulang belakang dan beberapa tulang lainnya Kimia Jantung mulai dihasilkan oleh embrio menghentikan siklus menstruasi wanita.. Jantung mulai berdetak dan darah mulai mengalir.
Minggu 6-8
Myogenesis dan neurogenesis telah berkembang dan embrio mampu bergerak, mata mulai terbentuk. Organogenesis dan pertumbuhan berlanjut. Rambut sudah mulai terbentuk bersama dengan semua organ penting. Fitur Facial mulai berkembang. Pada akhir minggu ke 8, tahap embrio selesai, dan tahap janin dimulai
Referensi
Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. 2002. Molecular Biology of The Cell. New York and London: Garland Science NCBI Books
[ISCR] Institute for Stem Cell Research. Of frogs, mice and man: adaptation is the key to ensuring stem cells. By Ana Coutinho, Gillian Morrison and Josh Brickman ISCR
Tidak ada komentar:
Posting Komentar