fertilises 2

8/20/2019 fertilises 2

1/39

Laboratorium Embriologi

Fakultas Kedokteran Hewan

Institut Pertanian Bogor

Fertilisasi dan Penurunan

Kromosom

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d


2/39

Indikator Pencapaian Fungsi fertilisasi: fungsi reproduksi (penurunan genetik), fungsi

perkembangan (aktivasi sel telur)

Syarat terjadi fertilisasi pada spermatozoa dan sel telur

Urutan proses fertilisasi (waktu, tempat, proses)

Mekanisme pencegahan polispermia

Penentuan Jenis kelamin

Rasio Kelamin

Kromosom hewan domestik

Kegagalan fertilisasi

Kelainan fertilisasi {aneuploidi : monosomi, trisomi; haploid

(ginogenesis, androgenesis); parthenogenesis; poliploidi}

Superfekundasi, kembar fraternal

Pewarisan Gen dan Penurunan Kromosom

Wawasan bioteknologi: fertilisasi in vitro (konvensional,mikrofertilisasi)

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d


3/39

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d

Fertilisasi:

Fungsi ferti lisasi:

• Penurunan materi genetik dari tetua jantan

dan betina ke anak

• Mengembalikan jumlah kromosom dari

haploid menjadi diploid• Penentuan jenis kelamin anak

• Aktivasi sel telur (reaktivasi meiosis II) untuk memulai

proses perkembangan

Proses penyatuan spermatozoa dan ovum untuk

membentuk individu baru (zigot)


4/39

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d

Tahapan yang harus dialami oleh

Spermatozoa agar bisa membuahi

Produksi di Tubuli Seminiferi (Spermatogenesis)

Pematangan di Epididymis

Kapasitasi di Saluran Reproduksi Betina

Reaksi Akrosome


5/39

Pematangan di Epididymis

Faktor dekapasitasi (penstabilan membran

plasma)

Peningkatan konsentrasi spermatozoa,

terjadi penyerapan cairan di epididymis

Memperoleh kemampuan membuahi

Memperoleh kemampuan motili tas

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d


6/39

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d

Kapasitasi:

Kapasitasi spermatozoa terjadi di saluran reproduksi

betina

Seleksi dan rangsangan oleh mukus

serviks uteri

Lingkungan atau cairan uterus

Hipermotili tas spermatoza di Tuba Fallopi i

“ Perubahan fisiologis dari membran plasmaspermatozoa di saluran reproduksi betina

menyebabkan membran plasma tidak stabil

dan reaktif terhadap induksi reaksi akrosom”


7/39

Reaksi akrosome

Membran plasma & membran akrosom melebur

Pengeluaran enzim2 hidrol itik yg ada di akrosom

Fungsi mencerna zona pelusida, sehingga

spermatozoa dapat menembus zona pelusida

Jenis enzim:

Hyaluronidase,

acrosin, dll

(Flesch, 2000)

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d


8/39

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d

Syarat sel Telur agar dapat

dibuahi oleh spermatozoa

Pematangan Sel telur

1.Pematangan inti:

GV GVBD MI MII

2. Pematangan sitoplasma:

Sintesa mRNA, protein dll.

Pembentukan granula2 kortek

Terkait dengan Oogenesis dan foll ikulgenesis


9/39

Pematangan Sel Telur Oocyte maturation

GV M I M II

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d


10/39

Pematangan inti

sel telur(Oogenesis)

Brunet and Maro, 2005; Reproduction 130: 801-811

GV GVBD

Metafase I

Metafase II

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d


11/39

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d

1. Penembusan sel-sel kumulus ooforus oleh spermatozoa

2. Ikatan spermatozoa-Zona Pelusida (protein ZP3)

3. Reaksi Akrosom, pengeluaran enzim hidroli tik oleh spz

4. Penetrasi ZP oleh spermatozoa

5. Ikatan spermatozoa dg membran plasma sel telur (oolemma)6. Peleburan membran plasma spermatozoa dg oolemma

(membran plasma sel telur), spz masuk ke dalam sitoplasma

sel telur

7. Aktivasi sel telur (melanjutkan pembelahan meiosis dan

pencegahan polispermia)

8. Pembentukan pronukleus jantan dan betina

9. Syngami (penyatuan pronukleus jantan dan pronukleus

betina) membentuk zigot

Dilanjutkan dengan pembelahan mitosis (embriogenesis)

Tahapan Proses Fertil isasi:


12/39

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d Perivitelline

space

ZP

Oolemma A: Kapasitasi.

B: Hipermotili tas spz danikatan dg ZP.

C: Reaksi akrosom

D: Penetrasi ZP dan ikatan

dg oolemma.

E: Ikatan dg oolemma

F: Peleburan dg oolemma

Mammalian fertil ization

(Flesch, 2000)


13/39

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d

Fertilisasi pada Mamalia

Spermatozoa

membentuk

pronukleus jantan

(

PN)

Inti sel telur melanjutkan

meiosis II,

melepaskan polar

body II (second

PB), membentuk

pronukleus betina

(

PN)

(Flesch, 2000)


14/39

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d

Pencegahan Polispermia

Reaksi Cepat : Perubahan potensial membran vitelin(Vitelline block) sehingga spermatozoa lain tidak bisa menempel pada membranvitelin sel telur


15/39

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d

Reaksi Granula Kortek

Lambat : Reaksi granula korteks(Zona Reaction), granula2 kortek pecah

mengeluarkan enzim-enzim hidrolitik yang akanmerubah konfigurasi protein zona pelusida (ZP2dan ZP3) sehingga zona peusida tidak bisaberikatan dengan spermatozoa lain dan zonapelusida menjadi lebih keras (padat)


16/39

Penentuan Jenis Kelamin

• Mamalia (female homogametic)

(XX)

(XY)

X X X YGamet:

Anak: XX XX XY XY

betina betina jantan jantan

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d


17/39

Penentuan Jenis Kelamin

• Unggas (female heterogametic)

(ZW)

(ZZ)

Z W Z ZGamet:

Anak: ZZ ZZ ZW ZW

jantan jantan betina betina

h t t p : / / a f f .

f k h . i

p b .

a c .

i d


18/39

h t t p : / / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d

SEX RATIO

• Rasio Kelamin Primer

Proporsi zigot jantan dibanding zigot betina hasil dari

fertilisasi

• Rasio Kelamin Sekunder Proporsi anak jantan dibanding dengan anak betina

dari anak yang lahir.


19/39

h t t p : / / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d

Kembar ?

• Superfekundasi (pada anjing dan kucing)Seekor hewan betina yang dikawini oleh lebih dari satu ekor pejantan pada

satu masa birahi (estrus), sehingga anak yang dilahirkan memiliki genetik

tetua jantan yang berbeda-beda. Contoh terjadi pada anjing dan kucing.

• Kembar Fraternal (lebih dari satu oosit yang masing-masingdibuahi spermatozoa)

Kejadian kembar pada hewan unipara, ketika terjadi ovulasi ganda dan

setiap sel telur dibuahi masing-masing oleh satu spermatozoa. Kembarfraternal memiliki genetik yang tidak sama (tidak identik


20/39

KEGAGALAN FERTILISASI:

Faktor jantan :

saluran reproduksi: ~ obstruksi (penyumbatan)

sperma: ~ oligospermia, azoospermia

Faktor betina :

saluran reproduksi: obstruksi tuba Fallopii

sel telur: degenerasi, penuaan

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d


21/39

KELAINAN FERTILISASI:

Zygote haploid (n): Ginogenesis (female) Androgenesis (male)

Zygote polyploidi (>2n): Polysperm

Non-disjunction

Aneuploidi: trisomi (2n+1): Down, Klinefelter syndrome

monosomi (2n-1): Turner syndrome h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d


22/39

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d

Parthenogenesis ?

Parthenogenesis?!:

diploid (n), Benda kutub I tidak dilepas

haploid (2n). Benda kutub II tidak dilepas

• Perkembangan zigot atau embrio tanpa ada induksi atau peran spermatozoa

• Aktivasi sel telur terjadi secara spontan

• Induksi secara buatan bisa dilakukan dengan bahan kimia (~alkohol) atau kejutan

elektrik


23/39

ANEUPLOIDI: Trisomi

• Trisomi 21

• Down Syndrome

- facial characteristic

- short stature

- congenital heart defect

- mental retardation

- immune system defect- hearing loss

- duodenal obstruction

employees.csbsju.edu

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d


24/39

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d

ANEUPLOIDI: Trisomi

• Trisomi kromosom

sex (XXY)

• Klinefelter

Syndrome- Hypogonadism

- Leydig cells

- Azoospermia

- Oligospermia

- Gynecomastia

- Eunuchoidism www.tokyo-med.ac.jp


25/39

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d

ANEUPLOIDI: Monosomi

www.tokyo-med.ac.jp

• Monosomi kromosom

sex (XO)

• Turner Syndrome

- Hypogonadism- Short stature

- Webbed neck

- Coarctation aorta

- Cervical lymphatic cyst


26/39

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d

Penurunan Genetik (Hukum Mendel)

• Segregasi Gen Tunggal

• Hukum Segregasi (Hukum Mendel I):

“Masing-masing induk mengandung dua salinan

unit pewarisan (yang sekarang disebut gen)

bagi masing-masing sifat, akan tetapi hanya

satu dari kedua gen yang ditransmisikan melalui

gamet pada keturunannya”.


27/39

http://209.68.138.57/lc/archive/biology/Pages/Chapter10-Rabitoy.aspx

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d


28/39

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d

Penurunan Genetik (Hukum Mendel)

• Segregasi Dua Gen atau Lebih

• Hukum Perpasangan Bebas (Hukum

Mendel II):

“Segregasi (pemisahan) suatu pasangan gen

terjadi secara independen atau lepas daripasangan gen lainnya”.


29/39

http://faculty.clintoncc.suny.edu/

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d


30/39

http://www.mun.ca/biology/desmid/brian/BIOL2060/BIOL2060-20/2014.jpg

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d


31/39

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d

Penjelasan Hukum Mendel

• Hukum Mendel I terkait dengan kromosom

dan meiosis

• Hukum Mendel II hanya berlaku untuk gen-gen yang tidak tertaut kromosom atau gen-gen

pada kromosom yang tidak homolog

• Variasi genetik:

Crossing over

Independent assortment 2n ; n=jumlah kromosom


32/39

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d

Pola Pewarisan: Hubungan Alel

Alel dominan: suatu alel yang fenotipenya selaluterekspresikan atau muncul pada kondisi heterozigotmaupun homozigot.

Alel resesif : suatu alel yang fenotipenyaterekspresikan hanya pada kondisi homozigot.

Alel kodominan: alel-alel yang pada kondisiheterozigot kedua fenotipenya terekspresi .

Dominansi tak sempurna: alel-alel yang pada kondisiheterozigot, fenotipenya terekspresi intermediet.


33/39

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d Alel letal: alel alel yang ekspresi fenotipenyadapat menyebabkan kematian. Alel letaldapat bersifat dominan maupun resesif.

Alel ganda: jumlah maksimum alel padasebuah lokus gen yang dimiliki suatuindividu adalah dua. Jika terdapat lebih daridua alel di sebuah lokus disebut alel genda.

Misal : A, a’, a’’, a’’’, a’’’’ A1, A2, A3, A4, A5

Pola Pewarisan: Hubungan Alel


34/39

http://www.doctortee.com/dsu/tiftickjian/genetics/mendel-extensions.html

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d

Termasuk Hubungan Alel Yang Mana ???


35/39

APLIKASI BIOTEKNOLOGI:

INSEMINASI BUATAN (IB)

FERTILISASI IN VITRO (IVF)

- Konvensional

- Partial zona disection (PZD)

- Sub zonal injection (SuZI)

- Intracytolasmic sperm injection (ICSI)

KRIOPRESERVASI

- Gamet

- Embrio

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d


36/39

Koleksi Sperma

Koleksi dan Pembekuan (Kriopreservasi)

Sperma

Pembekuan Sperma h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d


37/39

MATURATION

OOCYTE

COLLECTION

PRODUKSI EMBRIO secara In Vitro :

SPERM COLLECTION

CULTURE

FERTILIZATION

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d


38/39

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d

Sperm

Metaphase

II Oocyte

Holding

pipette

Injection

pipette

Sp

er

m

Metaphase

II Oocyte

Holding

pipette

Injection

pipette

Partial zona dissection (PZD)(Cohen et al, 1988)

Subzonal injection (SUZI)(Ng et al, 1988)

Intracytoplasmic sperm injection (ICSI)(Palermo et al, 1992)

MICRO FERTILIZATION


39/39

KENAPA TIDAK!

Bekerja sebagai seorang embryologyst?!

h t t p :

/ / a f f .

f k h .

i p b .

a c .

i d

fertilises 2

Documents