Suatu Sel memiliki Sel, Bagaimana Siklus pada Suatu Sel?
Siklus sel merupakan proses perbanyakan sel untuk menunjang pertumbuhan dan perkembangan organisme, yang secara sederhana terjadi dimana satu sel anak akan melakukan mitosis menjadi dua sel anak yang identik. Selama proses pertumbuhan maka siklus sel akan terjadi secara terus menerus, dengan formasi yang baru untuk sel-sel anak yang terbentuk yang masing-masing juga akan terus melakukan pembelahan secara mitosis.
Pembelahan sel memungkinkan suatu organisme uniseluler dan multiseluler, termasuk manusia dapat tumbuh dan berkembang dari satu sel setelah sel telur dibuahi. Saat organisme yang berkembang dan menjadi dewasa, maka pembelahan sel tetap berlangsung dan berfungsi untuk pembaharuan dan perbaikan, seperti menggantikan sel yang mati akibat mekanisme normal termasuk sel yang rusak karena adanya kecelakaan. Dalam pembelahan sel melibatkan distribusi materi genetik yang identik, yaitu DNA kepada dua sel anaknya. Sel akan membentuk sel anak yang secara genetik ekuivalen melalui mekanisme mitosis yang merupakan bagian integral dari siklus sel, yaitu keseluruhan hidup sel diawali dari asal usulnya dalam pembelahan sel induk hingga pembelahan dirinya sendiri. Pembelahan secara mitosis dengan empat fase utama sebenarnya merupakan bagian dari siklus sel. kromosom dan DNA akan menggandakan diri selama fase S (sintesis). Terbaginya hasil replikasi kromosom terjadi selama fase M (mitosis), dimana masing-masing sel anak akan memiliki satu bagian hasil replikasi kromosom sebelumnya.
Pengaturan dalam siklus sel sangat tergantung pada sistem pengontrolan siklus sel yang jelas, dengan adanya cekpoin-cekpoin tertentu untuk pengontrolan secara internal maupun eksternal. Cekpoin siklus sel terletak pada tiga fase utama yaitu G1,G2, dan M. dari tiga titik cekpoin tersebut, titik G1 nampaknya cekpon terpenting karena dianggap sebagai ‘ titik restriksi ’ (pembatasan) pada sel mamalia. Jika sel menerima sinyal pada cekpoin G1, maka sel tersebut akan menyelesaikan siklusnya untuk membelah. Sebaliknya jika sel tidak menerima sinyal pada cekpoin G1 tersebut, maka sel akan keluar dari siklus dan beralih ke keadaan yang tidak membelah yang disebut sebagai fase G0. Sebagian besar sel tubuh manusia berada pada fase G0 karena sudah mengalami spesialisasi seperti terdapat pada sel syaraf dan sel otot. Akan tetapi jenis sel lain, misalnya sel hati dapat melakukan siklus sel kembali untuk membelah oleh isyarat lingkungan tertentu, dalam rangka untuk pertumbuhan dan penyembuhan saat mengalami luka.
Gambar 9.1. menjelaskan siklus sel yang terbagi menjadi empat fase utama. Pada siklus sel-sel somatik maka sintesis RNA dan protein terjadi selama fase G1, persiapan untuk sintesis DNA dan replikasi kromosom terjadi selama fase S (sintesis). Setelah seluruh proses selesai yaitu pada fase G2, maka sel akan memulai proses komplek yaitu mitosis. Selama tiga fase tersebut yang disebut sebagai interfase , sel tumbuh dan menyalin kromosom dalam persiapan untuk pembelahan sel. Pada ketiga subfase pada interfase, maka sel akan menghasilkan protein dan organel dalam sitoplasma. Masing-masing molekul DNA anak akan bergabung dengan protein pada kromosom yang kemudian disebut dengan kromatid sesaudara. Akhir dari G2 akan tersusun suluruh persiapan mitosis, juga tersusun benang-benang spindel yang berfungsi untuk menarik kromatid sesaudara saat mitosis, mengikuti pembagian sitoplasma (sitokinesis) untuk mengisi dua sel anak yang terbentuk. G1, S, dan G2 merupakan fase yang terangkum dalam interfase, yaitu periode yang terjadi antara satu mitosis dengan mitosis berikutnya. Banyak sel yang tidak berproliferasi pada vertebrata tidak memasuki siklus diawali dengan G1, dan tetap berada pada fase G0.Sedangkan fase mitotik (M) yang meliputi mitosis dan sitokinesis biasanya justru merupakan bagian tersingkat dari siklus sel.
Siklus sel merupakan mekanisme yang dialami oleh seluruh sel penyusun tubuh organisme, dengan cara mitosis. Meskipun demikian, untuk sel-sel yang sudah mengalami diferensiasi dan berfungsi sesuai dengan tempatnya, maka sel-sel tersebut tidak akan mengalami pembelahan lagi tetapi melanjutkan siklus dengan mengalami kematian ( apoptosis ). Misalkan sel-sel syaraf yang berfungsi secara terus menerus untuk menghantarkan impuls, sudah mengalami diferensiasi sehingga tidak melakukan pembelahan. Pada kondisi tersebutlah maka dikatakan sel berada pada fase G0, karena sudah terpesialisasi dan tidak membelah lagi. Sel yang tidak membelah lagi, akan mengalami kematian dimana proses tersebut sudah diprogramkan ( apoptosis ). keseluruhan langkah dalam siklus sel yang meliputi pembelahan, pendewasaan ( differensiasi) , dan kematian sel ( apoptosis ) merupakan mekanisme homeostatis atau keseimbangan dalam mengatur keseluruhan populasi sel yang ada dalam suatu jaringan, organ, dan bahkan organisme.
Gambar 9.2. menunjukkan perkembangan sel yang tersusun dalam suatu jaringan dalam usus. a) menunjukkan skema lumen usus, dimana banyak mengandung fili yang terdapat pada bagian luar sel-sel epitel kolumnar. Sel-sel tersebut berasal dari bagian dasar lubang ( crypts ) yang terletak diantara fili-fili sel. Lokasi terbawah fili dimana terletak crypts tersebut dinamakan sel-sel paneth , yaitu sebuah tipe sel pendukung dengan jumlah sekitar empat hingga enam sel saja. Sel-sel tersebut akan membelah selama satu hari, sebagai langkah awal sel-sel yang kemudian akan aktif membelah pada tahapan berikutnya. Sel-sel yang kemudian mengalami diferensiasi menjadi sel-sel epitel pada filus, akan berhenti membelah dan memulai mengambil nutrisi. b) hasil eksperimen dengan menggunakan label radioaktif thymidine yang diberlakukan pada kultur jaringan epitel usus. Pembelahan sel tersebut menjadikan label thymidine masuk ke dalam hasil sintesis DNA yang baru. Label thymidine nampak berpindah tempat dan digantikan dengan sel-sel yang belum berlabel setelah beberapa saat (bagian berlabel ditunjukkan oleh panah dengan lingkaran merah).Gambaran mikrograf tersebut menunjukkan kisaran waktu 40 menit setelah pelabelan, dan seluruh label nampak mendekati bagian dari crypt .Di akhir waktu percobaan, sel berlabel nampak menjauh dari titik awal dimana dia membelah ( crypt ). Sel-sel yang berada di atas nampak bertahan. Proses ini memastikan penambahan sel epitelium dengan sel-sel yang baru.
Gambar 9.3. yang menunjukkan kondisi dimana sel berada pada fase interfase, membran inti masih tetap ada dan kromosom tidak mengalami kondensasi, sehingga kromosom sel masih belum dapat dibedakan. Pada saat mitosis, membran inti sudah mengalami degradasi dan kromosom sel nampak terkondensasi dan memadat. Gambaran dari mikroskop elektron seperti pada Gambar 9.2. menunjukkan hasil dari kromosom sel yang sedang mengalami mitosis (gambar kiri) dengan kondisi kromosom sel yang berada pada interfase yaitu G1 (gambar kanan). Faktor dari sitoplasma sel mitotik yang menyebabkan membran inti pada sel yang berada di fase G1 tertarik ke dalam retikulum endoplasma, sehingga menjadi tidak terlihat.