Gametogenesis

Definisi:
Gametogenesis adalah proses pembentukan sel- sel gamet.
Sifat kelamin pria dan wanita ditentukan secara genetik oleh kombinasi kromosom.
Pada pria : 46XY (sering disebut juga 44+XY)
Pada wanita : 46XX (sering disebut juga 44+XX)

Sel-sel gamet
Sel-sel yang berperan pada peristiwa reproduksi menjadi bakal keturunan selanjutnya. Disebut juga sel benih.
Pada pria : sel sperma
Pada wanita : sel telur / ovum

Gametogenesis
Proses pembentukan, pembelahan dan pematangan sel-sel gamet sampai menjadi sel gamet yang siap berperan dalam proses reproduksi

Pada pria : spermatogenesis - spermiogenesis
Pada wanita : oogenesis

Pembelahan Sel

Tujuan pembelahan sel-sel :
1. mitosis : proses regenerasi sel
2. miosis : proses pengurangan kromosom

Mitosis
• Kromosom melakukan replikasi DNA (2n-4n)
• Stadium : profase - prometafase - metafase - anafase - telofase, pembelahan sentromer.
• Jumlah akhir kromosom pada pembelahan mitosis : kromosom sel anak = kromosom sel induk = 2n = 46.

Gambar pembelahan mitosis


Miosis
Pembelahan miosis pertama :
• Replikasi DNA kromosom (2n-4n).
• Membentuk pasangan homolog.
• Kemudian mengadakan cross-over kromatid.
• Pemisahan membentuk kiasma
• Terjadi pertukaran gen interkromosom homolog.
• Jumlah akhir kromosom pada pembelahan miosis pertama : kromosom sel anak = kromosom sel induk = 2n = 23 ganda.


Pembelahan miosis kedua :

• Nonreplikasi.
• Pembelahan pada sentromer.
• Jumlah akhir kromosom pada pembelahan miosis kedua : kromosom sel anak = ½ kromosom sel induk = n = 23 tunggal

Gambar pembelahan miosis


SEL-SEL BENIH PRIMORDIAL

Sel benih pria maupun wanita merupakan turunan langsung sel-sel benih primordial (primordial germ cells) yang terbentuk pada masa embrional.

Sel benih primordial mulai tampak di dinding yolk sac pada akhir minggu ke-3 pertumbuhan embrio.

Dalam perkembangannya sel benih primordial berpindah / migrasi ke arah jaringan gonad, sampai kira-kira minggu ke-5.

SPERMATOGENESIS - SPERMIOGENESIS (PADA PRIA)

Pada pria, sel benih primordial tetap berada pada stadium embrionalnya, di dalam jaringan testis, dikelilingi dengan sel-sel penunjang, sampai saat sesudah lahir dan menjelang pubertas.

Diferensiasi lanjutan dari sel benih primordial dan penunjangnya baru mulai pada masa pubertas.

Pada masa pubertas, sel penunjang berkembang menjadi sel-sel sustentakuler Sertoli untuk nutrisi gamet.


Sel benih primordial berkembang menjadi spermatogonium kemudian menjadi spermatosit primer.

Spermatosit primer ini kemudian mengadakan mitosis untuk memperbanyak diri terus menerus.
Kemudian hasil akhir pembelahan tersebut menjalani proses miosis pertama menjadi spermatosit sekunder.

Setelah itu spermatosit sekunder menjalani proses miosis kedua menjadi spermatid.

Perkembangan selanjutnya dari spermatid menjadi sel sperma dewasa disebut sebagai spermiogenesis .

Pada proses spermiogenesis, terjadi beberapa proses penting :

1. badan dan inti sel spermatid menjadi "kepala" sperma
2. sebagian besar sitoplasma luruh dan diabsorpsi
3. terjadi juga pembentukan leher, lempeng tengah dan ekor
4. kepala sperma diliputi akrosom.

Hasil akhir proses ini adalah sel-sel sperma dewasa yaitu spermatozoa.


Karena terjadi pemisahan pasangan kromosom, suatu sel sperma akan mengandung kromosom separuh dari induknya (44+XY) yaitu kemungkinan 22+X atau 22+Y.

Keseluruhan proses spermatogenesis - spermiogenesis normal pada pria memerlukan waktu 60-70 hari.

Setelah terbentuk sempurna, spermatozoa masuk ke dalam rongga tubulus seminiferus, kemudian akibat kontraksi dinding tubulus spermatozoa terdorong ke arah epididimis.

Suasana keseimbangan asam-basa dan elektrolit yang sesuai di intratubulus dan epididimis memberikan spermatozoa kemampuan untuk bergerak (motilitas sperma).


OOGENESIS (PADA WANITA)

Pada wanita, setelah tiba di gonad, sel benih primordial segera berdiferensiasi menjadi oogonium.

Oogonium kemudian mengalami beberapa kali mitosis, dan pada akhir perkembangan embrional bulan ketiga setiap oogonium dikelilingi oleh selapis sel epitel yang berasal dari permukaan jaringan gonad, yang nantinya menjadi sel folikuler.


Sebagian besar oogonium terus mengalami mitosis, sebagian lain berdiferensiasi dan tumbuh membesar menjadi oosit primer.










Oosit primer kemudian mengadakan replikasi DNA dan memasuki proses miosis pertama sampai tahap profase.

Pada embrio bulan ke-5 sampai ke-7, jumlah oogonium diperkirakan mencapai 5-7 juta sel. Pada saat itu sel-sel mulai berdegenerasi, sehingga banyak oogonium dan oosit primer berhenti tumbuh dan menjadi atretik.

Tetapi oosit primer yang telah memasuki tahap profase miosis pertama tetap bertahan pada stadiumnya dengan dilapisi sel folikuler epitel gepeng (selanjutnya oosit primer dengan sel folikuler ini disebut sebagai folikel primordial).

Folikel primordial tetap pada stadiumnya (disebut fase istirahat/ fase diktioten / diplotene stage), sampai sesudah kelahiran dan menjelang pubertas. Jumlahnya pada saat kelahiran sekitar 700 ribu - 2 juta folikel.

















Pada masa pubertas, sambil mulai terbentuknya siklus menstruasi, folikel primordial / oosit primer mulai melanjutkan pematangannya dengan kecepatan yang berbeda-beda.

Pada saat ovulasi suatu siklus haid normal, yaitu sekitar dua minggu sebelum terjadinya perdarahan haid berikutnya, hanya satu sel folikel yang mengalami pematangan sampai tingkat lanjut dan keluar sebagai ovum yang siap dibuahi.


Pertumbuhan / pematangan diawali dengan pertambahan ukuran oosit primer / folikel primordial menjadi membesar, dan sel-sel epitel selapis gepeng berubah menjadi kuboid dan berlapis-lapis.
Pada tingkat pertumbuhan ini, oosit primer bersama lapisan epitelnya disebut bereda dalam stadium folikel primer.

Awalnya oosit primer berhubungan erat dengan sel folikuler kuboid yang melapisinya, namun selanjutnya terbentuk suatu lapisan mukopolisakarida yang membatasi / memisahkan di antaranya, yang disebut zona pellucida.



Kemudian terbentuk juga suatu rongga dalam lapisan folikuler (antrum folikuli) yang makin lama makin besar.

Tetapi sel-sel folikuler yang berbatasan dengan zona pellucida oosit primer tetap utuh dan menjadi cumulus oophorus.

Stadium perkembangan ini disebut stadium folikel sekunder.



Kemudian antrum folikuli semakin membesar, sementara bagian tepi luar lapisan folikuler mulai dilapisi oleh dua lapisan jaringan ikat yaitu teka interna (lapisan seluler, sebelah dalam, yang kemudian menghasilkan hormon estrogen) dan teka eksterna (lapisan fibrosa, sebelah luar).

Pada stadium ini, folikel disebut sebagai berada dalam stadium sudah matang, disebut sebagai folikel tersier atau folikel deGraaf



Setelah tercapai pematangan folikel, oosit primer memasuki pembelahan miosis kedua dengan menghasilkan dua sel anak yang masing-masing mengandung jumlah DNA sebanyak separuh sel induk (23 tunggal, ).
Tetapi hanya SATU sel anak yang tumbuh menjadi oosit sekunder, sementara sel anak lainnya hanya menjadi badan kutub (polar body) yang tidak tumbuh lebih lanjut.
Pada saat oosit sekunder mencapai stadium pembentukan kumparan (coiling) terjadilah OVULASI di mana oosit tersebut dilepaskan dari folikel deGraaf, bersama dengan lapisan cumulus oophorus dari sel folikular dan lapisan zona pellucida.
Susunan cumulus oophorus di sekeliling zona pellucida kemudian menjadi corona radiata.

Folikel bekas tempat oosit kemudian di bawah pengaruh hormon LH hipofisis akan menjadi korpus luteum yang kemudian menghasilkan hormon progesteron.




Kemudian, oleh gerakan kontraksi dinding tuba dan ayunan serabut-serabut fimbriae dinding tuba, oosit tersebut ikut terbawa ke arah uterus. Di dalam tuba inilah terdapat kemungkinan terjadinya pembuahan dengan sel sperma.

Jika terjadi pembuahan, oosit sekunder menyelesaikan stadium pembelahan pematangan keduanya sampai menjadi oosit matang, kemungkinan dengan menghasilkan satu buah polar body lagi. Sementara polar body hasil pembelahan sebelumnya diperkirakan juga mengadakan satu pembelahan lagi.

Jika terjadi pembuahan dan kehamilan, korpus luteum tetap aktif karena hormon progesteron yang dihasilkannya berfungsi mempertahankan keseimbangan hormonal selama masa-masa awal kehamilan.
Jika tidak terjadi pembuahan, oosit sekunder akan mengalami degenerasi dalam waktu sekitar 24-48 jam pasca ovulasi.
Jika tidak terjadi pembuahan dan kehamilan, sampai dengan 9-10 hari sesudah ovulasi korpus luteum akan berdegenerasi dan mengalami fibrosis menjadi korpus albikans.
Akibat degenerasi ini produksi progesteron juga menurun, menjadi stimulasi untuk terjadinya perdarahan haid berikutnya.
Hasil akhir oogenesis normal kemungkinan adalah satu buah oosit matang dan 1-3 buah polar bodies.
Kromosom yang dikandung oleh oosit adalah separuh dari induknya, yaitu 23+X.

Gambar : Perbandingan antara gametogenesis pada pria dan wanita