TOTIPOTENSI: SEJARAH, KARAKTERISTIK DAN KEPENTINGAN - BIOLOGI - 2025

The totipotency atau totipotency adalah kemampuan, kemampuan dan potensi yang dimiliki oleh masing-masing sel embrio untuk menghasilkan total sel individu. Istilah ini berasal dari bahasa Latin totipotentia yang berarti kemampuan untuk segala sesuatu dan / atau kemampuan untuk menjadi atau memunculkan organisme yang utuh.

Sel totipoten yang paling baik didefinisikan atau dipelajari adalah zigot dan spora. Beberapa penulis menggunakan istilah sel punca dan sel totipoten sebagai sinonim, namun tidak ada konsensus dalam hal ini.

Sel totipotensial. Diambil dan diedit dari: Jucomo.

Sel induk, menurut beberapa penulis, adalah kelompok sel yang tidak berdiferensiasi yang dapat menjadi kelompok atau jenis sel khusus yang berbeda. Mereka bisa menjadi unipoten, multipoten dan juga totipoten. Hanya yang terakhir yang mampu melahirkan individu yang utuh.

Sejarah

Ayah dari totipotentiality adalah ahli biologi dan filsuf Jerman Hans Adolf Eduard Driesch. Ilmuwan ini merevolusi pemahaman embriologi berkat eksperimennya dengan bulu babi.

Pada tahun 1891 Driesch melakukan eksperimen dengan embrio bulu babi Echinus microtuberculatus (sekarang dikenal sebagai Psammechinus microtuberculatus) bersel dua (dua sel) yang menantang hipotesis yang diterima tentang perkembangan embrionik.

Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa sel-sel embrio awal (zigot) ketika dipisahkan, baik secara mekanis maupun alami, dapat terus berkembang hingga membentuk larva normal, menyimpulkan bahwa sel-sel tersebut bersifat totipoten pada tahap awal perkembangannya.

Hal ini berbeda dengan hasil penelitian Wilhelm Roux (pelopor embriologi eksperimental), yang pernah bekerja dengan telur katak bersel dua. Roux menemukan bahwa membunuh salah satu dari dua sel mengembangkan embrio cacat, menyimpulkan bahwa sel embrio memiliki tujuan yang telah ditentukan.

Kemudian pada tahun 1910, ahli kimia Amerika, ahli zoologi dan fisiologi Jesse Francis McClendon akan memverifikasi bahwa hasil Driesch dapat direplikasi pada katak, ayam, landak lain dan bahkan mamalia.

karakteristik

Totipotensi dicirikan oleh potensi beberapa sel untuk menghasilkan individu yang lengkap. Ini mampu menjadi semua jenis sel dalam tubuh dan juga di jaringan ekstra-embrionik lainnya.

Sel totipoten terbentuk dalam organisme reproduksi seksual dan aseksual, mereka adalah zigot atau spora. Mereka bisa menjadi zigot di dalam benih phanerogam (tumbuhan), di dalam telur hewan apa pun, atau di dalam rahim mamalia (seperti manusia, gajah, atau tikus).

Potensi ini dalam banyak kasus memiliki masa hidup yang pendek selama perkembangan. Dalam tubuh manusia mereka memiliki waktu terbatas, kurang lebih 4 hari setelah pembuahan. Pada organisme lain seperti tumbuhan, spons laut, cacing annelida, bintang laut dan tikus memiliki durasi yang berbeda.

Totipotensi dalam berbagai kelompok organisme

Pada tumbuhan dan jamur yang berkembang biak dengan spora, dikatakan bahwa sel-sel yang tidak memerlukan pembuahan ini termasuk dalam tipe totipoten, karena zigot dari organisme ini mempunyai kapasitas untuk menghasilkan semua tipe sel yang dibutuhkan untuk mengembangkan individu yang utuh.

Berbagai studi perkembangan, pertumbuhan, dan kultur jaringan pada tumbuhan telah berulang kali menunjukkan bahwa banyak sel tumbuhan bersifat totipoten. Contohnya adalah kultur jaringan kecil atau potongan batang yang, jika ditempatkan di media pertumbuhan, mampu memunculkan atau meregenerasi individu yang sama sekali baru.

Invertebrata

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, penelitian pertama yang mendemonstrasikan keberadaan sel embrionik totipoten dilakukan dengan bulu babi (echinodermata). Sejak saat itu banyak penelitian telah dilakukan untuk mereplikasi percobaan Driesch dan semuanya hasilnya sama (adanya totipotensialitas).

Kasus lain pada echinodermata, tetapi kali ini dengan bintang laut dan bintang laut, adalah kemampuan beberapa spesies untuk meregenerasi organisme lengkap dari satu bagian atau bagian lengan (tanpa bagian dari cakram pusat). Kapasitas regeneratif ini disebabkan adanya sel punca totipoten dewasa.

Bintang laut Linckia guildingi, organisme yang beregenerasi dari lengan organisme lain. Diambil dan diedit dari: Emőke Dénes.

Studi jaringan berpori (spons) mengungkapkan bahwa organisme primitif ini memiliki sejumlah besar sel totipoten. Hal ini memungkinkan mereka untuk menghasilkan atau memperoleh semua jenis sel yang mereka butuhkan dan terkadang juga dapat meregenerasi organisme lengkap dari bagian tubuh yang kecil.

Vertebrata

Pada vertebrata, studi totipotensialitas dijelaskan dalam perkembangan embrio; artinya, sel-sel embrio vertebrata seperti ikan, reptil, burung, dan mamalia memiliki perilaku totipoten serupa dengan landak Driesch.

Terlepas dari jenis reproduksi (pembuahan silang, pembuahan sendiri, dan juga partenogenesis), sel-sel yang ada di antara zigot dan morula (segmentasi pertama zigot) memiliki kapasitas untuk menghasilkan semua jenis sel dan mengaturnya menjadi bauplan yang koheren (organisme lengkap). ).

Jenis sel menurut kapasitas totipotennya

Sebagian besar komunitas ilmiah mengklasifikasikan sel totipoten menurut asal dan potensinya. Menurut asalnya mereka diklasifikasikan menjadi embrio, janin dan dewasa, sedangkan menurut potensi mereka diklasifikasikan ke dalam kelompok berikut.

Totipotensi

Mereka yang memunculkan individu yang lengkap.

Pluripotent

Mereka dapat membentuk sel yang akan memunculkan garis keturunan embrionik apa pun, tetapi mereka tidak membentuk organisme yang lengkap.

Multipoten

Mereka yang hanya dapat memunculkan sel-sel dari garis keturunan atau lapisan embrio yang sama.

Unipotent

Sel khusus yang memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi satu jenis sel.

Pentingnya

Studi dengan sel totipoten (dalam arti luas klasifikasi menurut potensinya) memungkinkan kita untuk melihatnya sebagai obat yang mungkin untuk banyak penyakit, regenerasi jaringan, terapi sel dan bahkan sumber potensial untuk kloning tumbuhan, hewan dan manusia itu sendiri. yang telah menjadi subyek banyak perdebatan etis.

Studi penyakit bawaan dan kanker didekati oleh para ilmuwan ahli dalam sel totipoten, karena perkembangan sel dan penggandaan yang ada pada beberapa penyakit ini.

Analisis dan studi tentang divisi zigotik pertama (sel totipoten) telah memberikan banyak wawasan tentang aktivasi dan inaktivasi gen dan juga tentang keterlibatan protein yang memungkinkan proses ini.

Kemajuan ilmiah lain yang terkait dengan studi tentang pembelahan embrio atau zigotik pertama adalah malformasi dan / atau cacat lahir yang disebabkan pembelahan dan diferensiasi sel awal yang abnormal.

Referensi

1. Sel induk. Totipotensi. Dipulihkan dari biologia.edu.ar.
2. ML Condic (2014). Totipotensi: Apa Itu dan Apa Itu Bukan. Sel Punca dan Perkembangannya.
3. Potensi sel. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
4. Y. Cortés Rivera. RI Hernández, P. San Martín del Angel, E. Zarza Meza, R. Cuervo
5. González (2016). Potensi regenerasi bintang laut Linckia guildinguii. Hidrobiologis.
6. M. Kearl (2012). Potensi Dua Sel Pembelahan Pertama dalam Perkembangan Echinodermata. Produksi Eksperimental dari Formasi Parsial dan Ganda »(1891-1892), oleh Hans Driesch. Ensiklopedia Proyek Embrio. Dipulihkan dari embryo.asu.edu.
7. Jenis Sel Punca. Masyarakat Sel Punca Amerika Latin. Dipulihkan dari solcema.com.
8. JFMcClendon (1910). Perkembangan Blastomer Terisolasi dari Telur Katak. » Jurnal Anatomi Amerika.