BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sel merupakan unit terkecil dari organisme. Sel tidak akan
mampu bekerja dan membentuk sebuah jaringan bila tidak ada koordinasi anatara
satu dengan yang lain. Miliaran sel penyusun setiap makhluk hidup harus berkomunikasi
untuk mengkoordinasikan aktivitasnya sedemikian rupa sehingga memungkinkan
organisme itu untuk berkembang. Mulai dari sel yang berkomunikasi terbentuk
jaringan kemudian organ dan system yang menjalankan organisme untuk hidup.
Dalam kehidupan makhluk hidup baik uniseluler atau
multiseluler akan berinteraksi dengan lingkungannya untuk mempertahankan
kehidupannya. Sinyal-sinyal antar sel jauh lebih sederhana daripada
bentuk-bentuk pesan yang biasanya dirubah oleh manusia.
Sinyal yang diterima sel, yan berasal dari sel lain atau
dari beberapa perubahan pada lingkungan fisik organisme, bermacam-macam
bentuknya. Misalnya, sel dapat mengindera dan merespons sinyal elektromagnetik,
seperti cahaya, dan sinyal mekanis, seperti sentuhan. Akan tetapi sel-sel
paling sering berkomunikasi satu sama lain dengan menggunakan sinyal kimiawi.
Kajian tentang persinyalan sel membantu untuk menjawab
sejumlah pertanyaan penting dalam biologis dan kedokteran, mulai dari
perkembangan embriologis hingga kerja hormon untuk perkembangan kanker dan
jenis penyakit lain.
1.2. Tujuan
Adapun tujuan dari makalah
ini adalah :
- Untuk mengetahui cara interaksi
sel
- Untuk mengetahui apa saja
metode komunikasi sel
- Untuk mengetahui tahapan
komunikasi sel
- Untuk mengetahui sinyal antar
sel yang diterima oleh second messenger
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Interaksi Sel
Sistem komunikasi suatu sel berperan teramat penting dalam
memnentukan respon seluler yang akan dilakukan oleh sel. Seluruh peristiwa yang
terangkum dalam dogma biologi molekuler diawali oleh adanya aktivitas
komunikasi. Untuk dapat menjalankan aktivitas komunikasi tersebut sebuah sel
(eukariotik) dilengkapi berbagai jenis reseptor yang terdapat di membrane
plasmanya. Reseptor ini biasanya meupakan bagian structural dari protein
integral yang terdapat di sela-sela lemak lapis ganda. Sel berinteraksi dengan
sel lain dengan cara komunikasi langsung atau dengan mengirimkan sinyal kepada
sel target. Berikut macam-macam interaksi sel :
- Komunikasi kontak langsung
Gambar 2.1: Komunikasi antar sel (http://deyan43and23.files.wordpress.com/2011/06/direct-signal.jpg)
Sel dapat berkomunikasi dengan cara kontak langsung. Baik
sel hewan maupun sel tumbuhan memiliki sambungan sel yang bila memang ada
memberikan kontinuitas sitoplasmik diantara sel-sel yang berdekatan. Dalam hal
ini, bahan pensinyalan yang larut dalam sitosol dapat dengan bebas melewati sel
yang berdekatan. Disamping itu sel hewan mungkin berkomunikasi melalui kontak
langsung diantara molekul-molekul pada permukaannya[1].
1. Pensinyalan parakrin
Gambar 2.2: Pensinyalan. parakrin (http://deyan43and23.files.wordpress.com/2011/06/direct-signal.jpg)
Pada pensinyalan parakrin, sel pensekresi bertindak pada
sel target didekatnya dengan melepas molekul pengatur local ke dalam fluida
ekstraseluler.
2. Pensinyalan
sinaptik
Gambar 2.3: Pensinyalan sinaptik (http://deyan43and23.files.wordpress.com/2011/06/direct-signal.jpg)
Pada pensinyalan sinaptik, sel saraf melepaskan molekul
neurotransmitter ke dalam sinapsis antara sel lain.
3. Pensinyalan endokrin/ hormonal
Gambar 2.4: pensinyalan endokrin (http://deyan43and23.files.wordpress.com/2011/06/direct-signal.jpg)
Hormone mensinyal sel target pada jarak yang lebih jauh.
Pada hewan, sel endokrin terspesialisasi mensekresi hormone ke dalam cairan
tubuh yaitu darah. Hormone dapat mencapai hamper seluruh sel tubuh, tetapi,
jika dengan pengatur local. Hanya sel target spesifik yang mengenali dan
merespons sinyal kimiawi yang diberikan[2].
2.2 Metode Komunikasi Antar Sel
Di dalam tubuh, terdapat tiga metode komunikasi antar sel,
yaitu:
1). Komunikasi langsung, adalah komunikasi antar sel yang
sangat berdekatan. Komunikasi ini terjadi dengan mentransfer sinyal listrik
(ion-ion) atau sinyal kimia melalui hubungan yang sangat erat antara sel satu
dengan lainnya. Gap junction merupakan protein saluran khusus yang dibentuk
oleh protein connexin. Gap junction memungkinkan terjadinya aliran ion-ion
(sinyal listrik) dan molekul-molekul kecil (sinyal kimia), seperti asam amino,
ATP, cAMP dalam sitoplasma kedua sel yang berhubungan.
2). Komunikasi lokal, adalah komunikasi yang terjadi melalui
zat kimia yang dilepaskan ke cairan ekstrasel (interstitial) untuk
berkomunikasi dengan sel lain yang berdekatan (sinyal parakrin) atau sel itu
sendiri (sinyal autokrin).
3). Komunikasi jarak jauh: adalah komunikasi antar sel yang
mempunyai jarak cukup jauh. Komunikasi ini berlangsung melalui sinyal listrik
yang dihantarkan sel saraf dan atau dengan sinyal kimia (hormon atau
neurohormon) yang dialirkan melalui darah.
2.3 Tahapan komunikasi sel
Proses komunikasi sel dibagi menjadi tiga tahap, yaitu :
- Penerimaan (reseption) , merupakan pendeteksian sinyal
yang dating dari luar sel oleh sel target. Sel kimiawi terdeteksi apabila
sinyal itu terikat pada protein seluler, biasanya pada permukaan sel yang
bersangkutan.
- Transduksi, diawali dengan pengikatan molekul sinyal
mengubah protein reseptor. Tahap transduksi ini mengubah sinyal menjadi
suatu bentuk yang dapat menimbulkan respon seluler spesifik. Pada system
Sutherland, pengikastan epinefrin kebagian luar protein reseptor dalam
membrane plasma sel hati berlangsung melalui serangkaian langka untuk mengaktifkan
glikogen fosforilase. Transduksi ini kadang-kadang terjadi dalam satu
langkah, tetapi lebih sering membutuhkan suatu urutan perubahan dalam
sederetan molekul yang berbeda (jalur transduksi) sinyal. Molekul di
sepanjang jalur itu sering disebut molekul relay.
Transduksi sinyal meliputi aktifitas sebagai berikut:
1). Pengenalan berbagai sinyal dari luar terhadap reseptor
spesifik yang terdapat pada permukaan membran sel.
2). Penghantaran
sinyal melalui membran sel ke dalam sitoplasma.
3). Penghantaran sinyal kepada molekul efektor spesifik pada
bagian membran sel atau efektor spesifik dalam sitoplasma. Hantaran sinyal ini
kemudian akan menimbulkan respon spesifik terhadap sinyal tersebut. Respon
spesifik yang timbul tergantung pada jenis sinyal yang diterima. Respon dapat
berupa peningkatan atau penurunan aktifitas enzim-enzim metabolik,
rekonfigurasi sitoskeleton, perubahan permeabilitas membran sel, aktifasi
sintesa DNA, perubahan ekspresi genetik atupun program apoptosis.
4). Terputusnya rangkaian sinyal. Terjadi apabila rangsangan
dari luar mulai berkurang atau terputus. Terputusnya sinyal juga terjadi
apabila terdapat kerusakan atau tidak aktifnya sebagian atau seluruh molekul
penghantar sinyal. Informasi yang terjadi akan melewati jalur rangsang (signal
transduction pathway) yang terdiri dari berbagai protein berbeda atau
molekul tertentu seperti berbagai ion dan kanalnya, berbagai faktor
transkripsi, ataupun berbagai tipe sububit regulator. Setiap protein yang
terlibat pada jalur ini mampu menghambat atau mengaktifasi protein yang berada
dibawah pengaruhnya (down stream). Protein utama yang terlibat dalam
jalur rangsang pada umumnya adalah kinase dan posphatase, yang beberapa
diantaranya merupakan protein yang terdapat/larut dalam sitoplasma. Kedua
protein ini mampu melepaskan atau menerima grup posphat dari protein lain
sehingga proses penghantaran atau penghentian sinyal dapat berlangsung[3].
Secara singkat langkah-langkah transduksi sinyal adalah:
1). Sintesis molekul sinyal oleh sel yang memberi sinyal.
2). Pelepasan molekul sinyal oleh sel yang memberi sinyal.
3). Transpor sinyal oleh sel target.
4). Pengikatan sinyal oleh reseptor spesifik yang menyebabkan
aktivasi reseptor tersebut.
5). Inisiasi satu atau lebih jalur transduksi sinyal intrasel.
6). Peubahan spesifik fungsi, metabolisme, atau perkembangan
sel.
7). Pembuangan sinyal yang mengakhiri respon sel.
Ikatan ligan dengan reseptor spesifik akan memicu pelepasan
second messenger yang akan menimbulkan reaksi berantai dan membawa
perubahan didalam sel. Reseptor spesifik, yang terdapat pada membran sel dapat
berupa: GTP binding protein (G-protein)-coupled receptors, receptor
tyrosine kinase, cytokine receptor-link kinase atupun serine
kinase. Sinyal yang terjadi bukan hanya oleh adanya ikatan ligan dengan
reseptor spesifik saja, melainkan juga akibat adanya paparan langsung dengan
tekanan mekanik maupun perubahan kimiawi disekitar sel dengan melibatkan
integrin.Respon, pada tahap ketiga pensinyalan sel, sinyal yang ditransduksi
akhirnya memicu respon seluler spesifik. Respon ini dapat berupa hamper seluruh
aktivitas seluler seperti katalisis leh suatu enzim, penyusunan ulang
sitoskeleton, atau pengaktivan gen spesifik di dalam nucleus.proses pensinyalan
sel mebantu memastikan bahwa aktivitas penting sperti ini terjadi pada sel yang
benar, pada waktu yang tepat, dan pada koordinasi yang sesuai dengan sel lain
dalam organisme bersangkutan[4].
2.4 Mesenjer kedua
Mesenjer kedua
merupakan jalur persinyalan yang melibatkan molekul atau ion kecil nonprotein
yang terlarut-air. Sedangkan molekul sinyal ekstraseluler yang mengikat
reseptor membrane merupakan mesenjer pertama jalur. Karena mesenjer kedua
itu kecil dan terlarut dalam air, mesenjer ini data segera menyebar ke seluruh
sel dengan berdifusi.Mesenjer kedua berperan serta dalam jalur yang diinisiasi
reseptor terkait protein-G maupun reseptor tirosin-kinase. Dua mesenjer kedua
yang paling banyak digunakan ialah:
1. AMP
siklik
Mesenjer kedua
ini yang membawa sinyal yang diinisiasi epinefrin dari membrane plasma sel hati
atau otot ke bagian dalam sel, dimana sinyal itu menyebabkan pemecahan
glikogen. Pengikatan epinefrin pada membrane plasma sel hati akan meningkatkan
senyawa adenosine monofosfat siklik, yang disingkat AMP siklik atau cAMP. cAMP
ini diaktifkan oleh adenilat siklase yang mengkatalisa perombakan ATP.
cAMP atau
aliran ion tadi dapat membuat perubahan pada perilaku sel, dan mereka disebut
messenger sekunder atau mediator intraseluler yang mana akan merangsang
metabolisme sel lewat aktivitas protein kinase.
2. Ion
kalsium
Banyak molekul sinyal pada
hewan, termasuk neurotransmitter, factor pertumbuhan, dan sejumlah hormone,
menginduksi respon pada sel targetnya melalui jalur transduksi sinyal yang
meningkatkan konsentrasi ion kalsium sitosolik.Peningktan konsentrasi ion
kalsium sitosolik menyebabkan banyak respon pada sel hewan.Sel menggunakan ion
kalsium sebagai mesenjer kedua dalam jalur protein-G dan jalur reseptor tirosin
kinase.
Dalam merespon
sinyal yang direlai oleh jalur transduksi sinyal, kadar kalsium sitosolik
mungkin meningkat, biasanya oleh suatu mekanisme yan melepas ion kalsium dari
RE biasanya jauh lebih tinggi daripada konsentrasi dalam sitisol. Karena kadar
kalsium sitosolit rendah, perubahan kecil pada jumlah absolute ion akan
menggambarkan persentase perubahan yang relative tinggi pada konsentrasi
kalsium[5].
BAB III
PENUTUP
Dari serangkaian penjelasan diatas, maka dapat disimpulkan
bahwa:Interaksi sel dibagi menjadi 3 macam, yaitu komunikasi tingkat langsung,
pensinyalan parakrin, pensinyalan sinaptik, dan pensinyalan endokrin/hormonal.
Metode komunikasi dibagi menjadi 3 macam, yaitu komunikasi
langsung, komunikasi lokal, dan komunikasi jarak jauh. Proses komunikasi sel dibagi menjadi tiga tahap, yaitu
penerimaan (reception), transduksi dan respon. Mesenjer kedua merupakan jalur persinyalan yang melibatkan
molekul atau ion kecil nonprotein yang terlarut-air. . Dua mesenjer kedua yang
paling banyak digunakan ialah AMP siklik dan Ion kalsium.
DAFTAR PUSTAKA_______________________________
Azhar, Tauhid Nur. 2008. Dasar-dasar
Biologi Molekular. Bandung: Widya Padjadjaran
Campbell, dkk. 2002. Biologi
Jilid I Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga
http://deyan43and23.files.wordpress.com/2011/06/directsignal.jpg.30/10/2013.
Raven, dkk. 2004. BIOLOGY
Seventh Edition. Boston: Mc Graw Hill.
Yatim, Wildan. 1996. Biologi
Sel Lanjut. Bandung: Tarsito.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar