Interaksi Antar Sel ( Artikel Lengkap )
Tuesday, 21 August 2018
Add Comment
Sel-sel di dalam tubuh organisme multisel wajib
melakukan koordinasi perilakunya dengan berbagai macam cara. Selama
perkembangan sel-sel pembentuk embrio saling bertukar isyarat (signal) untuk
menentukan peran khusus setiap sel, kedudukan yang akan ditempati, akan mati,
hidup atau membelah. Pada tumbuhan juga demikian, sel-sel selalu melakukan
komunikasi satu dengan yang lain, untuk menanggapi keadaan terang, gelap, dan
suhu yang memandu daur pertumbuhan, pembuangan, dan pembentukan buah serta
menyesuaikan apa yang terjadi di satu bagian dengan bagi yang lain.
Untuk komunikasi diperlukan:
pemberi informasi, informasi, dan penerima informasi. Pada komunikasi antar
sel, informasi yang disebut isyarat atau signal berupa senyawa kimia. Pemberi
informasi adalah sel yang menghasilkan molekul kimia tersebut. Penerima
informasi disebut target menggunakan protein reseptor yang mengenali dan
menanggapi molekul isyarat secara khusus. Protein reseptor melakukan langkah
awal dalam rangkaian proses pengubahan (transduksi) isyarat ekstrasel menjadi
isyarat intrasel yang menentukan perilaku sel.
Sel-sel organisme multisel
menggunakan berbagai macam molekul sebagai signal (isyarat), misalnya protein,
asam amino, nukleotid, steroid, dan lain-lain. Terdapat empat cara penyampaian
isyarat:
- Yang paling umum melalui aliran darah, pada hewan, atau cairan tubuh pada tumbuhan. Isyarat yang dikirimkan lewat aliran darah adalah hormon.
- Isyarat yang dikirim disekresikan ke ruang antar sel.
- Isyarat neuronal, semula isyarat berupa impuls listrik, sesampai di akhiran akan diubah menjadi isyarat kimia yang disebut neurotransmitter.
- kontak antar sel, cara ini terjadi pada perkembangan embrio.
Sel wajib memilih isyarat-isyarat yang
perlu ditanggapi sesuai fungsi khusus sel-sel tersebut. Sel dapat bereaksi
dengan molekul isyarat ditentukan oleh ada tidaknya reseptor untuk isyarat
tersebut. Tanpa reseptor sel tidak akan mengetahui adanya isyarat, sehingga
tidak dapat menanggapinya. Untuk membatasi kisaran isyarat yang mempengaruhi,
sel hanya membentuk beberapa paket reseptor. Meskipun isyarat yang mengenainya
terbatas, tetapi tetap dapat digunakan untuk menegatur perilaku sel dengan
beberapa cara yang rumit. Terdapat dua macam kerumitan:
- Sebuah isyarat yang terikat pada sebuah reseptor dapat memberikan beberapa macam pengaruh pada sel target; bentuk, gerakan, metabolisme; ekspresi gen semuanya dapat diubah bersama-sama. Isyarat yang diterima reseptor pada permukaan sel, dipancarkan ke dalam sel lewat komponen-komponen intrasel yang berpengaruh luas. Sel yang berbeda menanggapi isyarat yang sama dengan jalan berbeda pula. Misalnya: neurotransmitter acetylcholine akan menurunkan kekerapan kontraksi sel otot jantung, tetapi sebaliknya akan meningkatkan sekresi saliva.
- Sel memiliki beberapa reseptor, sehingga peka terhadap isyarat yang berbeda secara bersamaan (simultan). Sistem pancaran intrasel untuk setiap isyarat saling berinteraksi, sehingga tanggapan sel terhadap gabungan isyarat-isyarat tersebut berbeda dengan tanggapannya untuk masing-masing isyarat.
Baca Juga:
Jamur dalam Tubuh Manusia ( Artikel Lengkap )
Molekul-molekul isyarat ekastrasel dikelompokkan
menjadi dua kelompok yaitu: molekul makro hidrofilik dan molekul hidrofobik.
Molekul Isyarat Hidrofobik
Kelompok isyarat hidrofobik terdiri
dari hormon-hormon steroid yaitu korlisol, estradiol, dan testosteron; hormon
tiroid yaitu tiroksin; dan nitrogen oksida (NO). Reseptor untuk senyawa-senyawa
tersebut berada di sitosol atau di nukleus. Reseptor untuk hormon-hormon ini
merupakan protein pengatur gen. Semula reseptor dalam bentuk tidak aktif, pada
saat terdapat isyarat yang terikat (bereaksi) berubah menjadi bentuk aktif.
Komplek reseptor-isyarat yang aktif masuk ke dalam nukleus, mempengaruhi DNA.
Terjadi hambatan atau picuan transkripsi gen tertentu.
Tanggapan yang menyangkut perubahan
ekspresi gen dapat berlangsung lama, pada hal sel harus menanggapi dalam waktu
pendek. Untruk keperluan ini diperlukan molekul isyarat yang dapat langsung
mempengaruhi kerja enzim. Salah satu contoh adalah nitrogen oksida (NO). Gas
terlarut ini berasal dari arginin dan bekerja sebagai perantara lokal
(setempat). NO dilepas oleh sel-sel endotelium pembuluh darah setelah mendapat
stimulasi akhiran saraf. NO ini menyebabkan relaksasi sel-sel otot polos
pembuluh darah tersebut. Terjadilah dilatasi dinding pembuluh darah, sehingga
darah dapat mengalir lebih mudah.
NO terlarut mudah merembes ke luar
dari sel yang menghasilkannya dan masuk ke sel target. Target utama NO adalah guanylate
cyclase yang berperan sebagai katalisator pembentuk GMP siklis. Kerja guanylate
cyclase mirip adenylate cyclase, sedangkan GMP mirip AMP.
Molekul Isyarat Hidrofilik
Kelompok isyarat hidrofilik sebagian
besar adalah molekul-molekul protein yang tidak dapat dengan mudah melintasi
membran sel. Termasuk dalam kelompok ini adalah: zat tumbuh, neuro
transmitter dan isyarat-isyarat yang berupa protein lainnya.
Reseptor
untuk isyarat-isyarat hidrofilik ini merupakan glikoprotein atau protein
transmembran. Terdapat tiga kelompok reseptor untuk isyarat hidrofilik yaitu:
reseptor terkait celah ion, reseptor terkait protein G dan reseptor terkait
enzim. Perbedaan antara tiga tipe reseptor ini terletak pada isyarat intrasel
yang ditimbulkan pada saat isyarat ekstra sel bereaksi dengan reseptor tersebut. Reseptor-reseptor tersebut
merupakan sasaran pula bagi senyawa asing pengganggu misalnya zat penenang
(heroin atau nikotin). Senyawa-senyawa tersebut menempati tempat ligan asli
pada daerah reaktif di reseptor atau bereaksi dengan reseptor di daerah reaktif
lain.
Reseptor terkait celah ion
Mekanisme kerja reseptor tipe ini
sederhana. Reseptor inilah yang digunakan untuk meneruskan neuro transmitter
melintasi sinaps pada sistem saraf. Reseptor ini mengubah isyarat kimia menjadi
isyarat listrik. Bila neuro transmitter bereaksi dengan reseptor, reseptor
berubah susunan sehingga celah terbuka dan masuklah ion-ion.
Reseptor terkait protein G
Reseptor tipe ini merupakan reseptor
terbanyak yang dijumpai pada sel-sel mamalia. Mereka menanggapi beraneka ragam
molekul isyarat ekstra sel. Molekul-molekul ini sangat bervariasi dapat
protein, peptid, asam amino, atau asam lemak.
Walaupun molekul isyarat yang
berikatan dengan reseptor terkait protein G sangat bervariasi, tetapi struktur
reseptor ini sangat mirip satu dengan yang lain. Protein transmembran pembentuk
reseptor terbagi menjadi tiga daerah yaitu:
- Daerah yang tersembul di permukaan nonsitosolik sel disebut daerah penerima atau pemilah. Daerah ini merupakan tempat terikatnya ligan atau isyarat ke reseptor.
- Daearah yang terbenam dalam dwilapisan fosfolipid, terdiri dari rantai polipeptid tunggal yang melintasi dwilapisan fosfolipid sebanyak tujuh kali. Daerah ini merupakan daerah pengubah isyarat.
- Daerah yang tersembul di permukaan sitosolik dwilapisan fosfolipid disebut daerah pelaksana atau efektor. Derah ini merupakan bagian yang akan mengaktifkan protein G.
Protein G terdiri dari tiga subunit yaitu α, β, dan γ. Pada keadaan tidak aktif subunit α berikatan dengan GDP. Pada keadaan aktif subunit α berikatan dengan GTP (Gambar ). Beberapa protein G mengatur membuka dan menutupnya celah. Protein G yang lain dapat mengaktifkan enzim yang terikat pada membran. Mekanisme kerja reseptor terkait protein G dapat dipelajari dari gambar-gambar yang tertera.
Sejumlah isyarat ekstra sel (= ligan
= duta pertama) yang mengenai reseptor terkait protein G mempengaruhi kegiatan
(aktivitas) adenylate cyclase sehingga mengubah konsentrasi AMP siklis
di dalam sitosol. Subunit α protein G yang aktif menyebabkan dengan mendadak
peningkatan sintesis AMP siklis. Enzim lain yang berada di sitosol yaitu AMP
siklis fosfodiesterase yang selalu aktif dengan cepat merombak AMP siklis
menjadi AMP alifatis. Akibatnya konsentrasi AMP siklis dapat berubah dengan
cepat apabila ada isyarat ekstrasel yang mengenai reseptor. AMP siklis
merupakan molekul yang larut dalam air, sehingga mudah berpindah tempat dari
membran sel ke sitosol, nukleus.
Selain mengaktifkan adenylate
cyclase banyak isyarat yang mengenai reseptor terkait protein G
mengaktifkan enzim fosfolipase C. Fosfolipase C bekerja pada fosfolipid
inositol yang berada di belahan sitosolik membran plasma. Jalur fosfolipase C
dikenal dengan nama jalur fosfolipid inositol. Fosfolipase C menimbulkan dua
molekul duta sekunder yaitu IP3 (inositol 1, 4, 5 trifosfat) dan DAG
(diacyl glycerol) yang tetap tinggal di membran plasma. Dua molekul
tersebut berperan sangat penting dalam pemberian isyarat di dalam sel.
IP3 merembes melalui
sitosol menuju RE sesampai di RE berikatan dengan protein pembentuk celah dan
membuka celah Ca2+ yang tersimpan di dalam RE ke luar ke sitosol
sehingga konsentrasi Ca2+ di dalam sitosol naik.
DAG tetap berada di membran plasma
dan membantu mengaktifkan protein kinase yang disebut protein kinase C. Sekali
teraktivasi protein kinase C mengaktifkan serentetan protein intra yang sangat
bervariasi sesuai tipe selnya. Mekanisme kerja mirip dengan protein kinase A,
hanya target yang berbeda.
0 Response to "Interaksi Antar Sel ( Artikel Lengkap )"
Post a Comment