Komunikasi antar sel menggunakan molekul signal ekstraseluler (ligan) merupakan cara organisme

untuk mengontrol metabolisme sel, pertumbuhan, diferensiasi jaringan, sintesis dan sekresi protein serta

mengatur komposisi cairan ekstraseluler.

Reseptor Membran Plasma

Reseptor merupakan protein yang berfungsi untuk mengikat ligan dan mengubah satu sinyal menjadi sinyal

lain.Terdapat dua jenis reseptor, yaitu :

1. Reseptor intraseluler, terletak didalam sel,

2. Reseptor membran, terletak di dalam membran

Reseptor Membran adalah reseptor yang terdapat pada membran sel, yang terbagi kedalam tiga tipe,

diantaranya :

1. G-Protein Linked Receptor (GPLR)

Reseptor ini juga disebut G-Protein Coupled Receptor (GPCR). Reseptor ini merupakan perantara respon

terhadap berbagai macam molekul sinyal,meliputi hormon, neurotransmiter, dan perantara lokal.Semua G-

protein-linked receptors termasuk famili besar homolog, 7-pass transmembran proteins (7 TM reseptor).

Pada tipe ini reseptor menggunakan G protein sebagai intermediet. Ligan berikatan dengan reseptor

membentuk Ligand/Receptor complex binds G protein. Protein reseptor ini dapat mengaktivasi atau inaktivasi

(efektor) enzim yang terikat pada membran plasma atau ion channel melewati protein G secara tidak langsung.

Ligan yang mengikat dan mengaktifkan reseptor ini termasuk senyawa yang sensitif terhadap cahaya, bau,

feromon, hormon, dan neurotransmiter, dan bervariasi dalam ukuran dari molekul kecil untuk peptida pada

protein besar.

Ligand – reseptor aktifasi protein G aktivasi/hambat suatu enzim yang mengaktivasi ion channel atau

second messenger.

G Proteins dan Siklus G protein

G protein berada pada membran sel dan memediasi fungsi G protein linked receptors (GPCRs). G protein

merupakan heterotrimeric karena terdiri dari tiga subunit yang berbeda. Subunit-subunit tersebut adalah α, β, γ.

Subunit α merupakan komponen enzimatik. Subunit ini mengikat GTP dan menghidrolisisnya menjadi GDP.

Subunit β dan γ tetap berikatan satu sama lain dan berasosiasi dengan subunit α saat berikatan dengan GDP.

Tipe G protein linked receptors ini berupa protein membran yang bekerjasama dengan protein G dan

protein lainnya, biasanya sebuah enzim (atau disebut juga efektor). Jika tidak ada molekul sinyal ekstraseluler

spesifik untuk reseptor, protein berada dalam keadaan tidak aktif. Protein G inaktif memiliki satu molekul GDP

yang terikat padanya. Jika molekul sinyal terikat pada reseptor, reseptor akan berubah bentuk sehingga reseptor

ini mengikat dan mengaktifkan G-protein. Satu molekul GTP menggantikan GDP pada protein G. Protein G aktif

mengikat dan mengaktifkan enzim dan memicu langkah selanjutnya dalam jalur dan menghasilkan respon sel.

Protein G kemudian mengkatalis hidrolisis GTP dan melepaskannya dari enzim, sehingga siap digunakan

kembali.

G-proteins memicu pembentukan cAMP, yang kemudian berlaku sebagai second messenger dalam

lintasan seluler

2. Tyrosine Kinase Receptor

Tyrosine Kinase Receptor atau Reseptor Tirosin Kinase (RTK) adalah reseptor yang memiliki aktivitas

kinase pada protein tirosin, yaitu mengkatalisis transfer fosfat dari ATP ke gugus hidroksil (OH) tirosin pada

protein target. Reseptor ini merupakan tipe reseptor membran dari P

Gambar: Protein Tirosin yang terfosforilasi

Reaksi berupa ATP + Tirosin (Tirosin Kinase) ADP + Tirosin fosfat, dan berdampingan dengan enzim

tirosina fosfatase yang memindahkan gugus fosfat dari tirosin fosfat.

Reseptor ini merupakan reseptor membran yang terdapat dalam jumlah yang cukup banyak. Reseptor

Tirosin Kinase merupakan protein transmembran yang memiliki tempat ikatan ligan pada sisi luar membrane

plasma dan hanya memiliki satu segmen transmembran, atau dikatakan berbentuk monomer.

Reseptor Tirosin Kinase (RTK) merupakan keluarga reseptor yang memiliki struktur yang mirip satu

sama lain. Keluarga reseptor ini memiliki satu tyrosine kinase domain, yaitu yang akan memfosforilasi protein

pada residu tirosin, satu hormone binding domain, yaitu tempat ikatan dengan ligan atau hormon, dan satu

segmen karboksil terminal dengan tirosin ganda untuk autofosfolisasi. Contoh reseptor yang tergolong reseptor

tirosin kinase adalah reseptor-reseptor pertumbuhan.

Sebelum molekul sinyal terikat, reseptor merupakan polipeptida tunggal. Pengikatan molekul sinyal pada

reseptor tidak mengakibatkan perubahan konformasi untuk mengaktifkan sisi sitoplasmik secara langsung.

Aktivasi terjadi karena pengikatan ligan menyebabkan dua polipeptida mengumpul membentuk dimer.

Pengumpulan ini mengaktifkan tirosin kinase dari kedua polipeptida yang kemudian memfosforilasi tirosin pada

ekor polipeptida lainnya

Ligand – reseptor stimulasi dimerisasi reseptor interaksi dengan protein tirosin kinase pada sitosol.

3. Ion Channel Receptor

Ion-channel-linked receptors juga dikenal sebagai transmitter-gated ion channels atau ionotropic

receptors. Pada membran sel, ada channel (gerbang) dimana sel saling berkomunikasi dengan sekitarnya.

Channel ini terdiri dari satu molekul sederhana atau gabungan molekul-molekul kompleks dan channel ini

memiliki kemampuan untuk membolehkan lewatnya atom-atom yang memiliki muatan atau disebut juga dengan

ion.

Regulasi ion channel dipengaruhi oleh kehidupan dalam sel dan fungsinya dalam keadaan normal dan

patologik.

Ion channel terdiri dari molekul tunggal atau kompleks yang membentuk dinding channel (berupa pori)

yang membolehkan komunikasi antara interior dan eksterior sel. Diameter pori sangat kecil sehingga sensitive

terhadap satu ion (ukuran sekitar 0.5-0.6 milyar/milimeter). Perubahan yang cepat dalam bentuk molekul

menyebabkan pembukaan atau penutupan ion channel sebagai jawaban atas pengikatan suatu neurotransmiter. Ini

terjadi selama aktivasi reseptor oleh sebuah sinyal spesifik dari substrat molekul tunggal. Sehingga satu bagian

spesifik dari molekul yang membuat perubahan membrane potesial dapat membuka atau menutup ion channel.

Pada tipe ini reseptor adalah sebuah ion channel. Ligan berikatan pada reseptor dan membuka channel.

Akibatnya ion mengalir ke dalam sel, berikatan dengan berbagai protein dan mengaktifkan berbagai protein.

Ligand – reseptor perubahan konformasi reseptor aliran ion tertentu

mengubah potensial elektris padamembran sel.

KOMUNIKASI ANTAR SEL(prof. Subowo,dr., MSc.,PhD.,.2007.BIOLOGI SEL edisi 2006. Bandung: CV Angkasa

Komunikasi antar sel diperlukan untuk mengatur pengembangan dan pengorganisasiannya menjadi jaringan, mengawasi pertumbuhan dan pembelahannya dan mengkordinasikan aktivitasnya. Komunikasi melibatkan dua pihak, yaitu :1. Pihak yang memberikan / mengirim pesan atau sinyal,2. Pihak yang menerima pesan.Perilaku sel baru dapat berlangsung apabila mendapatkan sinyal dari sel yang mengirimkan pesan.Cara-cara komunikasi sel :

1. Dengan mengadakan kontak langsung melalui molekul-molekul khusus pada membrane yang akan memberikan sinyal pada sel di dekatnya.

2. Dengan melepaskan bahan-bahan kimia (moderator) yang akan memberikan sinyal kepada sel-sel lain yang berbeda jauh letaknya.

3. Dengan membentuk gap junction, sehingga terjadi hubungan sitoplasma dari kedua sel yang berkomunikasi tersebut.

Komunikasi dengan mediatorMenggunakan bahan kimia sebagai pembawa pesan (mediator). Cara penyampaiannya, yaitu :

Sinyal kimia yang berfungsi sebagai mediator kimiawi setempat. Sinyal kimia yang memerlukan pengangkutan melalui peredaran darah, oleh karena sel sasarannya

cukup jauh jaraknya. Sinyal kimia yang dilepaskan oleh ujung tonjolan sel saraf (axon) kepada sasarannya (otot/ saraf

yang berjarak sangat dekat)Mediator dapat berbentuk molekul proten dan dapat berupa molekul steroid.Penyampaian mediator:

a) Penyampaian mediator setempat (Parakrin)Mediatornya tidak stabil, lekas rusak dan cepat diterima oleh sasarannya. Sistem penyampaian mediatornya disebut parakrin. Sel penghasil mediator yang berperan juga sebagai sel sasaran disebut otokrin.Mediator dalam system komunikasi ini disebut sitokin, dikelompokan berdasarkan sel penghasilnya, yaitu :

Monokin→bahan tersebut dihasilkan oleh sel makrifag / monosit. Limfokin→bahan tersebut dihasilkan oleh limfosit. Faktor pertumbuhan→bahan yang dihasilkannmemberikan pengaruh pertumbuhan terhadap

sel lain dan dihasilkan oleh berbagai sel (sel epidermis, fibroblast, trombosit, dll.) Kemokin Lain-lain mediator→prostaglandin, endotelin, histamine, dll.

Efek mediator tergantung pada jenis mediator, kemampuan sel sasaran untuk bereaksi terhadap sinyal yang diterimanya.

b) Penyampaian mediator melalui peredaran darah (endokrin)Mediator pada sistem endokrin yaitu hormon. Berdasarkan kelarutannya, dibedakan menjadi :

Hormone polipeptida Hormone polipeptida merupakan pembawa pesan pertama (first messenger), maka setelah terjasi ikatan antar molekul hormone dan reseptor pada membrane sel, pesan tersebut diteruskan melalui pembawa pesan kedua (second messenger).Contoh : hormone YSH (thyroid stimulating hormone) yng dihasilkan kelenjar hipofise

mengubah sasarannya(sel kelenjar tiroid) menghasilkan hormone tiroid.Epinerfin setelah mengikat reseptor pada membrane sel otot rangka mendorong pemecahan glikogen dan menghambat sintesis glikogen.

Dua cara umum agar reseptor pada membrane sel sasaran dapat mengakibatkan sinyal intraseluler :

1. Enzim pada membrane sel sasaran diaktivasi ataupun dihambat aktivitasnya. Yang berperan adalah adenilil siklase yang mengubah ATP menjasi cAMP (cyclic AMP). Pada kasus lain enzim pada membrane akan mengaktifkan kinase yang akan menyebabkan fosforilasi protein dalam sel. Misalnya EGF (epidermal growth factor) terikat oleh reseptornya (kebetulan kinase protein) akan memindahkan gugus fosfst dari cAMP ke gugus tirosin pada protein dalam sel. Dalam hal ini cAMP bertindak sebagai pembawa pesan kedua.

2. Reseptor permukaan akan membuka atau menutup pintu gerbang ion dalam membrane sel. Proses ini akan membangkitkan sinyal intraseluler melalui dua cara.a. Menyebabkan pemasukan ion sekelumit dan selintas yang akan mengubah voltse

kedua sisi membrane.b. Menyebabkan pemasukan ion dalam jumlah besar ke dalam sitosol yang pada

gilirannya akan terjadi respons intraseluler.Dalam kasus ini ion Ca++ bertindak sebagai pembawa pesan kedua.

Mekanisme lain tanpa pembawa pesan kedua : setelah terjadi ikatan antara reseptor dengan hormone protein, terjadi proses endositosis oleh sel sasaran tersebut, namun untuk meneruskan pesannya terdapat mekanisme khusus agar hormone yang terlepas dari gelembung endosom dapat masuk ke dalam sitosol. Reseptor untuk hormone protein pada membrane sel sasaran bertindak sebagai transduser dengan mengatur enzim atau pembukaan gerbang ion.

Hormon steroid Disintesis dari kolesterol. Molekulnya bersifat hidrofobik, mempunyai BM sangat rendah (±300 dalton), sehingga untuk melintasi membrane sel sasarannya hanya dengan difusi sederhana. Setelah sampai di dalam sel, hormone steroid akan terikat erat tapi reversible

14

dengan protein reseptornya,sehingga menyebabkan perubahan alosterik dalam konfirmasinya yang meningkatkan kemampuan mengikat DNA. Karena ikatan reseptor-hormon dapat melalui lubang selubung inti, maka peningkatan afinitas kepada DNA menyebabkan timbunan kompleks reseptor-hormon dalam inti.Hormon tiroid pun bersifat hidrofobik. Perbedaannya, reseptor hormone tiroid tidak terdapat dalam sitoplasma sel sasarannya, tetapi dalam intinya, sehingga ikatan hormone-reseptor berlangsung dalam inti.Sel sasaran memiliki reseptor steroid 10.000 molekul. Apabila kadar hormone cukup tinggi, maka sebagian besar akan terikat. Tetapi sebaliknya bila kadar menurun terjadi perubahan keseimbangan, molekul hormone melepaskan diri dari reseptornya dan reseptor bebas kembali diinternalisasi ke sitoplasma.Reseptor yang terikat akan mengatue transkripsi DNA pada gena agar perilaku sel berubah sesuai dengan pesannya. Respons terhadap hormone steroid berlangsung dalam 2 tahap.1. Respons primer : induksi langsung untuk transkripsi beberapa gena khusus, hasinya

berbentuk protein.2. Respons primer : hasil transkripsi mengaktifkan gena-gena lain, berlansung lambat,

merupakan amplifikasi dari efek hormone semula.Kemungkinan penjelasan :PERTAMA : sel-sel berbeda memiliki reseptor yang berbeda untuk hormone yang berbedaKEDUA : Reseptor pada sel sasaran tidak berbeda , namun gena yang diaktivasi oleh kompleks hormone-reseptor berbeda, sehingga reseptornya berbeda. Kromatin dari setiap jenis sel menampilkan gena yang cocok untuk diatur oleh kompleks reseptor-hormon.

Mekanisme penyampaian sinyal oleh pembawa pesan kedua Adenilil siklase diaktivasi oleh “GTP binding protein” / protein G.Protein G terdiri dari 3 sub unit, yaitu :1. Sub unit α (paling Besar)2. Sub unit β3. Sub unit ɣDalam keadaan istirahat protein G mengikat GDP (guanosine diphospate) melalui sub unit α di permukaan dalam membran sel. Protein G yang mengikat reseptor, menyebabkan protein G melepaskan GDP dan diganti oleh molekul GTP (guanosine triphospate) yang lebih banyak terdapat dalam sitoplasma. Ikatan GTP mengaktivasi sub unit α dari protein G., sub unit α yang aktif melepaskan diri dari sub unit yang lain dan berikatan dengan adenilil siklase dalam membrane sel. Setelah beberapa detik sub unit α menghidrolisis GTP menjadi GDP dengan katalisator GTP-ase. Sub unit yang terikat oleh GDP menjadi inaktif kembali dan terlepas dari adenilil siklase(efektor) dan bergabung dengan sub unit lainnya. Adenilil siklase yang aktif mengubah ATP menjadi cAMP dan bertindak sebagai pembawa pesan kedua (second messenger).cAMP, mediator intraseluler, mengatur reksi-reaksi dalam sel prokariotik dan eukariotik. Mediator ini tidak diperlukan di pembelahan sel. Mediator ini berefek pada sel hewan melalui aktivasi enzim yang ada dalam sitoplasma yang disebut “cAMP dependent kinase”= enzim kinase yang tergantung pada cAMP. Enzim kinase protein ini merupakan katalisator dalam pemindahan gugus phospat dari ATP ke protein lain pada gugus serin atau treonin-nya, akibatnya protein menjadi aktif .Sebagian kecilenzim kinase diaktifkan oleh cAMP, sebagian besar oleh ion Ca++ atau cGMP.Efektor dalam membrane sel selain adenilil siklase, dapat berbemtuk fosfolipase C, saluran untuk K+, saluran untuk Ca ++ dan cAMP fosfodiesterase.Mekanisme kerja protein G dalam mengatur efektor (adenylil cyclase)

1. Dalam keadaan istirahat protein G (subunit α, β, dan ɣ), terikat dan tidak berkontak dengan reseptor.

15

16

2. Apabila pembawa pesan pertama (hormone atau ligan lain), menyebabkan pertukaran GDP menjadi GTP yang mengaktifkan protein G.

3. Protein G terurai disusul oleh berdifusinya sub unit yang terkait GTP sepanjang membrane sel sampai mengikat efektor. Dengan terikatnya efektor oleh subunit α maka efektor menjadi aktif.

4. Setelah beberapa detik, sububit GTP menjadi GDP. Hal ini diikuti oleh bersatunya seluruh subunit protein G kembali.

Ion Ca++ sebagai 2 nd messenger Ion Ca++ sebagaimana cAMP mwrupakan regulator intraseluler sehingga disebut pembawa pesan kedua(2nd messenger). Ion Ca++ terlibat dalam beragam proses :

1. pengaturan kontraksi otot, 2. sekresi hormone, 3. enzim pencernaan dan neurotransmitter, 4. pengangkutan garam dan air untuk melintasi epitel usus dan 5. pengaturanmetabolisme glikogen dalam hati.

Arus ion Ca++ dalam pembawa pesan intraseluler kadarnya sangat rendih, jika kadarnya tinggi akan merusak sel. Sel memiliki seperangkat mekanisme dalam mengatur kadar ion Ca++ dalam sel, terutama mekanisme yang mengatur gerakan ion Ca++ melewati 3 membran, yaitu membrane plasma yang membatasi sel, membrane mitokondria sebelah dalam dan membrane yang membatasi ruangan untuk persediaan ion Ca++. Ion Ca++ disimpan dalam sarcoplasmic reticulum (dalam sel otot) dan kalsisom(sel bukan otot). Kadar Ca++ tetap tetapi arus Ca++ melintasi membrane plasma tidak tetap.Perputaran Ca++ penting untuk respons yang terpelihara yang berbeda dengan respons sekejap.Kepekaan sel terhadap perubahan sangat kecil kadar Ca++ mencerminkan rendahnya kadar ion Ca++ dalam sel(10⁻⁷M). Kadar Ca++ di sekitar sel 10.000 lebih besar daripada dalam sel, untuk mempertahankan perbedaan kadar membrane plasma mengendalikan dua hal, prmeabilitas yang rendah untuk ion Ca++ dan “pompa” yang mendorong ke luar sel ion Ca++ tersebut.Apabila ada rangsangan hormone atau neurotransmitter terjadilah kenaikan kadar ion Ca++ dalam sitosol, karena terbukanya pintu gerbang ion Ca++ pada membrane plasma atau pelepasan ion Ca++ dari ruang sarcoplasmic reticulum atau dari kalsisom. Kenaikan kadar Ca++ akan menyebabkan terjadinya ikatan ion Ca++ dengan protein dalam sitosol (misl kalmodulin), senyawa kalsium protein tersebut akan berinteraksi dengan protein lain untuk mengubah fungsinya. Apabila kadar Ca++ turun kembali, maka ion Ca++ akan melepaskan diri dari protein reseptor (kalmodulin) dan kembali ke keadaan semula. Peristiwa ini berlaku pada respons sel selintas. Selain peningkatan arus ion Ca++ selintas, terjadi peningkatan arus keluar masuk (perputaran) ion Ca++ melintasi membrane plasma yang meningkatkan kadar ion Ca++ di daerah bawah membrane sel(sub-membran) bukan dalam sitosol.Syarat terjadinya respons berkelanjutan selain peningkatan arus ion Ca++, diperlukan pula “transducer” pada membrane untuk membaca pesan ion Ca++. Transducer yang dapat diidentifikasi salah satunya adalah kinase C protein (PKC). Kenaikan arus yang menyebabkan kenaikan kadar dibawah membrane mengaktifkan PKC dan selanjutnya terjadi rangkaian reaksi (kaskade) fosforilasi berbagai protein yang berakhir dengan respons(sekresi) yang berlanjut. Jadi tahapan arus perputaran Ca++ :

1. peningkatan kadar ion Ca++ selintas(berasal dari kalsisom) yang akan mengaktifkan kinase untuk mengawali respons (sekresi aldosteron)

2. Peningkatan kadar ion Ca++ di bawah membrane sel (peningkatan perputaran arus ion Ca+) yang akan berlanjut dan aktivasi PKC sehingga berakhir sebagai respons(sekresi) berlanjut.

Hubungan cAMP dan ion Ca++

17

1. cAMP dapat mengatur tingkat perputaran arus ion Ca++ melintasi membrane dan ion Ca++ sebaliknya dapat mengatur sintesis dan perusakan cAMP.

2. Sebuah hormone yang merangsang sebuah sel, dapat sekaligus meningkatkan pemasukan ion Ca++ dan produksi cAMP.

3. Aktivitas enzim kinase diatur baik oleh cAMP atau oleh Ca++c) Neurotransmitter dan Sinapsis

Mekanisme ketiga dalam komunikasi ditemukan pada sinapsis. Cara sederhana sebuah neron dalam meneruskan sinyal yang dipancarkan ke neron lain (transmisi impuls) yaitu melalui penggandengan kedua bagian sel tersebut dengan perantara gap junction yang telah di bahas di depan.

Sinapsis kimiawi punya fungsi beraneka ragam dengan berbagai kemungkinan kualitasnya. Jenis sinapsis kimiawi ini merupakan jenis sinapsis yang paling banyak dijumpai dalam hubungan sel-sel saraf.

Dasar mekanisme komunikasi kimiawi pada sinapsis tidak berbeda dengan komunikasi antarsel melalui hormone yang larut dalam air. Kedua jenis komunikasi tersebut dimulai dengan pelepasan mediator melalui eksositosis oleh sebuah sel sebagai sumber mediator tersebut akan terikat oleh reseptor yang terdapat pada sebuah atau lebih sel sasaran.

Pada sinapsis, pembawa pesan adalah neurotransmitter (NT) yang setelah dilepaskan akan berdifusi dalam suatu matriks yang jaraknya hanya beberapa nama saja, karena segera terdapat reseptor pada membrane sel sasaran yang menangkapnya. Sinyal NT sebagai mediator akan mengubah membrane sel sasarannya dalam potensial, sehingga dalam sinapsis sinyal kimiawi harus diubah menjadi sinyal listrik.

Sinapsis merupakan perangkat untuk meneruskan impuls dari satu sel ke sel lain dapat ditemui pada hubungan antar sel saraf dan sel saraf atau antara sel saraf dengan sel otot. Hubungan antar sel saraf dan sel otot kerangka dinamakan “neuromuscular junction” merupakan sinapsis yang paling dipahami oleh para ahli. Sedang salah satu sebab kurangnya dipahami sinapsis pada jaringan saraf, karena sulitnya orang melakukan percobaan-percobaan pada sebuah sinapsis saraf yang terdapat dalam simpang siurnya anyaman saraf dalam otak yang begitu padat.

Neurotransmitter (asetilkholin) yang berada dalam celah sinapsis akan bertindak sebagai pembawa pesan pertama yang akan terikat oleh reseptor yang berada pada membran pasca sinapsis (dalam hal penghubung neuromuskuler) : membrannya adalah membrane otot / sarkolema, dan selanjutnya terjadi depolarisasi membrane yang berlanjut dengan terbangkitnya kontraksi otot sebagai respons.

18

Mekanisme aksi obat

Mekanisme aksi obat yang diperantarai reseptor adalah berdasarkan teori pendudukan reseptor (Receptor Occupancy) yaitu obat baru dapat menghasilkan efek farmakologi jika terjadi ikatan komplek antara obat dan reseptor. Reseptor didefinisikan suatu makromolekul seluler yang secara spesifik langsung berikatan ligan (obat, hormon dan neurotransmitter) untuk memicu serangkaian reaksi dalam tubuh sehingga timbul efek farmakologis.

Ikatan atau komplek yang terbentuk antara obat dan reseptor digambarkan seperti gembok dan anak kunci, dalam arti hanya obat yang sesuai yang dapat berikatan dengan reseptornya.

KOMUNIKASI (INTERAKSI) SEL

r Komunikasi antar sel :

Komunikasi antar sel, yaitu:

1. Wired system (komunikasi melalui saraf atau listrik) dan

2. Non-wired system (komunikasi kimiawi).

r Komunikasi intra sel :

Sedangkan komunikasi intra sel adalah komunikasi yang terjadi di dalam sel.

Komunikasi intra sel adalah komunikasi yang terjadi di dalam sel. Komunikasi intra sel merupakan proses pengubahan sinyal di dalam sel itu sendiri.

r Komponen Komunikasi Sel

1. Sel signal

2. sel target / sel sasaran

3. Sinyal (ligan)/ molekul sinyal : molekul kimia organik dan anorganik yang ada dilingkungan tempat sel hidup

4. Reseptor : bagian sel yang mengenal dan dapat menerima sinyal.

5. transduksi sinyal, Isyarat molekul internal : mengubah (transduser) isyarat asli ke dalam perilaku selular

6. Target protein : inti & sitoplasma

7. Respon : gerakan, sintesis protein, aktivasi enzim, stimulus sekresi, pembukaan saluran ion, dll.

r Komunikasi Antar Sel Dalam Organisme

1. Kontak Langsung

Berhubungan 1 sama lain untuk mengirimkan suatu sinyal yang tergantung pada sinyal molekul yang terikat dipermukaan sel

a. Plasmodesmata pada sel tumbuhan.

b. Gap junction pada sel hewan: hubungan 2 sel tanpa perantara (hub. sitoplasma dan sinyal kimia).

c. Local communication : sinyal kimia menyebar ke sel target

v autokrin : reseptor terdapat pada sel itu sendiri

v parakrin : sinyal diekskresikan oleh 1 sel dan menyebar di Cairan Ekstra Seluler (CES), kemudian menuju ke sel yang lain yang saling berdekatan.

2. Kontak Tidak Langsung

sinyal kimia yang dihasilkan oleh sel endokrin, dipindah melalui darah dan resepot terdapat pada sel target.

a. Pensinyalan endokrin/ komunikasi hormonal

Ø cara pengeluaran sinyal kedalam pembuluh darah dari binatang atau getah dari tumbuhan.

Ø sinyal molekul = hormon (diproduksi oleh kelenjar endokrin)

b. Pensinyalan neuronal/ komunikasi sinaptik

Ø dilakukan melalui akson

Ø neuron dapat mengirim isyarat elektrik seoanjang aksonnya

Ø merangsang pelepasan isyarat = neurotransmilter (diterima sel target)

Ø neurohormon : dihasilkan oleh neuron dan masuk pembuluh darah menuju sel target di tempat lain.

Cat. : Reseptor alat indra ke neuron , ke otot atau kelenjar.

TRANSDUKSI SINYAL

Pengertian

Transduksi sinyal adalah proses ketika sinyal dirubah dari satu bentuk ke bentuk lain di dalam sel..

(A) Pesawat telepon merubah sinyal listrik ke sinyal suara.

(B) Sel target merubah sinyal ekstraseluler (molekul A) ke sinyal intraseluer (molekul B).

Ada 3 tahapan utama pensinyalan sel :

1. Penerimaan (Reception)

ketika sel target mendeteksi molekul sinyal yang berasal dari luar sel. Sinyal kimiawi ‘terdeteksi’ ketika molekul sinyal berikatan dengan protein reseptor yang terletak di permukaan sel / di dalam sel.

2. Transduksi (Transduction) / pengalihan

Pengikatan molekul sinyal mengubah protein reseptor dengan suatu cara sehingga menginisiasi proses transduksi. Tahap ini mengubah sinyal menjadi bentuk yg dapat menyebabkan respons selular spesifik.. Molekul-molekul dalam jalur ini disebut molekul relai (Relay Molecule)

3. Respons (tanggapan)

Pada tahap ini sinyal yang di transduksikan akhirnya memicu respons selular spesifik. Proses pensinyalan sel membantu memastikan bahwa aktivitas-aktivitas sel krusial seperti ini berlangsung dalam sel yang benar, pada waktu yang tepat dan dalam koordinasi yang sesuai dengan sel-sel lain pada organisme tersebut.

Secara singkat langkah-langkah komunikasi sel dengan transduksi sinyal : (hafalkan DAN PAHAMI)

1) Sintesis molekul signal oleh sel signal

2) Pelepasan molekul signal oleh sel signal

3) Transpor molekul signal menuju “reseptor” sel target

4) Molekul signal berikatan dengan “protein reseptor sel target”, untuk mengaktivasinya

5) Protein reseptor teraktivasi

6) Kemudian Inisiasi jalur transduksi signal

7) Signal sampe ke sasaran (protein target)

8) Respon : Terjadi perubahan spesifik pada fungsi seluler : (misalnya ; metabolisme, gerakan, sintesis protein, aktivasi enzim, pembukaan saluran ion, dll.

9) Pelepasan signal menyebabkan terhentinya respon seluler , komunikasi selesai.

CATATAN : KASUS PENGURAIAN GLIKOGEN MENJADI GLUKOSA

JIKA PADA PROSES PEMOTONGAN (HIDROLISIS) GLIKOGEN MENJADI GLUKOSA MAKA RESPONYA ADALAH : AKTIVASI ENZIM PEMOTONG GLIKOGEN MENJADI GLUKOSA.

MAKA LANGKAH-LANGKAHNYA :

1) Sintesis molekul signal (hormone ephinefrin) oleh sel signal

2) Pelepasan molekul signal oleh sel signal

3) Transpor molekul signal menuju “reseptor” sel target

4) Molekul signal berikatan dengan “protein reseptor sel target”, untuk mengaktivasinya

5) Protein reseptor teraktivasi

6) Kemudian Inisiasi jalur transduksi signal

7) Signal sampe ke sasaran (protein target)

8) Respon : aktivasi enzim PENGURAI GLIKOGEN

9) Pelepasan signal menyebabkan terhentinya respon seluler , komunikasi selesai.

CATATAN : KASUS RANGSANGAN UNTUK PEMBELAHAN SEL

JIKA PADA PROSES AKTIVASI PEMBELAHAN SEL

AKTIVASI GEN UNTUK MENSINTESIS PROTEIN/ ENZIM PEMBELAHAN SEL.

MAKA LANGKAH-LANGKAHNYA :

1. Sintesis molekul signal (hormone pertumbuhan) oleh sel signal

2. Pelepasan molekul signal oleh sel signal

3. Transpor molekul signal menuju “reseptor” sel target

4. Molekul signal berikatan dengan “protein reseptor sel target”, untuk mengaktivasinya

5. Protein reseptor teraktivasi

6. Kemudian Inisiasi jalur transduksi signal

7. Signal sampe ke sasaran (protein target)

8. Respon : aktivasi GEN untuk enzim pembelahan sel

9. Pelepasan signal menyebabkan terhentinya respon seluler , komunikasi selesai.

CATATAN : LANGKAH 2 YANG BERUBAH ADALAH

1. jenis molekul signal

2. RESPONNYA

RESEPTOR SEL

Reseptor Sel

Reseptor adalah molekul protein yang menerima sinyal kimia dari luar sel yang mengarahkan kegiatan sel seperti membelah atau mengizinkan molekul tertentu untuk masuk atau keluar sel.

Reseptor dapat terikat pada membran sel, sitoplasma, atau nukleus, yang masing-masing hanya dapat dilekati oleh jenis molekul sinyal tertentu. Molekul pemberi sinyal yang melekat pada suatu reseptor disebut ligan, yang dapat berupa suatu peptida atau molekul kecil lain seperti neurotransmiter, hormon, obat, atau toksin.

Ada 2 Lokasi Reseptor Yaitu :

1. Reseptor permukaan sel (membrane sel)

2. Reseptor intraseluler (sitoplasma / inti sel)

Reseptor intraseluler ada yang lambat (mengubah ekspresi gen) dan cepat (mengubah fungsi protein.

Macam - macam reseptor

Reseptor Protein G.

Reseptor Tirosin Kinase

Reseptor Saluran Ion