23/04/2009

1

�Komunikasi pada organisme uniseluler danmultiseluler�Menyadari kondisi lingkungan�Memberi respon terhadap lingkungan

Misalnya : sel tum buhan � respon terhadap cahaya, nutrisi, patogen dll

�Komunikasi pada organisme multiseluler :�Antar organisme�Antar sel di dalam organisme tersebut

�Komunikasi antar sel � alat komunikasi :�Bagaimana sel menginterpretasikan sinyal yang

ada

23/04/2009

2

Komunikasi sel

� Komunikasi manusia � beberapa tahap mis informasi ditulis � baca �impuls listrik : telfon � diterima � memori penerima (saraf, otak)

� Komunikasi sel melalui beberapa tahap � terjadi perubahan bentuk informasi pada tahapan penyampaian sinyal ke target �sinyal transduksi

Tiga tahap sinyaling pada sel

23/04/2009

3

Sinyal ekstraselular ���� reseptor spesifik pada atau di

dalam sel target

� Molekul sinyal : � protein, peptida kecil, asam amino, � nukleotida, � steroid, retinoid, derivat asam lemak. � Gas terlarut seperti NO dan CO

� Kebanyakan molekul sinyal dikeluarkanoleh sel dengan cara� eksositosis atau� difusi melalui membran plasma, atau� terikat pada permukaan sel sehingga

hanya mempengaruhi sel yang berinteraksi dengan sel pemberi sinyal.

� sinyal (ligand) akan berikatan dengan reseptor pada sel target

� Molekul sinyal bekerja dengan konsentrasi rendah ≤10-8M & reseptor berikatan dengan afinitas yang tinggi, menimbulkan suatu kaskade sinyal intraselular yang dapat mengubah perilaku sel.

Posisi Reseptor

� Reseptor :

� Pada membran sel

� Dalam sel :

� dalam sitoplasma atau

� inti sel

� Reseptor di dalam sel target danligand sinyal memasuki sel danmengaktifasi sel target.

� Molekul sinyal harus merupakanmolekul yang kecil dan hidrofobikdan dapat berdifusi menembusmembran plasma.

23/04/2009

4

Penyampaian molekul sinyal

� Endokrinsel target jauh ���� hormon dibawamelalui pembuluh darah

� parakrin� mediator local ����

mempengaruhi sel targettetangga

� dirusak oleh suatu enzimekstraselular atau diimobilisasioleh ECM

� autokrinsel responsif terhadap substansi

yang dihasilkan oleh sel itu sendiri� sinaptik

Penyampaian sinyal dapatdilakukan dengan cara protein darisuatu sel berikatan langsungdengan protein lain pada sel lain.

Respon sel terhadap sinyal

A. 1 sinyal � 1 tipe reseptor � aneka efek padaberbagai sel: bentuk sel, pergerakan, metabolisme, ekspresi gen

Otot rangka

23/04/2009

5

Respon sel terhadap sinyal

B. Setiap sel memiliki beragam reseptorspesifikuntuk aneka sinyal� sel memberirespon �

misalkan efekuntuk kelulusanhidup, diferensiasi

Penyampaian sinyal� Sinyal disampaikan melalui

molekul intrasel melaluijalur kaskade sinyal :

� Sinyal berikatan denganligan

� Sinyal� ligand �

transformasi sinyal kemolekul lain

� Amplifikasi sinyal yang diterima

� Distribusi sinyal untukpengaruhi beberapa efeksecara paralel

23/04/2009

6

Reseptor sinyal intraselular

� sinyal : hormon yang larut lemak: estrogen, progesteron, testosteron, asam retinoat

� Reseptor :

di dalam

sitoplasma

atau inti

Aktivasi Reseptor pada permukaan sel1. Reseptor terikat protein G

Ligand – reseptor � aktifasi protein G � aktivasi/hambat suatuenzim � yang mengaktivasi ion channel atau second messenger.

2. Ion channel linked receptor

Ligand – reseptor � perubahan konformasi reseptor � aliran ion tertentu �

ubah potensial elektris pada membran sel

Contoh reseptor asetilkolin

23/04/2009

7

Aktivasi Reseptor pada permukaan sel

3. reseptor yang berikatan dengan tirosin kinaseReseptor tidak memiliki aktivitas katalitik.

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

Contoh : faktor tumbuh

4. Reseptor yang memiliki aktivitas enzimatik intrinsikReseptor memiliki aktivitas katalitik intrinsik.

Ligand – reseptor ���� katalisasi GTP ���� cGMP atau berperan sebagai protein fosfatase ����mengkatalisasi pelepasan fosfat dari dari fosfotirosin (reseptor tirosin kinase).

Contoh : reseptor insulin

� Kaskade sinyal intrasel � berperan sebagaiseperangkat saklar molekul

� Terjadinya penambahan gugus fosfat pada molekul

� Terjadinya pengikatan GTP

23/04/2009

8

Jalur sinyal intrasel

Aktivasi reseptor terikat ion channel pada tumbuhan

� Pengaturan konsentrasi ion Ca2+

� ion Ca2+ terikat calmodulin

� respons terhadap cahaya, tekanan, konsentrasi hormon : abscisic acid

� Istirahat ���� ion Ca2+ sitosol rendah

� Stomata� Ion Ca2+ ���� sel penutup – mengatur

diameter stomata

� Diameter mengecil jika tekananturgor turun pada sel penutup

� Suhu tinggi & humiditas rendah,pelepasan asam absisat (ABA) ���� ionchannel Ca2+ terbuka ���� Ca2+ masuk���� Ca2+ sitosol naik ���� ion K+ keluarsel ���� tekanan turgor turun

23/04/2009

9

Sinyaling pada tumbuhan

Auksin sinyaling

23/04/2009

10

Sitokinin sinyaling

23/04/2009

11

ABA & GA sinyaling

Komunikasi pada

saat terjadi infeksi

patogen

23/04/2009

12

Cekaman garam� Pengaturan Na+ homeostasis

melalui jalur SOS (salt overly sensitive). Cekaman garam �calcium � merangsang kompleks protein kinase SOS3-SOS2� aktivitas perubahan Na+/H+ dalam sel � mengaktifkan SOS1 dan mengatur ekspresi gen yang responsif terhadap garam

� SOS3-SOS2 dapat mengaktifkan atau menekan aktivitas transporter yang lain yang terlibat dalam homeostasis Na+.

Cekaman kekeringan

� Self-regulation and osmotic stress regulation of ABA biosynthesis

23/04/2009

13

Cekaman temperatur rendah

Cold-activated transcriptional cascade in Arabidopsis. SNOW is a partner protein of ICE1