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 Rumusan masalah
Adapun rumusan masalah dari pembuatan makalah ini yaitu:
- Bagaimana cara interaksi sel ?
- Apa saja metode komunikasi sel ?
- Bagaimana tahapan komunikasi sel ?
- Bagaimana sinyal antar sel yang diterima oleh second messenger ?
1.3 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
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.
- Pensinyalan parakrin
Pada pensinyalan parakrin, sel pensekresi bertindak pada sel target didekatnya dengan melepas molekul pengatur local ke dalam fluida ekstraseluler.
- Pensinyalan sinaptik
Pada pensinyalan sinaptik, sel saraf melepaskan molekul neurotransmitter ke dalam sinapsis antara sel lain.
- Pensinyalan endokrin/ hormonal
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 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.
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.
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:
- 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.
- 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.
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
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
Raven, dkk. 2004. BIOLOGY Seventh Edition. Boston: Mc Graw Hill
Yatim, Wildan. 1996. Biologi Sel Lanjut. Bandung: Tarsito
deeyan43and23 