KLIPING DUNIA: KOMUNIKASI ANTAR SEL

PENDAHULUAN KOMUNIKASI ANTAR SEL

Informasi dapat datang dalam berbagai bentuk dan seringkali melalui proses merubah sinyal informasi dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Ketika kita menelepon teman, sederhananya, gelombang suara kita dirubah ke dalam bentuk sinyal listrik sehingga dapat melalui kabel telepon. Poin penting dari proses tersebut adalah ketika pesan dirubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Proses pengubahan ini disebut transduksi sinyal.

Pada tumbuhan dan hewan dikenal kumunikasi antar sel menggunakan molekul signal ekstraseluler (ligan). Ini merupakan cara organisme untuk mengontrol metabolisme sel, pertumbuhan, diferensiasi jaringan, sintesis dan sekresi protein serta mengatur komposisi cairan ekstraseluler. Molekul sinyal ini disintesis dan di sekresikan oleh adanya sel sinyal dan hanya menghasilkan respon spesifik pada sel target yang memiliki reseptor untuk molekul sinyal yang spesifik. Pada organisme multiseluler, molekul sinyal dapat berupa molekul hidrofilik atau hidrofobik. Kedua kelompok molekul ini memiliki mekanisme yang berbeda dalam aktivasi proses-proses dalam sel.

Beberapa molekul signal hidrofibik,misalnya steroid,retinoid dan tiroksin dapat berfungsi ke dalam sel dan berikatan dengan reseptor intraseluler. Reseptor intraseluler (RC) ada 2 macam, yaitu reseptor yang terdapat di sitoplasma (Cytoplasmic Receptor) dan di dalam inti sel (Nuclear Receptor). Perbedaan mekanisme aktivasi transkripsi keduanya dapat dilihat pada gambar 2. Berbagai molekul kecil hidrofilik seperti (asam amino, lipid, dan asetilkolin), peptide dan protein digunakan untuk komunikasi antar sel.

Molekul signal berupa hormon steroid (estradiol, progesteron, testosteron), vitamin D3 dan asam retinoic dapat menembus membran sel dan berikatan dengan reseptor spesific intraseluler dan membentuk kompleks hormon-reseptor, kemudian translokasi ke dalam inti sel dan berikatan dengan elemen DNA yang responsif terhadap kompleks hormon-reseptor. Ini menyebabkan diaktifkannya gen target untuk mensintesis protein tertentu.

Cara komunikasi antar sel lainnya adalah melalui reseptor yang terdapat dipermukaan membran sel (reseptor membran). Dalam hal ini molekul ligan bekerja sebagai ligan yang berikatan dengan molekul komplemen pada permukaan luar membran sel. Ikatan ini menyebabkan perubahan komponen reseptor di dalam sel atau menginduksi respons seluler yang spesifik. proses-proses tersebut dikenal dengan signal transduksi.salah satu kelompok reseptor pada permukaan membran mengaktivasi protein G yang dikenal dengan G protein-coupled receptors (GPCRs),yang di temukan pada semua sel eukariotik,mulai dari yeast hingga manusia.Genum manusia misalnya mengkode beberapa ribu GCPR. Termasuk di sini reseptor pada mata,peraba,perasa,beberapa reseptor neurotrasmiter dan reseptor hormon yang mengontrol metabolisme karbohidrat,asam amino pada umumnya.

MOLEKUL SIGNAL DAN RESEPTOR MEMBRAN (LIGAN)

Kumunikasi menggunakan signal ektraseluler biasanya melibatkan beberapa langkah berikut :

1. Sintesis

2. Pelepasan molekul signal oleh sel signal

3. Transpor signal menuju sel target

4. Molekul signal berikatan ke protein reseptor untuk mengaktivasinya

5. Inisiasi satu atau lebih jalur signal transduksi yang telah diaktivasi oleh reseptor

6. Terjadi perubahan spesifik pada fungsi seluler, metabolisme atau perkembangan dan

7. Pelepasan signal sehingga seringkali menyebabkan terhentinya respon seluler.

Sebagian besar reseptor diaktivasi oleh ikatan molekul dengan membran ( misalnya hormon, faktor pertumbuhan, neutransmiter dan feromon ). Terdapat beberapa cara kumunikasi sel yang menggunakan reseptor membran yaitu juktakrin, otokrin,parakin, dan endokrin.

Signalling juktakrin merupakan komunikasi dua sel yang berdekatan dengan membentuk pori yang menghubungkan kedua sel tersebut sehingga ion dan molekul terkecil dapt melalui pori yang terbentuk.

Signalling otokrin sel atau sel-sel merespons molekul yang di sekresikannya sendiri. Signal ini juga dijumpai pada sel-sel tumor yang mensekresi faktor pertumbuhan secara berlebihan hingga menginduksi proliferasi sel yang tidak terkendali. Ini menyebabkan terbentuknya massatumor yang dapat menekan jaringan atau organ yang ada disekitarnya.

Signalling parakrin, merupakan komunikasi antar sel jarak pendek. Sel signal mensekresi molekul signal targetnya pada sel-sel yang berdekatan dengan sel signal. Misalnya epinefrin merupakan neutotransmiter yang dilepaskan oleh satu sel saraf ke sel saraf lainnya atau sel saraf ke efektor pada otot rangka ( merangsang atau menghambat konstraksi). Yang kemudian dapat berikatan dengan reseptor membran pada sel-sel target yang ada di sekitarnya dan menginduksi perubahan di dalam sel target.

Signalling endokrin merupakan contoh komunikasi antar sel jarak jauh karena sel signal terletak dilokasi yang relatif jauh dari sel target. Dalam signal ini molekul signalnya adalah hormon. Molekul signal dapat sampai ke sel target karena ditransfor melalui darah atau cairan ektraseluler lainnya. Signalling endokrin misalnya terjadi pada siklus reproduksi wanita. Hormon yang terlibat dapat berupa peptida atau steroid. Hormonpeptida misalnya FSH, LH,follicle stimulating hormon, Lutenizing Hormon, Chorionic Gonadotropin. Sedangkan hormon teroid misalnya estrogen dan progesteron. Mekanisme signalling endokrin pada siklus reproduksi wanita pada gambar 6

SIGNAL RANSDUKSI INTRASELULER

Signal tranduksi merupakan proses pengubahan ikatan molekul signal pada reseptor sel target untuk menghasilkan respon biologis. Dalam hal ini terdapat second messenger yang bekerja sebagai agen signal tranduksi. Second messenger ini dapat membawa signal dari beberapa reseptor.

Dalam signal tranduksi ikatan dengan ligand (first messenger) pada beberapa reseptor membran dalam waktu singkat dapat meningkatkan atau menurunkan konsentrasi molekul kecil yang merupakan second messenger. Beberapa molekul berikut misalnya cAMP ( siklik AMP), cGMP, DAG (1,2- diasilgliserol) dan inositol trifosfat (IP3) berperan sebagai Second messenger.

IKATAN RESEPTOR-PROTEIN G (GPCR) YANG MENGAKTIVASI ATAU MENGHAMBAT ADENIL SIKLASE

Banyak sekiali reseptor membran yang berhubungan dengan signal transduksi protein G. Semua GPCR terdiri atas tujuh segmen dimana terminal N terdapat diluar membran dan terminal C terdapat didalam sitosol. Sejumlah GPCR merupakan reseptor hormon, neurotransmiter, rodopsin dan ribuan reseptor pembau pada hidung. merupakan protein switch GTPase dengan kemungkinan ON ketika berikatan dengan GTP dan OFF ketika berikatan dengan GDP a. Sub unit Ggb tetap berikatan sehingga di kenal dengan sub unit Gg dan Gb. Selama signaling, Gg dan Gb, GaSignal transduksi protein G terdiri atas tiga subunit G

-CTP.a dari pada Ggb-GTP justru menghambat tergantung pada sel dan ligand, subunit Ga-GTP, pada beberapa kasus GaIkatan reseptor menyebabkan protein G teraktivasi, sehingga mengantarai aktivitas protein efektor. Walaupun kebanyakan protein efektor diaktivasi oleh G