makalah interaksi sel pensinyalan sel ko
PROSES-PROSES BIOLOGI
Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas :
Biologi Sel
Dosen pengampu :
Al-Ustadzah Nurul Marfu’ah, S.Si, M. Si
Disusun oleh :
Kelompok 1
Anastia Rahmatan Nisa
Binti Sholihatin
Fatimah Al Jihadiyah
Imeilia Yulinda
Heni Fuji Lestari
Bella Zakiyatul
(3820177181405)
(3820177181413)
(3820177181414)
(38201771814)
(38201771814)
(38201771814)
FAKULTAS KESEHATAN
PROGRAM STUDI FARMASI
UNIVERSITAS DARUSSALAM GONTOR
2018
KATA PENGANTAR
Dengan menyebut nama Allah yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang.
Segala puji bagi Allah yang dengan taufik dan hidayah-Nya, makalah ini dapat
terselesaikan dengan baik. Shalawat serta salam, semoga tetap tercurahkan kepada
junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW, keluarga dan para sahabatnya, yang
dengan risalah Islam-Nya telah menuntun manusia dari jalan kegelapan menuju
jalan yang terang benderang. Alhamdulillah makalah ini dapat kami realisasikan,
dengan maksud ikut serta dalam menelaah proses-proses biologi.
Penulisan makalah ini kami susun secara sistematis menurut pokok
bahasan dan urutan-urutan sehingga lebih mudah dipahami. Kami selaku penulis
berharap dengan makalah ini dapat menambah wawasan para pemuda pemudi
tentang proses-proses biologi yang meliputi pengisyaratan, reseptor intraseluler,
reseptor permukaan sel, dll. Dan tak lupa, kami sampaikan banyak terimakasih
kepada TRI MURTI Darusslam Gontor, KH. Ahmad Sahal, KH Abdullah
Fananie, KH. Ahmad Zarkasyi. Dan juga kepada rektor UNIDA Gontor KH.
Amal Fathullah Zarkasyi, M.A, serta kepada dosen pembimbing Ustadzah Nurul
Marfu’ah yang dengan sabar membimbing kami dalam pembuatan makalah ini.
Dan terakhir, kami berharap makalah ini benar-benar bermanfaat bagi
kita semua. Dan kami harapkan saran, masukan ataupun kritikan yang
membangun untuk penulisan makalah mendatang. Allah meridhoi usaha kita
bersama. Amin.
Mantingan, 01 Maret 2018 M
Penyusun
i
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ........................................................................................................ i
Daftar Isi................................................................................................................... ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 1
1.3 Tujuan Penulisan ........................................................................................ 2
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Pengisyaratan dan tipe-tipenya.................................................................
3
2.2 Jenis-jenis reseptor dan pengaruhnya terhadap aktivitas sitoplasma
................................................ .......................................................................... 6
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan............................................................................................... 12
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................. 13
ii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Biologi sel adalah ilmu yang mempelajari sel. Hal yang dipelajari dalam
biologi sel mencakup sifat-sifat fisiologis sel seperti struktur dan organel yang
terdapat di dalam sel, lingkungan dan antaraksi sel, daur hidup sel, pembelahan sel
dan fungsi sel (fisiologi), hingga kematian sel. Hal-hal tersebut dipelajari baik pada
skala mikroskopik maupun skala molekular, dan sel biologi meneliti baik
organisme bersel tunggal seperti bakteri maupun sel-sel terspesialisasi di dalam
organisme multisel seperti manusia.
Sel merupakan unit terkecil dari organisme. Sel tidak mampu bekerja dan
membentuk sebuah jaringan bila tidak ada koordinasi antara satu dengan yang lain.
Miliaran sel penyusun setiap makhluk hidup harus berkomunikasi untuk
mengkoordinasikan aktivitasnya sedemikian rupa sehingga memungkinkan
organisme itu untuk berkembang. Mulia dari sel yang berkomunikasi terbentuk
jaringan kemudian organ dan sistem yang menjalankan organisme untuk hidup.
Dalam 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, yang berasal dari sel lain atau dari beberapa
perubahan pada lingkungan fisik organisme, bermacam-macam bentuknya. Akan
tetapi sel-sel paling sering berkomunikasi satu sama lain dengan menggunakan
sinyal kimiawi.
I.2. Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud pengisyaratan ?
2. Apa saja jenis-jenis reseptor dan pengaruhnya terhadap aktivitas sitoplasma?
1
I.3. Tujuan Pembuatan Makalah
1. Untuk mengetahui maksud dari pengisyaratan
2. Untuk mengetahui jenis-jenis reseptor dan pengaruhnya terhadap aktivitas
sitoplasma
2
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengisyaratan dan Tipe-tipenya
Pengisyaratan atau Pensinyalan adalah bagian sebuah sistem komunikasi
yang sangat kompleks pada tingkat seluler yang mengatur aktifitas dan koordinasi
antar sel. Prof. Subowo mengungkapkan bahwa komunikasi sel adalah proses
penyampaian informasi sel dari sel pesinyal menuju ke sel target untuk mengatur
pengembangan
dan
pengorganisasiannya
menjadi
jaringan,
pertumbuhan dan pembelahannya serta mengkoordinasikan
mengawasi
aktivitasnya. Sel
berinteraksi dengan sel lain dengan cara komunikasi langsung atau dengan
mengirimkan sinyal kepada sel target. Berikut macam-macam interaksi sel :
a. Komunikasi kontak langsung (autokrin)
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.
b. Pensinyalan parakrin
Parakrin adalah sel penyekresi bekerja pada sel-sel target yang berdekatan
dengan melepas molekul regulator lokal (misalnya faktor pertumbuhan )
kedalam cairan luar sel.
3
c. Pensinyalan sinaptik
Sinaptik adalah tipe pensinyalan jarak jauh melalui sistem persarafan. Sel
saraf melepaskan molekul neurotransmiter kedalam sinapsis sehingga
merangsang sel target.
d. 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.
4
Metoda Penyampaian Sinyal :
Di dalam tubuh, terdapat tiga metode komunikasi antar sel, yaitu
a. 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.
b. 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).
c. 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.
Tahapan komunikasi dalam sel :
Dilihat dari perspektif sel yang menerima pesan, pensinyalan sel dibagi menjadi 3
tahapan yaitu:
a. Tahap penerimaan (reception)
Pada tahapan ini sel target mendeteksi molekul sinyal yang berasal dari luar
sel. Sinyal kimiawi terdeteksi ketika molekul sinyal berikatan dengan protein
reseptor yang terletak dipermukaan atau didalam sel.
b. Tahap pengikatan molekul (transduction)
Pada tahap ini molekul sinyal memiliki bentuk yang komplamenter dengan
situs reseptor yang melekat disitu seperti anak kunci dalam gembok atau
substrat dalam situs katalitik suatu enzim. Molekul sinyal berprilaku seperti
ligan, istilah molekul yang berikatan secara spesifik dengan molekul lain,
seringkali yang berukurakan besar. Pengikatan ligan menyebabkan protein
5
reseptor mengalami perubahan bentuk. Umumnya efek pengikatan ligan
menjadi agregasi kedua atau lebih mengaktivasi reseptor lain berinteraksi
dengan molekul lainnya.
c. Tahap responsif (response)
Pada tahapan ini sinyal yang ditrandusikan menyebabkan aktivitas selular
seperti glikogen fospolirase, penyusunan ulang sitoskeleton ataupun aktivasi
gen-gen spesifik dalam nukleus.
2.2 Jenis-Jenis Reseptor Dan Pengaruhnya Terhadap Aktivitas Sitoplasma
A. Reseptor dalam membran sel
Sebagian besar molekul sinyal larut-air berikatan pada protein reseptor
dalam membran sel. Reseptor ini mentransmisikan informasi dari lingkungan
ekstraseluler ke bagian dalam sel dengan cara mengubah bentuk saat berikatan
dengan ligan. Tiga tipe utama reseptor membran adalah:
1. G-protein (GTP-binding protein)-coupled receptors, merupakansuatu
reseptor pada sel membran yangmempunyai tujuh helix transmembran.
Penyaluransinyal yang timbul setelah G-protein coupled receptors berikatan
dengan ligan, baru mungkinterjadi bila G-protein ikut berperan aktif
untukmempengaruhi efektor yang berada dibawah pengaruhnya.
2. Reseptor tirosin-kinase (RTK). Reseptor yang terdapat pada membran sel,
terkadang bukan hanya suatu protein yang bekerja sebagai reseptor saja,
namun juga merupakan suatu enzim yang mampu menambah grup posphat
kepada residu tirosin spesifik dari protein itu sendiri. Terdapat dua macam
tirosin kinase (TK) yakni: pertama, RTK yang merupakan protein
6
transmembran yang memiliki domain diluar membrane sel yang mampu
berikatan dengan ligan serta domain didalam membrane sel yang
merupakan suatu katalitik kinase. Jenis kedua, merupakan non-RTK yang
tidak memiliki protein transmembran serta terdapat dalam sitoplasma, inti
dan bagian dalam dari membran sel. Pada G-proteincoupled receptors
terdapat tujuh helix transmembran, sedangkan reseptor tirosin kinase hanya
mempunyai satu segmen transmembran meskipun reseptor tipe ini dapat
berupa monomer, dimmer ataupun tetramer.
3. Reseptor kinase serin, berperan pada aktivitas kerja dari aktivin, TGF-beta,
mulerianinhibiting substance (MIS), dan bone morphegenic protein (BMP).
Sebagai efektor dari reseptor kinase serin adalah kinase serin sendiri.
Keluarga dari reseptor ini meneruskan signal melalui suatu protein yang
disebut sebagai smads. Protein ini dapat berperan ganda, baik berperan
sebagai penerus sinyal (transducer) maupun sebagai faktor transkripsi.
4. Integrin. Hubungan antara sel dengan substrat dimediasi dengan adanya
integrin yang merupakan suatu protein transmembran yang mempunyai
tempat ikatan dengan berbagai material ekstra sel seperti fibronektin,
kolagen ataupun proteoglikan. Pada proses inflamsi, makrofag maupun
fibroblast akan mensintesa fibronektin yang merupakan matriks protein
yang besar. Fibronektin mempunyai fungsi sebagai chemotractant dan
fungsi mitogenik untuk fibroblast. Untuk menjalankan fungsi tersebut perlu
adanya ikatan fibronektin dengan reseptor integrim pada sel mononuklear
maupun fibroblast.
Setiap reseptor pada membrane sel memiliki protein efektor dan jalur sinyal
tertentu. Efektor berperan dalam amplifikasi (peningkatan) suatu signal yang timbul
akibat adanya ikatan suatu ligan dengan reseptor spesifik pada membran sel.
B. Reseptor Dalam Intraseluler
NR adalah kelas reseptor yang diaktifkan ligan faktor transkripsi yang
akan menghasilkan up atau down regulasi ekspresi gen. Berada didalam sel
(sitoplasma) atau di nukleus sel target. Memiliki dua tempat ikatan yaitu yang
7
berikatan dengan hormon atau ligan dan yang berikatan dengan bagian spesifik
DNA yang dapat secara langsung mengaktifkan transkripsi gen.
Reseptor ini terletak pada sitoplasma atau pada nukleus target. Untuk
mencapai reseptor ini pembawa pesan kimiawi menembus membran plasma sel
target. Molekul sinyal yang dapat melakukan hal ini adalah hormon steroid dan
tiroid karena termasuk pembawa pesan yang sifatnya hidrofobik.
Reseptor intraseluler adalah reseptor protein yang tidak berada pada
membran sel melainkan pada sitoplasma atau nukleus. Sinyal harus melewati
membran plasma terlebih dahulu sebelum bertemu dengan reseptor jenis ini
(karena ukuran molekul kecil dapat melewati membran atau merupakan lipid
sehingga terlarut dalam membran). Sinyal kimiawi dengan reseptor intraseluler
misalnya hormon steroid (testosteron) dan tiroid hewan yang berupa lipid serta
molekul gas kecil oksida nitrat. Mekanisme jalur transduksi sinyal (jalur-jalur
merelai sinyal dari reseptor ke respon seluler) seperti berikut:
a. Molekul yang merelay sinyal dari reseptor ke respon disebut molekul relay
(sebagian besar merupakan protein).
b. Molekul sinyal awal secara fisik tidak dilewatkan jalur pensinyalan
(molekul sinyal bahkan tidak pernah masuk sel).
Sinyal direlai sepanjang suatu jalur, artinya informasi tertentu dilewatkan.
Pada tiap tahap sinyal ditransduksi menjadi bentuk berbeda yaitu berupa
perubahan konformasi suatu protein yang disebabkan oleh fosforilasi.
Fosforilasi protein merupakan suatu cara pengaturan yang umum dalam sel dan
merupakan mekanisme utama transduksi sinyal.
Jalur pensinyalan bermula ketika molekul sinyal terikat pada reseptor
eseptor ini kemudian mengaktifkan satu molekul relai, yang mengaktifkan
protein kinase 1. Protein kinase 1 aktif ini mentransfer satu fosfat dari ATP ke
molekul protein kinase 2 yang inaktif, sehingga akan mengaktifkan kinase kedua
ini. Akibatnya, protein kinase 2 yang aktif ini mengkatalisis fosforilasi (dan
aktivasi) protein kinase 3. Akhirnya protein kinase 3 aktif ini memfosforilasi
protein yang menghasilkan respons akhir sel atas sinyal tadi. Enzim fosfatase
mengkatalisis pengeluaran gugus fosfat. Molekul kecil dan ion kecil tertentu
merupakan komponen utama jalur pensinyalan (second messenger), seperti
8
AMP siklik (cAMP) dan Ca2+, berdifusi melalui sitosol sehingga membantu
memancarkan sinyal ke seluruh sel secara cepat.
Respon akhir sel terhadap sinyal ekstraseluler disebut respon keluaran.
Respon sel terhadap sinyal berfungsi untuk mengatur aktivitas dalam sitoplasma
atau transkripsi dalam nukleus. Kekhususan pensinyalan sel menentukan
molekul sinyal apa yang akan diresponnya dan sifat responnya. Keempat sel
dalam diagram merespon molekul sinyal dengan cara yang berbeda karena
masing-masing memiliki kumpulan protein yang berbeda. Diagram sel A
merupakan diagram jalur pensinyalan dengan satu respon tunggal. Diagram sel
B merupakan diagram jalur pensinyalan dengan jalur bercabang sehingga.
memunculkan dua respon yang berbeda. Diagram sel C merupakan diagram jalur
pensinyalan dengan reaksi saling-sapa di antara kedua jalur yang membuat sel
dapat memadukan informasi dari kedua sinyal yang berbeda. Diagram sel D
merupakan diagram jalur pensinyalan dengan reseptor yang berbeda dengan
reseptor pada sel A, B dan C.
B. Penjaman (fine-tuning) respons
Respons sel memiliki dua manfaat penting: jalur itu mengamplifikasi sinyal
(dan responsnya juga) serta menyediakan titik-titik yang berbeda, tempat
respons sel dapat di regulasi. Ini memungkinkan kordinasi jalur pensinyalan dan
juga berkontribusi dalam kespisikan respons. Efisiensi keseluruhan respons juga
dapat di tingkatkan oleh protein perencah. Terakhir, titik krusial penajaman
respons adalah pemutusan sinyal.
a. Amplifikasi Sinyal
Kaskade enzimyang rumit mengamplifikasi respons sel terhadap suatu
sinyal. Pada sewtiap langkah katalitik dalam kasakade ini, jumlah
produk yang teraktivasi jauh lebih besar pada tahap sebelumya.
Misalnya, setiap molekul adenilil siklase mengkatalisis pembentukan
banyak molekul cAMP, setiap protein kinase A memfosforilasi banyak
molekul kinase berikutnya dalam jalur, dan seterusnya.efek amplifikasi,
sejumlah kecil molekul epinefrin yang berkaitan dengan reseptor pada
9
permukaan sel hati atau sel otot dapat menyebabkan pelepasan ratusan
juta molekul glukosa dari glikogen.
b. Kespesifikan pensinyalan sel dan kordinasi respons
Ambilah contoh dua sel yang berbeda dalam tubuh anda sel hatidan sel
otot jantung. Keduanya bersentuhan dengan aliran darah sehingga
terpapar terus menerus ke banyak molekul hormone yang berbeda , dan
regulator lokal yang di sekresikan oleh sel-sel didekatnya. Akan tetapi
sel hati hanya akan merespons beberapa jenis sinyal dan mengabaikan
sinyal yang lain; demikian pula pada sel jantung(ini disebabkan karna
jenis sel yang berbeda menyalakan kumpulan gen yang berbada.)
dengan demikian, dua sel yang merespons secara berbeda terhadap
sinyal yang sama memiliki perbedaan satu atau lebih perotein yang
menangani dan merespons sinyal tersebut.
c. Efesiensi pensinyalan: protein perancah dan kompleks pensinyalan
Efisiensi sinyal pada kasus dapat di tingkatkan oleh keberadaan protein
perancah (scaffolding protein), peroteinn relai besar yang di lekati oleh
beberapa protein relai lain secara bersamaan. Misalnya, satu protein
perancah yang di isolasi dari sel otak mencit memegang tiga protein
kinase dan membawa kinase-kinase ini bersamanya ketika protein
perancah itu berikatan dengan reseptor membran traktivasi yang sesuai:
dengan
demikian, protein perancah memfasilitasi satu kaskade
fosforilasi sepesifik, faktanya para peneliti menemukan protein
perancah dalam sel otak yang secara permanen memegang bersama
jejaring-jejaring protein jalur pensinyalan pada sinapsis. ‘hardwiring’
ini meningkatkan kecepatan dan akurasi transfer sinyal antar sel, karna
laju interaksi antarprotein tidak dibatasi oleh difusi.
d. Pemutusan sinyal
Agar sel dari suatu organisme multi selular tetap waspada dan mampu
merespons sinyal-sinyal yang datang,
setiap perubahan molecular
dalam jalur pensinyalannya harus berlangsung hanya dalam waktu
singkat. Seperti pada contoh kolera, jika satu komponen jalur
pensinyalan terkunci dalam suatu kondisi, baik itu aktif maupun iakatif,
10
organisme dapat merasakan akibat yang sangat gawat. Dengan
demikian, kunci kemampuan sel untuk bisa terus menerus unntuk
menerima regulasi oleh sinyal adalah perubahann yang disebabkan oleh
sinyal
itu
harus
bersifat
bolak-balik;
semakin
rendah
konsentrasi molekul sinyal, semakin sedikit pula yang akan terikat
dalam suatu saat. Ketika molekul sinyal meninggalkan reseptor, reseptor
kembali ke bentuk inaktif. Melalui cara yang berfariasi, molekul relai
kemudian kembali
ke bentuk inakatif; aktifitas GTPase yang
merupakann bagian interistik datri perotein G akan menghidrolisis GTP
yang terikat enzim fosfodiesterase mengubah cAMP menjadi AMP.
11
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
a. Pengisyaratan atau Pensinyalan adalah bagian sebuah sistem komunikasi
yang sangat kompleks pada tingkat seluler yang mengatur aktifitas dan
koordinasi antar sel.
b. Reseptor Intraseluler adalah kelas reseptor yang diaktifkan ligan faktor
transkripsi yang akan menghasilkan up atau down regulasi ekspresi gen.
Berada didalam sel ( sitoplasma) atau di nukleus sel target.
c. Respons sel memiliki dua manfaat penting: jalur itu mengamplifikasi sinyal
(dan responsnya juga) serta menyediakan titik-titik yang berbeda, tempat
respons sel dapat di regulasi.
12
DAFTAR PUSTAKA
Subowo (2012),BiologiSel, Bandung,CVAngkasa
Yatim, Wildan. 1996. Biologi Sel Lanjut. Bandung: Tarsito
http://www.komunikasi-sel.blogspot.com
http://www.komunikasiantarsel.blogspot.com
13
Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas :
Biologi Sel
Dosen pengampu :
Al-Ustadzah Nurul Marfu’ah, S.Si, M. Si
Disusun oleh :
Kelompok 1
Anastia Rahmatan Nisa
Binti Sholihatin
Fatimah Al Jihadiyah
Imeilia Yulinda
Heni Fuji Lestari
Bella Zakiyatul
(3820177181405)
(3820177181413)
(3820177181414)
(38201771814)
(38201771814)
(38201771814)
FAKULTAS KESEHATAN
PROGRAM STUDI FARMASI
UNIVERSITAS DARUSSALAM GONTOR
2018
KATA PENGANTAR
Dengan menyebut nama Allah yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang.
Segala puji bagi Allah yang dengan taufik dan hidayah-Nya, makalah ini dapat
terselesaikan dengan baik. Shalawat serta salam, semoga tetap tercurahkan kepada
junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW, keluarga dan para sahabatnya, yang
dengan risalah Islam-Nya telah menuntun manusia dari jalan kegelapan menuju
jalan yang terang benderang. Alhamdulillah makalah ini dapat kami realisasikan,
dengan maksud ikut serta dalam menelaah proses-proses biologi.
Penulisan makalah ini kami susun secara sistematis menurut pokok
bahasan dan urutan-urutan sehingga lebih mudah dipahami. Kami selaku penulis
berharap dengan makalah ini dapat menambah wawasan para pemuda pemudi
tentang proses-proses biologi yang meliputi pengisyaratan, reseptor intraseluler,
reseptor permukaan sel, dll. Dan tak lupa, kami sampaikan banyak terimakasih
kepada TRI MURTI Darusslam Gontor, KH. Ahmad Sahal, KH Abdullah
Fananie, KH. Ahmad Zarkasyi. Dan juga kepada rektor UNIDA Gontor KH.
Amal Fathullah Zarkasyi, M.A, serta kepada dosen pembimbing Ustadzah Nurul
Marfu’ah yang dengan sabar membimbing kami dalam pembuatan makalah ini.
Dan terakhir, kami berharap makalah ini benar-benar bermanfaat bagi
kita semua. Dan kami harapkan saran, masukan ataupun kritikan yang
membangun untuk penulisan makalah mendatang. Allah meridhoi usaha kita
bersama. Amin.
Mantingan, 01 Maret 2018 M
Penyusun
i
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ........................................................................................................ i
Daftar Isi................................................................................................................... ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 1
1.3 Tujuan Penulisan ........................................................................................ 2
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Pengisyaratan dan tipe-tipenya.................................................................
3
2.2 Jenis-jenis reseptor dan pengaruhnya terhadap aktivitas sitoplasma
................................................ .......................................................................... 6
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan............................................................................................... 12
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................. 13
ii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Biologi sel adalah ilmu yang mempelajari sel. Hal yang dipelajari dalam
biologi sel mencakup sifat-sifat fisiologis sel seperti struktur dan organel yang
terdapat di dalam sel, lingkungan dan antaraksi sel, daur hidup sel, pembelahan sel
dan fungsi sel (fisiologi), hingga kematian sel. Hal-hal tersebut dipelajari baik pada
skala mikroskopik maupun skala molekular, dan sel biologi meneliti baik
organisme bersel tunggal seperti bakteri maupun sel-sel terspesialisasi di dalam
organisme multisel seperti manusia.
Sel merupakan unit terkecil dari organisme. Sel tidak mampu bekerja dan
membentuk sebuah jaringan bila tidak ada koordinasi antara satu dengan yang lain.
Miliaran sel penyusun setiap makhluk hidup harus berkomunikasi untuk
mengkoordinasikan aktivitasnya sedemikian rupa sehingga memungkinkan
organisme itu untuk berkembang. Mulia dari sel yang berkomunikasi terbentuk
jaringan kemudian organ dan sistem yang menjalankan organisme untuk hidup.
Dalam 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, yang berasal dari sel lain atau dari beberapa
perubahan pada lingkungan fisik organisme, bermacam-macam bentuknya. Akan
tetapi sel-sel paling sering berkomunikasi satu sama lain dengan menggunakan
sinyal kimiawi.
I.2. Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud pengisyaratan ?
2. Apa saja jenis-jenis reseptor dan pengaruhnya terhadap aktivitas sitoplasma?
1
I.3. Tujuan Pembuatan Makalah
1. Untuk mengetahui maksud dari pengisyaratan
2. Untuk mengetahui jenis-jenis reseptor dan pengaruhnya terhadap aktivitas
sitoplasma
2
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengisyaratan dan Tipe-tipenya
Pengisyaratan atau Pensinyalan adalah bagian sebuah sistem komunikasi
yang sangat kompleks pada tingkat seluler yang mengatur aktifitas dan koordinasi
antar sel. Prof. Subowo mengungkapkan bahwa komunikasi sel adalah proses
penyampaian informasi sel dari sel pesinyal menuju ke sel target untuk mengatur
pengembangan
dan
pengorganisasiannya
menjadi
jaringan,
pertumbuhan dan pembelahannya serta mengkoordinasikan
mengawasi
aktivitasnya. Sel
berinteraksi dengan sel lain dengan cara komunikasi langsung atau dengan
mengirimkan sinyal kepada sel target. Berikut macam-macam interaksi sel :
a. Komunikasi kontak langsung (autokrin)
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.
b. Pensinyalan parakrin
Parakrin adalah sel penyekresi bekerja pada sel-sel target yang berdekatan
dengan melepas molekul regulator lokal (misalnya faktor pertumbuhan )
kedalam cairan luar sel.
3
c. Pensinyalan sinaptik
Sinaptik adalah tipe pensinyalan jarak jauh melalui sistem persarafan. Sel
saraf melepaskan molekul neurotransmiter kedalam sinapsis sehingga
merangsang sel target.
d. 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.
4
Metoda Penyampaian Sinyal :
Di dalam tubuh, terdapat tiga metode komunikasi antar sel, yaitu
a. 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.
b. 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).
c. 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.
Tahapan komunikasi dalam sel :
Dilihat dari perspektif sel yang menerima pesan, pensinyalan sel dibagi menjadi 3
tahapan yaitu:
a. Tahap penerimaan (reception)
Pada tahapan ini sel target mendeteksi molekul sinyal yang berasal dari luar
sel. Sinyal kimiawi terdeteksi ketika molekul sinyal berikatan dengan protein
reseptor yang terletak dipermukaan atau didalam sel.
b. Tahap pengikatan molekul (transduction)
Pada tahap ini molekul sinyal memiliki bentuk yang komplamenter dengan
situs reseptor yang melekat disitu seperti anak kunci dalam gembok atau
substrat dalam situs katalitik suatu enzim. Molekul sinyal berprilaku seperti
ligan, istilah molekul yang berikatan secara spesifik dengan molekul lain,
seringkali yang berukurakan besar. Pengikatan ligan menyebabkan protein
5
reseptor mengalami perubahan bentuk. Umumnya efek pengikatan ligan
menjadi agregasi kedua atau lebih mengaktivasi reseptor lain berinteraksi
dengan molekul lainnya.
c. Tahap responsif (response)
Pada tahapan ini sinyal yang ditrandusikan menyebabkan aktivitas selular
seperti glikogen fospolirase, penyusunan ulang sitoskeleton ataupun aktivasi
gen-gen spesifik dalam nukleus.
2.2 Jenis-Jenis Reseptor Dan Pengaruhnya Terhadap Aktivitas Sitoplasma
A. Reseptor dalam membran sel
Sebagian besar molekul sinyal larut-air berikatan pada protein reseptor
dalam membran sel. Reseptor ini mentransmisikan informasi dari lingkungan
ekstraseluler ke bagian dalam sel dengan cara mengubah bentuk saat berikatan
dengan ligan. Tiga tipe utama reseptor membran adalah:
1. G-protein (GTP-binding protein)-coupled receptors, merupakansuatu
reseptor pada sel membran yangmempunyai tujuh helix transmembran.
Penyaluransinyal yang timbul setelah G-protein coupled receptors berikatan
dengan ligan, baru mungkinterjadi bila G-protein ikut berperan aktif
untukmempengaruhi efektor yang berada dibawah pengaruhnya.
2. Reseptor tirosin-kinase (RTK). Reseptor yang terdapat pada membran sel,
terkadang bukan hanya suatu protein yang bekerja sebagai reseptor saja,
namun juga merupakan suatu enzim yang mampu menambah grup posphat
kepada residu tirosin spesifik dari protein itu sendiri. Terdapat dua macam
tirosin kinase (TK) yakni: pertama, RTK yang merupakan protein
6
transmembran yang memiliki domain diluar membrane sel yang mampu
berikatan dengan ligan serta domain didalam membrane sel yang
merupakan suatu katalitik kinase. Jenis kedua, merupakan non-RTK yang
tidak memiliki protein transmembran serta terdapat dalam sitoplasma, inti
dan bagian dalam dari membran sel. Pada G-proteincoupled receptors
terdapat tujuh helix transmembran, sedangkan reseptor tirosin kinase hanya
mempunyai satu segmen transmembran meskipun reseptor tipe ini dapat
berupa monomer, dimmer ataupun tetramer.
3. Reseptor kinase serin, berperan pada aktivitas kerja dari aktivin, TGF-beta,
mulerianinhibiting substance (MIS), dan bone morphegenic protein (BMP).
Sebagai efektor dari reseptor kinase serin adalah kinase serin sendiri.
Keluarga dari reseptor ini meneruskan signal melalui suatu protein yang
disebut sebagai smads. Protein ini dapat berperan ganda, baik berperan
sebagai penerus sinyal (transducer) maupun sebagai faktor transkripsi.
4. Integrin. Hubungan antara sel dengan substrat dimediasi dengan adanya
integrin yang merupakan suatu protein transmembran yang mempunyai
tempat ikatan dengan berbagai material ekstra sel seperti fibronektin,
kolagen ataupun proteoglikan. Pada proses inflamsi, makrofag maupun
fibroblast akan mensintesa fibronektin yang merupakan matriks protein
yang besar. Fibronektin mempunyai fungsi sebagai chemotractant dan
fungsi mitogenik untuk fibroblast. Untuk menjalankan fungsi tersebut perlu
adanya ikatan fibronektin dengan reseptor integrim pada sel mononuklear
maupun fibroblast.
Setiap reseptor pada membrane sel memiliki protein efektor dan jalur sinyal
tertentu. Efektor berperan dalam amplifikasi (peningkatan) suatu signal yang timbul
akibat adanya ikatan suatu ligan dengan reseptor spesifik pada membran sel.
B. Reseptor Dalam Intraseluler
NR adalah kelas reseptor yang diaktifkan ligan faktor transkripsi yang
akan menghasilkan up atau down regulasi ekspresi gen. Berada didalam sel
(sitoplasma) atau di nukleus sel target. Memiliki dua tempat ikatan yaitu yang
7
berikatan dengan hormon atau ligan dan yang berikatan dengan bagian spesifik
DNA yang dapat secara langsung mengaktifkan transkripsi gen.
Reseptor ini terletak pada sitoplasma atau pada nukleus target. Untuk
mencapai reseptor ini pembawa pesan kimiawi menembus membran plasma sel
target. Molekul sinyal yang dapat melakukan hal ini adalah hormon steroid dan
tiroid karena termasuk pembawa pesan yang sifatnya hidrofobik.
Reseptor intraseluler adalah reseptor protein yang tidak berada pada
membran sel melainkan pada sitoplasma atau nukleus. Sinyal harus melewati
membran plasma terlebih dahulu sebelum bertemu dengan reseptor jenis ini
(karena ukuran molekul kecil dapat melewati membran atau merupakan lipid
sehingga terlarut dalam membran). Sinyal kimiawi dengan reseptor intraseluler
misalnya hormon steroid (testosteron) dan tiroid hewan yang berupa lipid serta
molekul gas kecil oksida nitrat. Mekanisme jalur transduksi sinyal (jalur-jalur
merelai sinyal dari reseptor ke respon seluler) seperti berikut:
a. Molekul yang merelay sinyal dari reseptor ke respon disebut molekul relay
(sebagian besar merupakan protein).
b. Molekul sinyal awal secara fisik tidak dilewatkan jalur pensinyalan
(molekul sinyal bahkan tidak pernah masuk sel).
Sinyal direlai sepanjang suatu jalur, artinya informasi tertentu dilewatkan.
Pada tiap tahap sinyal ditransduksi menjadi bentuk berbeda yaitu berupa
perubahan konformasi suatu protein yang disebabkan oleh fosforilasi.
Fosforilasi protein merupakan suatu cara pengaturan yang umum dalam sel dan
merupakan mekanisme utama transduksi sinyal.
Jalur pensinyalan bermula ketika molekul sinyal terikat pada reseptor
eseptor ini kemudian mengaktifkan satu molekul relai, yang mengaktifkan
protein kinase 1. Protein kinase 1 aktif ini mentransfer satu fosfat dari ATP ke
molekul protein kinase 2 yang inaktif, sehingga akan mengaktifkan kinase kedua
ini. Akibatnya, protein kinase 2 yang aktif ini mengkatalisis fosforilasi (dan
aktivasi) protein kinase 3. Akhirnya protein kinase 3 aktif ini memfosforilasi
protein yang menghasilkan respons akhir sel atas sinyal tadi. Enzim fosfatase
mengkatalisis pengeluaran gugus fosfat. Molekul kecil dan ion kecil tertentu
merupakan komponen utama jalur pensinyalan (second messenger), seperti
8
AMP siklik (cAMP) dan Ca2+, berdifusi melalui sitosol sehingga membantu
memancarkan sinyal ke seluruh sel secara cepat.
Respon akhir sel terhadap sinyal ekstraseluler disebut respon keluaran.
Respon sel terhadap sinyal berfungsi untuk mengatur aktivitas dalam sitoplasma
atau transkripsi dalam nukleus. Kekhususan pensinyalan sel menentukan
molekul sinyal apa yang akan diresponnya dan sifat responnya. Keempat sel
dalam diagram merespon molekul sinyal dengan cara yang berbeda karena
masing-masing memiliki kumpulan protein yang berbeda. Diagram sel A
merupakan diagram jalur pensinyalan dengan satu respon tunggal. Diagram sel
B merupakan diagram jalur pensinyalan dengan jalur bercabang sehingga.
memunculkan dua respon yang berbeda. Diagram sel C merupakan diagram jalur
pensinyalan dengan reaksi saling-sapa di antara kedua jalur yang membuat sel
dapat memadukan informasi dari kedua sinyal yang berbeda. Diagram sel D
merupakan diagram jalur pensinyalan dengan reseptor yang berbeda dengan
reseptor pada sel A, B dan C.
B. Penjaman (fine-tuning) respons
Respons sel memiliki dua manfaat penting: jalur itu mengamplifikasi sinyal
(dan responsnya juga) serta menyediakan titik-titik yang berbeda, tempat
respons sel dapat di regulasi. Ini memungkinkan kordinasi jalur pensinyalan dan
juga berkontribusi dalam kespisikan respons. Efisiensi keseluruhan respons juga
dapat di tingkatkan oleh protein perencah. Terakhir, titik krusial penajaman
respons adalah pemutusan sinyal.
a. Amplifikasi Sinyal
Kaskade enzimyang rumit mengamplifikasi respons sel terhadap suatu
sinyal. Pada sewtiap langkah katalitik dalam kasakade ini, jumlah
produk yang teraktivasi jauh lebih besar pada tahap sebelumya.
Misalnya, setiap molekul adenilil siklase mengkatalisis pembentukan
banyak molekul cAMP, setiap protein kinase A memfosforilasi banyak
molekul kinase berikutnya dalam jalur, dan seterusnya.efek amplifikasi,
sejumlah kecil molekul epinefrin yang berkaitan dengan reseptor pada
9
permukaan sel hati atau sel otot dapat menyebabkan pelepasan ratusan
juta molekul glukosa dari glikogen.
b. Kespesifikan pensinyalan sel dan kordinasi respons
Ambilah contoh dua sel yang berbeda dalam tubuh anda sel hatidan sel
otot jantung. Keduanya bersentuhan dengan aliran darah sehingga
terpapar terus menerus ke banyak molekul hormone yang berbeda , dan
regulator lokal yang di sekresikan oleh sel-sel didekatnya. Akan tetapi
sel hati hanya akan merespons beberapa jenis sinyal dan mengabaikan
sinyal yang lain; demikian pula pada sel jantung(ini disebabkan karna
jenis sel yang berbeda menyalakan kumpulan gen yang berbada.)
dengan demikian, dua sel yang merespons secara berbeda terhadap
sinyal yang sama memiliki perbedaan satu atau lebih perotein yang
menangani dan merespons sinyal tersebut.
c. Efesiensi pensinyalan: protein perancah dan kompleks pensinyalan
Efisiensi sinyal pada kasus dapat di tingkatkan oleh keberadaan protein
perancah (scaffolding protein), peroteinn relai besar yang di lekati oleh
beberapa protein relai lain secara bersamaan. Misalnya, satu protein
perancah yang di isolasi dari sel otak mencit memegang tiga protein
kinase dan membawa kinase-kinase ini bersamanya ketika protein
perancah itu berikatan dengan reseptor membran traktivasi yang sesuai:
dengan
demikian, protein perancah memfasilitasi satu kaskade
fosforilasi sepesifik, faktanya para peneliti menemukan protein
perancah dalam sel otak yang secara permanen memegang bersama
jejaring-jejaring protein jalur pensinyalan pada sinapsis. ‘hardwiring’
ini meningkatkan kecepatan dan akurasi transfer sinyal antar sel, karna
laju interaksi antarprotein tidak dibatasi oleh difusi.
d. Pemutusan sinyal
Agar sel dari suatu organisme multi selular tetap waspada dan mampu
merespons sinyal-sinyal yang datang,
setiap perubahan molecular
dalam jalur pensinyalannya harus berlangsung hanya dalam waktu
singkat. Seperti pada contoh kolera, jika satu komponen jalur
pensinyalan terkunci dalam suatu kondisi, baik itu aktif maupun iakatif,
10
organisme dapat merasakan akibat yang sangat gawat. Dengan
demikian, kunci kemampuan sel untuk bisa terus menerus unntuk
menerima regulasi oleh sinyal adalah perubahann yang disebabkan oleh
sinyal
itu
harus
bersifat
bolak-balik;
semakin
rendah
konsentrasi molekul sinyal, semakin sedikit pula yang akan terikat
dalam suatu saat. Ketika molekul sinyal meninggalkan reseptor, reseptor
kembali ke bentuk inaktif. Melalui cara yang berfariasi, molekul relai
kemudian kembali
ke bentuk inakatif; aktifitas GTPase yang
merupakann bagian interistik datri perotein G akan menghidrolisis GTP
yang terikat enzim fosfodiesterase mengubah cAMP menjadi AMP.
11
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
a. Pengisyaratan atau Pensinyalan adalah bagian sebuah sistem komunikasi
yang sangat kompleks pada tingkat seluler yang mengatur aktifitas dan
koordinasi antar sel.
b. Reseptor Intraseluler adalah kelas reseptor yang diaktifkan ligan faktor
transkripsi yang akan menghasilkan up atau down regulasi ekspresi gen.
Berada didalam sel ( sitoplasma) atau di nukleus sel target.
c. Respons sel memiliki dua manfaat penting: jalur itu mengamplifikasi sinyal
(dan responsnya juga) serta menyediakan titik-titik yang berbeda, tempat
respons sel dapat di regulasi.
12
DAFTAR PUSTAKA
Subowo (2012),BiologiSel, Bandung,CVAngkasa
Yatim, Wildan. 1996. Biologi Sel Lanjut. Bandung: Tarsito
http://www.komunikasi-sel.blogspot.com
http://www.komunikasiantarsel.blogspot.com
13