1

KOMUNIKASI KOMUNIKASI SELSEL

Drs. Ainur Rofieq, M.Kes.Drs. Ainur Rofieq, M.Kes.

Materi:Materi:

A. Pengertian Komunikasi SelA. Pengertian Komunikasi Sel

B. Penerimaan Sinyal (Inisiasi B. Penerimaan Sinyal (Inisiasi Transduksi)Transduksi)

C. Jalur TransduksiC. Jalur Transduksi

D. Respons SpesifikD. Respons Spesifik

2

A. Pengertian A. Pengertian Komunikasi SelKomunikasi Sel

Contoh 1:Contoh 1:• Perkawinan antar sel-sel Perkawinan antar sel-sel

SaccharomycesSaccharomyces type a dan type a dan type type adalah adalah →→ berawal dari berawal dari KOMUNIKASI SELKOMUNIKASI SEL

• Sel-sel Sel-sel Saccharomyces Saccharomyces menggunakan sinyal kimia menggunakan sinyal kimia untuk mengenali jenis untuk mengenali jenis pasangan yang berlawanan pasangan yang berlawanan untuk mengawali proses untuk mengawali proses perkawinanperkawinan

• Proses dimana sinyal pada Proses dimana sinyal pada permukaan sel diubah menjadi permukaan sel diubah menjadi respons seluler spesifik respons seluler spesifik transduksi transduksi

Bagaimanakah sel berkomunikasi?Bagaimanakah sel berkomunikasi?

3

• KOMUNIKASI SEL → antar sel-sel bakteri KOMUNIKASI SEL → antar sel-sel bakteri Myxococcus Myxococcus xanthus xanthus ketika berkoloni untuk berbagi informasi tentang ketika berkoloni untuk berbagi informasi tentang keterbatasan nutrienketerbatasan nutrien

• Bentuk komunikasi: makanan langka Bentuk komunikasi: makanan langka sel-sel lapar sel-sel lapar sekresi protein (pembawa sinyal) sekresi protein (pembawa sinyal) protein masuk ke protein masuk ke dalam sel-sel berdekatan dalam sel-sel berdekatan merangsang sel-sel berkoloni merangsang sel-sel berkoloni koloni bersporakoloni berspora

Contoh 2:Contoh 2:

4

Jenis komunikasi sel: Jenis komunikasi sel: (1) (1) Komunikasi jarak dekatKomunikasi jarak dekat ada dua tipe, yaitu: ada dua tipe, yaitu: (a)komunikasi (a)komunikasi parakrin dan (b) komunikasi sinaptik parakrin dan (b) komunikasi sinaptik

((pada tumbuhan tidak jelaspada tumbuhan tidak jelas))(2) (2) Komunikasi jarak jauhKomunikasi jarak jauh (Komunikasi hormonal) (Komunikasi hormonal) (3) (3) Komunikasi kontak langsungKomunikasi kontak langsung ada dua tipe kontak, yaitu ada dua tipe kontak, yaitu kontak kontak melalui (a) junction sel dan, (b) interaksi antar melalui (a) junction sel dan, (b) interaksi antar molekul membran molekul membran plasma plasma

Ada tiga jenis komunikasi selAda tiga jenis komunikasi sel

1a. Komunikasi Parakrin

1b. Komunikasi Sinaptik 2. Komunikasi

Hormonal

5

Perbedaan ketiga Perbedaan ketiga

jenis komunikasijenis komunikasi

pada komunikasi pada komunikasi

hormonal, molekul hormonal, molekul

pembawa sinyal pembawa sinyal

(mesenjer) dapat (mesenjer) dapat

mencapai seluruh sel mencapai seluruh sel

tubuh dan tidak hanya tubuh dan tidak hanya

sel target; tetapi pada sel target; tetapi pada

komunikasi jarak komunikasi jarak

dekat dan komunikasi dekat dan komunikasi

kontak langsung → kontak langsung →

mesenjer hanya mesenjer hanya

sampai sel target sampai sel target

3. Komunikasi kontak langsung3. Komunikasi kontak langsung

6

Tahap-tahap:Tahap-tahap:• PenerimaanPenerimaan menerima mesenjer atau sinyal menerima mesenjer atau sinyal• Transduksi Transduksi mengubah bentuk sinyal/mesenjer menjadi mengubah bentuk sinyal/mesenjer menjadi

molekul yg dapat menimbulkan respons seluler molekul yg dapat menimbulkan respons seluler • Respons spesifikRespons spesifik merespon molekul hasil tranduksi merespon molekul hasil tranduksi

menjadi respons seluler spesifik, misalnya: katalisis suatu menjadi respons seluler spesifik, misalnya: katalisis suatu enzim, menghasilkan glukosa, penyusunan sitoskeleton, enzim, menghasilkan glukosa, penyusunan sitoskeleton, pengaktifan gen-gen spesisifk di dalam inti, dll.pengaktifan gen-gen spesisifk di dalam inti, dll.

Tahap Komunikasi SelTahap Komunikasi Sel

7

B. Penerimaan Sinyal B. Penerimaan Sinyal (Inisiasi Transduksi) (Inisiasi Transduksi)

Empat jenis reseptor Empat jenis reseptor penerima sinyal: penerima sinyal:

(1) Reseptor terkait protein-(1) Reseptor terkait protein-G G

(2) Reseptor tirosine-kinase (2) Reseptor tirosine-kinase

(3) Reseptor saluran ion (3) Reseptor saluran ion

(4) Reseptor intraseluler (4) Reseptor intraseluler

Molekul pembawa sinyal diterima oleh sel melalui Molekul pembawa sinyal diterima oleh sel melalui empat jenis reseptor empat jenis reseptor

11

8

• Protein-G terikat lemah pada sisi Protein-G terikat lemah pada sisi membran yang menghadap membran yang menghadap sitosolsitosol

• Kerja protein-G Kerja protein-G (1) konformasi (1) konformasi reseptor; (2) GTP dan GDPreseptor; (2) GTP dan GDP

• Fungsi mengatur respon spesifik: Fungsi mengatur respon spesifik: – Perkembangan embrio; tikus Perkembangan embrio; tikus

mutan yang tidak punya mutan yang tidak punya protein-G protein-G pembuluh darah pembuluh darah tidak berkembang normal tidak berkembang normal embrio mati dlm rahimembrio mati dlm rahim

– Infeksi bakteri kolera, batuk Infeksi bakteri kolera, batuk rejan, dan botulisme rejan, dan botulisme meng- meng-hasilkan racun hasilkan racun fungsi fungsi protein-G tergangguprotein-G terganggu

– Farmakologi Farmakologi 60% 60% mekanisme fisiologi obat mekanisme fisiologi obat meggunakan jalur reseptor meggunakan jalur reseptor terkait protein-Gterkait protein-G

Reseptor Terkait Protein-GReseptor Terkait Protein-G22

9

Struktur reseptor terkait protein GStruktur reseptor terkait protein G

Strukturnya berupa polipeptida (protein) tunggal Strukturnya berupa polipeptida (protein) tunggal yang memiliki tujuh segmen yang memiliki tujuh segmen -heliks -heliks transmembrantransmembran

10

• Struktur reseptor Struktur reseptor berupa polipeptida berupa polipeptida tunggal yang tunggal yang memiliki satu segmen memiliki satu segmen - - heliks transmembranheliks transmembran

• Menimbulkan lebih dari Menimbulkan lebih dari satu respons spesifik satu respons spesifik

• Fungsi Fungsi mengatur mengatur respon beberapa jalur respon beberapa jalur transduksi sekaligus, transduksi sekaligus, misalnya pada misalnya pada reproduksi sel dan reproduksi sel dan pembelahan selpembelahan sel

• Aktivasi reseptor tirosin-Aktivasi reseptor tirosin-kinase yg abnormal kinase yg abnormal pertumbuhan sel tidak pertumbuhan sel tidak terkontrol (kanker)terkontrol (kanker)

Reseptor Tirosin-kinase Reseptor Tirosin-kinase 33

11

• Struktur Struktur berupa protein berupa protein channel ion yang memiliki channel ion yang memiliki reseptor untuk ligan dan reseptor untuk ligan dan mesenjer pada sisi mesenjer pada sisi ekstraselulerekstraseluler

• Protein channel ion ada Protein channel ion ada pada membran sel dan pada membran sel dan membran organela membran organela

• Mesenjer dapat masuk Mesenjer dapat masuk setelah ligan terikat pada setelah ligan terikat pada reseptorreseptor

• Fungsi Fungsi berguna dalam berguna dalam komunikasi pada sel saraf, komunikasi pada sel saraf, dan sebagai mesenjer keduadan sebagai mesenjer kedua

Reseptor Saluran Ion Reseptor Saluran Ion 44

12

• Reseptor tidak berupa protein membran tetapi Reseptor tidak berupa protein membran tetapi protein berukuran kecil di dalam protein berukuran kecil di dalam sitoplasma dan sitoplasma dan nukleoplasmanukleoplasma sel target. Berarti mesenjer sel target. Berarti mesenjer sebelumnya harus melakukan transduksi dengan sebelumnya harus melakukan transduksi dengan cara melintasi membran sel targetcara melintasi membran sel target

• Mesenjer (molekul pembawa sinyal) berupa Mesenjer (molekul pembawa sinyal) berupa hormon steroid, hormon tiroid, dan molekul gas hormon steroid, hormon tiroid, dan molekul gas oksida nitrat.oksida nitrat.

• Contoh hasil respon oleh reseptor ini;Contoh hasil respon oleh reseptor ini;

(pada testosteron): Sekresi testosteron oleh sel-sel (pada testosteron): Sekresi testosteron oleh sel-sel testis testis bergerak melalui aliran darah bergerak melalui aliran darah masuk ke masuk ke dalam sel-sel tubuh dalam sel-sel tubuh berikatan dengan reseptor berikatan dengan reseptor mengaktifkan gen dalam nukleus mengaktifkan gen dalam nukleus karakter seks karakter seks priapria

Reseptor IntraselulerReseptor Intraseluler55

13

C. Jalur TransduksiC. Jalur Transduksi• Jalur untuk meneruskan sinyal sampai Jalur untuk meneruskan sinyal sampai

menimbulkan respons seluler spesifik menimbulkan respons seluler spesifik sebagian sebagian besar melalui molekul protein besar melalui molekul protein

• Ada dua jalur transduksi: Ada dua jalur transduksi: (1) (1) Jalur fosforilasi protein Jalur fosforilasi protein Menimbulkan respon Menimbulkan respon pengaturan reproduksi pengaturan reproduksi dan dan pembelahan sel, dllpembelahan sel, dll(2) (2) Jalur melalui mesenjer kedua (ada dua Jalur melalui mesenjer kedua (ada dua mesenjer, yaitu: mesenjer, yaitu: mesenjer cAMPmesenjer cAMP, serta , serta mesenjer mesenjer ion kalsium dan ion kalsium dan inositol trifosfatinositol trifosfat))

Menimbulkan respon Menimbulkan respon kontraksi sel otot, kontraksi sel otot, sekresi sekresi nutiren tetentu, sekresi air, nutiren tetentu, sekresi air, pembelahan sel, fisiologi pembelahan sel, fisiologi adaptasi, dlladaptasi, dll

• Molekul penting dalam jalur fosforilasi protein Molekul penting dalam jalur fosforilasi protein protein kinase (menstransfer phosfat dari ATP protein kinase (menstransfer phosfat dari ATP kesuatu protein) dan Protein fosfatase kesuatu protein) dan Protein fosfatase (mengeluarkan phosfat dari suatu protein)(mengeluarkan phosfat dari suatu protein)

14

Melalui Fosforilasi Protein Melalui Fosforilasi Protein 11

15

• Infeksi Infeksi Vibrio choleraVibrio cholera berkoloni di lapisan usus berkoloni di lapisan usus kecil kecil toksin yang toksin yang memodifikasi protein-G memodifikasi protein-G tidak dapat menghidrolisis tidak dapat menghidrolisis GTP menjadi GDP GTP menjadi GDP merangsang adenilil merangsang adenilil siklase membuat cAMP siklase membuat cAMP semakin tinggi dalam sel semakin tinggi dalam sel menyebabkan sekresi air menyebabkan sekresi air dan garamdan garam

• Bila mekanisme ini terus Bila mekanisme ini terus menerus terjadi maka menerus terjadi maka sel mensekresi air dan sel mensekresi air dan garam-garaman dalam garam-garaman dalam jumlah banyak (abnormal)jumlah banyak (abnormal)

Melalui cAMP SiklikMelalui cAMP Siklik22

16

Melalui Ion Kalsium dan Inositol Melalui Ion Kalsium dan Inositol TrifosfatTrifosfat

33

Respons spesisfik: kontraksi otot, pembelahan sel, sekresi nutrient tertentu, adaptasi lingkungan terbatas (tumb)

17

D. Respons SpesifikD. Respons Spesifik

• Respon spesifik: sel yg Respon spesifik: sel yg dapat mengatur aktivitas dapat mengatur aktivitas dalam sitoplasmadalam sitoplasma

• Contoh pada sel otot dan Contoh pada sel otot dan hatihati

• Depolimerisasi glikogen Depolimerisasi glikogen glukosa-1-fosfat untuk glukosa-1-fosfat untuk energi dan nutrienenergi dan nutrien

11

18

• Respon spesifik yang Respon spesifik yang dapat mengatur dapat mengatur aktivitas transkripsi aktivitas transkripsi dalam nukleusdalam nukleus

22

19

Hal-hal khusus Hal-hal khusus dalam pensinyalan:dalam pensinyalan:

““Jenis sel berbeda Jenis sel berbeda memiliki koleksi memiliki koleksi protein berbeda”protein berbeda”

Ada 3 protein: Ada 3 protein: P.reseptor; P.relai; P.reseptor; P.relai; P.untuk P.untuk melaksanakan melaksanakan respon spesifikrespon spesifik

Contoh: Epineprin Contoh: Epineprin dapat direspon dapat direspon depolimerisasi depolimerisasi glikogen (sel hati) glikogen (sel hati) dan kontraksi otot dan kontraksi otot (sel otot jantung)(sel otot jantung)

33