Pembelahan dan Komunikasi Sel

Novi Tejaya, Augustinus Yohanes Karni Lando, Fardiansyah

Alamat Korespondesi : Universitas Kristen Krida Wacana, Jakarta. Jl. Arjuna Utara No.6, Jakarta 11510. Telephone : ( 021 ) 5694-2061 (hunthing). Fax : (021) 563-17321.Email: novitejaya@ymail.com, augustinusyohanes@yahoo.com,

Pendahuluan

Luka pada kulit merupakan hal umum yang dialami setiap orang. Ketika seseorang mengalami luka, ia akan merasa sakit didaerah yang terluka tersebut. Definisi Luka

Luka adalah suatu kerusakan pada struktur jaringan tubuh yang dikarenakan suatu paksaan seperti tekanan fisik maupun kimiawi.1 Ketika seseorang mengalami luka, ia akan merasa sakit didaerah yang terluka tersebut. Hal ini dikarenakan jaringan permukaan tubuh rusak dan sel-selnya juga rusak. Luka pada kulit dapat menyebabkan keluarnya darah dari kulit dan jika tidak diobati dapat menyebabkan infeksi.Pembelahan Sel

Sel adalah unit struktural dan fungsional terkecil yang mampu melakukan dan menjalankan proses-proses kehidupan.2 Sel melakukan pembelahan untuk menciptakan sel yang lainnya, sehingga sel-sel baru berasal dari sel yang sudah ada dan hal ini terjadi berulang-ulang kecuali sel itu mengalami gangguan tertentu sehingga tidak mampu melakukan pembelahan. Sel-sel tersebut juga memiliki kemampuan yang berbeda-beda melakukan pembelahannya, ada sel-sel yang mampu melakukan pembelahan secara cepat, ada yang lambat dan ada juga yang tidak mengalami pembelahan sama sekali setelah melewati masa pertumbuhan tertentu. Proses perkembangan dan pertumbuhan sel bertujuan untuk mengisi ruang tertentu pada jaringan atau memperbaiki bagian yang rusak seperti pada luka dan proses ini disebut sebagai regenerasi sel. Pada hakikanya, sel semua organisme memiliki struktur dan fungsi yang serupa. Sel dibedakan menjadi dua jenis berdasarkan fungsinya, yaitu sel somatik adalah sel yang terdapat pada tubuh yang bersifat diploid atau sel yang memiliki dua set kromosom dan sel germinal adalah sel kelamin yang bersifat haploid atau sel yang memiliki satu set kromosom tunggal.3 Sel-sel tersebut akan mengalami pembelahan. Pembelahan sel ada yang berlangsung secara normal dan abnormal. Secara normal pembelahan Sel terbagi menjadi dua yakni secara mitosis dan meiosis, sedangkan pembelan sel abnormal terbagi atas dyaphacia dan anaptacia.Pembelahan Sel NormalPembelahan mitosis adalah proses pembagian genom yang telah digandakan oleh sel ke dua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel, terjadi pada sel tubuh dan bersifat somatik.4 Dalam mitosis, terbagi atas 4 fase, yaitu interphase, profase, metaphase, anaphase, dan telophase-sitokinesis. Pada interfase, terbagi menjadi beberapa tahap, yakni tahap G1 dimana sel bertumbuh, tahap S dimana sel melakukan replikasi DNA (Deoxyribonucleic Acid) telah terjadi sehingga ada DNA yang berjumlah ganda dan kromosom mengandung dua kromatid saudara identik, tahap G2 yakni sel mulai bersiap-siap untuk melakukan pembelahan dengan cara benang-benang gelondong atau spindel yang nantinya akan digunakan untuk menarik kromosom mulai disintesis.4 Pada profase ditandai dengan serat-serta kromatin menjadi terkumpar lebih rapat, terkondensasi menjadi kromosom yang dapat diamati oleh mikroskop cahaya, anak inti mulai menghilang, setiap kromosom yang terduplikasi tampak sebagai dua kromatid yang identik dan tersambung pada sentromernya, sentrosom mulai bergerak menjauh dan tampak didorong oleh mikrotubulus yang memanjang diantaranya.5 Metafase merupakan tahap mitosis yang paling lama dan biasanya berlangsung sekitar 20 menit, sentrosom kini telah berada pada kutub-kutub sel yang berseberangan, kromosom juga telah berjejer pada suatu bidang khayal yang berada dipertengahan jarak antara kedua kutub atau yang biasa disebut sebagai bidang ekuator.5 Anafase adalah tahap mitosis yang paling pendek, setiap pasangan kromatid saudara mulai terpisah dan menjadi satu kromosom yang utuh, selanjutnya kromosom mulai bergerak menuju ujung-ujung sel yang berlawanan saat mikrotubulus melekat ke wilayah sentromer, pada akhirnya kedua ujung sel memiliki koleksi kromosom yang lengkap dan sama.5 Pada telofase, dua nukleus anakan terbentuk dalam sel dan nukleolus muncul kembali, sel mulai memisahkan diri sehingga terjadi lekukan, pada akhirnya terjadi sitokinesis atau sitoplasma juga ikut terbagi dan sel terbagi menjadi dua.5 Hasil dari mitosis adalah satu sel induk yang diploid menjadi dua sel anakan yang masing-masing juga diploid, jumlah kromosom sel anak juga sama dengan sel induknya. Luka pada tubuh dikarenakan adanya jaringan yang luka, sel-sel dalam jaringan ini harus membelah agar luka bisa menutup dan sembuh. Pembelahan sel pada luka dilakukan secara mitosis.

Pembelahan meiosis adalah bentuk pembelahan sel yang terjadi untuk menghasilkan sel benih atau sel gamet (sel telur dan sel sperma).4 Proses ini terbagi menjadi 2 tahap, yaitu meiosis 1 dan meiosis 2. Pada meiosis 1 dan 2 terbagi menjadi 4 tahap yang sama yakni profase, metaphase, anaphase, dan telofase, hanya saja pada proses meiosis 1 ke meiosis 2 ada masa istirahat yang disebut sebagai interfase. Proses meiosis 1 dan 2 hampir sama dengan Pada profase 1, diawali dengan mulai tampaknya benang-benang kromosom tunggal yang ramping dan panjang (fase leptoten), selanjutnya kromosom mulai menjadi lebih padat dan memendek.6 Setiap homolog dari masing-masing kromosom terdiri atas dua kromatid kembar yang saling berpasangan atau yang biasa disebut sinapsis (fase zigoten), suatu struktur protein suatu kompleks melekatkan kromosom yang homolog dengan kuat bersama-sama sepanjang kromosom dan bila protein kompleks menghilang pada akhir profase, masing-masing pasangan kromosom akan terlihat di bawah mikroskop dalam bentuk tetrad, suatu kelompok yang terdiri atas empat kromatid (fase pakiten).6 Pada bermacam-macam tempat, sepanjang-panjangnya kromatid dari kromosom yang homolog saling manyilang (fase diploten), persilangan tersebut disebut khiasma. Khiasma tersebut mengikat pasangan-pasangan kromosom yang homolog bersama-sama sampai pada anafase I.6 Sementara komponen-komponen lain dari sel menyiapkan diri untuk pembelahan inti, hal yang sama tersebut terlihat selama mitosis seperti sentrosom bergerak menjauhi satu sama lain, dari kumparan atau gelendong mikrotubul akan terbentuk di antara keduanya, membran inti dan nukleolus menghilang (fase diakinesis) hingga akhirnya kumparan mikrotubul menangkap kinetokor yang terbentuk pada kromosom dan kromosom mulai bergerak menuju keping metafase.6 Pada metaphase 1, pembentukan mikrotubul telah lengkap dan kromosom telah pindah ke bidang ekuator, sentromer setiap pasangan homolog menempel pada atas dan bawah bidang ekuator.5 Pada anaphase 1, kromosom homolog mulai berpisah dan pindah kekutub yang berseberangan dan pada telofase 1, terbentuklah selaput inti dan dua sel anak kromosom.5 Setelah melalui masa interfase, pembelahan akan masuk ke tahap meiosis 2 yang dimulai dari fase profase 2, yakni selaput inti mulai menghilang dan sentrosom mengganda dan serat gelondong mulai terbentuk.5 Pada metaphase 2, pembentukan serat gelondong telah sempurna dan kromosom berpindah ke bidang ekuator dan selanjutnya memasuki fase anaphase 2 yang ditandai dengan sel yang memanjang menurut poros kutub, sentromer membelah menjadi dua dan lepas, lalu kromatid dengan sentromer sendiri-sendiri berpisah dan pindah kekutub yang berseberangan.5 Pada telofase 2, selaput inti mulai terbentuk kembali dan melekat pada suatu bagian kromatin, sentrosom menempatkan diri di satu sisi selaput inti.5 Hasil dari pembelahan meiosis adalah satu sel induk yang diploid menjadi empat sel anakan yang masing-masing haploid dan jumlah sel anak setengah dari jumlah kromosom sel induk.

Pembelahan Sel Abnormal

Dalam keadaan tertentu, sel bisa kehilangan kemampuan untuk mengatuk kemampuan pertumbuhan. Sel tersebut akan terus menerus tumbuh dan membelah secara tidak terkendali dan mengalami pembelahan yang tidak teratur. Bahayanya, jika sel yang membelah itu adalah sel yang rusak dan akhirnya membentuk tumor hingga kanker.

Komunikasi Sel

Sistem komunikasi suatu sel berperan teramat penting dalam menentukan respon seluler yang akan dilakukan oleh sel. Untuk dapat menjalankan aktivitas komunikasi tersebut sebuah sel (eukariotik) dilengkapi berbagai jenis reseptor yang terdapat di membran plasmanya. Reseptor ini biasanya meupakan bagian struktural 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. Interaksi sel memiliki bermacam-macam bentuk interaksi, seperti komunikasi kontak langsung yakni 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. Dalam sel ada juga pensinyalan parekrin, sel pensekresi bertindak pada sel target didekatnya dengan melepas molekul pengatur local ke dalam fluida ekstraseluler. Pada pensinyalan sinaptik, sel saraf melepaskan molekul penghantar saraf ke dalam sinapsis antara sel lain, selanjutnya ada juga pensinyalan endokrin atau hormonal mensinyal sel target pada jarak yang lebih jauh. Pada hewan, sel endokrin terspesialisasi mensekresi hormon ke dalam cairan tubuh yaitu darah. Hormon dapat mencapai hampir seluruh sel tubuh, tetapi jika dengan pengatur local hanya sel target spesifik yang mengenali dan merespons sinyal kimiawi yang diberikan.

Selain mengatur segala macam aktivitas ternyata di dalam tubuh kita sel juga berinteraksi antar satu sama lain. Disamping itu, mereka juag mempunyai cara atau metode tersendiri dalam berkomunikasi, terdapat tiga metode komunikasi antar sel, yaitu 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 dan memungkinkan terjadinya aliran ion-ion (sinyal listrik) dan molekul-molekul kecil (sinyal kimia), seperti asam amino, ATP, cAMP dalam sitoplasma kedua sel yang berhubungan. Selain komunikasi langsung ada juga komunikasi lokal dan komunikasi jarak jauh. 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), sedangkan komunikasi jarak jauh adalah komunikasi antar sel yang mempunyai jarak cukup jauh dan berlangsung melalui sinyal listrik yang dihantarkan sel saraf dan atau dengan sinyal kimia (hormon atau neurohormon) yang dialirkan melalui darah.Dalam berkomunikasi, sel juga mempunyai proses komunikasi yang 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 dan pada tahap ini mengubah sinyal menjadi suatu bentuk yang dapat menimbulkan respon seluler spesifik. Pengikatan 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 melibatkan pengenalan berbagai sinyal dari luar terhadap reseptor spesifik yang terdapat pada permukaan membran sel, penghantaran sinyal melalui membran sel ke dalam sitoplasma, dan 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 dan dapat berupa peningkatan atau penurunan aktifitas enzim-enzim metabolik, rekonfigurasi sitoskeleton, perubahan permeabilitas membran sel, aktifasi sintesa DNA, perubahan ekspresi genetik atupun program apoptosis. 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. Ikatan ligan dengan reseptor spesifik akan memicu pelepasan second messenger yang akan menimbulkan reaksi berantai dan membawa perubahan didalam sel. 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.