BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Setiap organisme berkomunikasi untuk saling berhubungan / berinteraksi

dengan sesamanya. Begitupula sel, sel yang berada pada satu organisme

multiselluler, memiliki jutaan bahkan ratusan juta sel yang harus saling

berkomunikasi untuk mengkoordinasi proses-proses kehidupan.

Kelomok sel memiliki fungsi dan peranan yang berbeda dalam proses

kehidupan. Melalui komunikasi sel, sel-sel dalam tubuh dapat bekerja secara

normal bahkan dapat mempengaruhi dan mengontrol tingkah laku sel-sel yang

lain.

Setiap sel memiliki sejumlah lokasi reseptor/penerimaan untuk zat yang

berbeda-beda. Lokasi reseptor ini merupakan sambungan komunikasi sel. Saat

bahan yang tepat untuk lokasi tertentu muncul, ia memiliki kemampuan untuk

menempelkan dirinya sendiri pada sel dan mengirimkan informasi. Hal ini berarti

memberitahu sel untuk mulai melakukan hal-hal yang seharusnya dilakukan oleh

sel. Jika sel menerima pesan tersebut, sel dapat membagi pesan tersebut dengan

sel terdekat lainnya dan begitu pula seterusnya.

Dalam proses komunikasi sel ada yang berlangsung di dalam memberan

plasma, dan ada 3 tipe reseptor di permukaan membran plasma, yaitu reseptor G-

protein linked, reseptor tyrosine kinase, dan reseptor ion channel.

B. Batasan Bahasan

1. Kinerja reseptor yang terdapat dalam membran plasma sehigga dapat

menghasilkan dan menerima pesan dari sel yang lain.

2. Proses siklus sel yang berada dalam tubuh manusia.

1

C. Tujuan

1. Menjelaskan dan mendeskripsikan tipe-tipe reseptor yang terdapat

dalam membran plasma

2. Mengetahui konsep siklus sel dalam tubuh organisme, khususnya

manusia

D. Manfaat

Dapat memahami proses komunikasi sel, khususnya penerimaan

pesan/informasi melalui reseptor-reseptor yang berada dalam membran plasma,

juga mengerti siklus sel secara keseluruhan.

2

BAB II

RESEPTOR PERMUKAAN MEMBRAN PLASMA

A. Reseptor

Reseptor merupakan protein yang berfungsi untuk mengikat ligand dan

mengubah satu sinyal menjadi sinyal lain.Terdapat dua jenis reseptor, yaitu :

1. Reseptor intraseluler, terletak didalam sel,

2. Reseptor membran, terletak di dalam membran

B. Reseptor Membran

Reseptor membran adalah reseptor yang terdapat pada membran sel, yang

terbagi kedalam tiga tipe, diantaranya :

1. G-Protein Linked Receptor (GPLR)

Reseptor ini juga disebut G-Protein Coupled Receptor (GPCR). Reseptor ini

merupakan perantara respon terhadap berbagai macam molekul sinyal,meliputi

hormon, neurotransmiter, dan perantara lokal.Semua G-protein-linked receptors

termasuk famili besar homolog, 7-pass transmembran proteins (7 TM reseptor).

Pada tipe ini reseptor menggunakan G protein sebagai intermediet. Ligan

berikatan dengan reseptor membentuk Ligand/Receptor complex binds G protein.

Protein reseptor ini dapat mengaktivasi atau inaktivasi (efektor) enzim yang terikat

pada membran plasma atau ion channel melewati protein G secara tidak langsung.

Ligan yang mengikat dan mengaktifkan reseptor ini termasuk senyawa yang sensitif

terhadap cahaya, bau, feromon, hormon, dan neurotransmiter, dan bervariasi dalam

ukuran dari molekul kecil untuk peptida pada protein besar.

3

Ligand – reseptor aktifasi protein G aktivasi/hambat suatu enzim yang

mengaktivasi ion channel atau second messenger.

G Proteins dan Siklus G protein

G protein berada pada membran sel dan memediasi fungsi G protein linked

receptors (GPCRs). G protein merupakan heterotrimeric karena terdiri dari tiga

subunit yang berbeda. Subunit-subunit tersebut adalah α, β, γ. Subunit α merupakan

komponen enzimatik. Subunit ini mengikat GTP dan menghidrolisisnya menjadi

GDP. Subunit β dan γ tetap berikatan satu sama lain dan berasosiasi dengan subunit α

saat berikatan dengan GDP.

Tipe G protein linked receptors ini berupa protein membran yang

bekerjasama dengan protein G dan protein lainnya, biasanya sebuah enzim (atau

disebut juga efektor). Jika tidak ada molekul sinyal ekstraseluler spesifik untuk

reseptor, protein berada dalam keadaan tidak aktif. Protein G inaktif memiliki satu

molekul GDP yang terikat padanya. Jika molekul sinyal terikat pada reseptor,

reseptor akan berubah bentuk sehingga reseptor ini mengikat dan mengaktifkan G-

protein. Satu molekul GTP menggantikan GDP pada protein G. Protein G aktif

mengikat dan mengaktifkan enzim dan memicu langkah selanjutnya dalam jalur dan

menghasilkan respon sel. Protein G kemudian mengkatalis hidrolisis GTP dan

melepaskannya dari enzim, sehingga siap digunakan kembali.

4

G-proteins memicu pembentukan cAMP, yang kemudian berlaku sebagai

second messenger dalam lintasan seluler

2. Tyrosine Kinase Receptor

Tyrosine Kinase Receptor atau Reseptor Tirosin Kinase (RTK) adalah

reseptor yang memiliki aktivitas kinase pada protein tirosin, yaitu mengkatalisis

transfer fosfat dari ATP ke gugus hidroksil (OH) tirosin pada protein target. Reseptor

ini merupakan tipe reseptor membran dari P

Gambar: Protein Tirosin yang terfosforilasi

Reaksi berupa ATP + Tirosin (Tirosin Kinase) ADP + Tirosin fosfat, dan

berdampingan dengan enzim tirosina fosfatase yang memindahkan gugus fosfat dari

tirosin fosfat.

Reseptor ini merupakan reseptor membran yang terdapat dalam jumlah yang

cukup banyak. Reseptor Tirosin Kinase merupakan protein transmembran yang

memiliki tempat ikatan ligan pada sisi luar membrane plasma dan hanya memiliki

satu segmen transmembran, atau dikatakan berbentuk monomer.

5

Reseptor Tirosin Kinase (RTK) merupakan keluarga reseptor yang memiliki

struktur yang mirip satu sama lain. Keluarga reseptor ini memiliki satu tyrosine

kinase domain, yaitu yang akan memfosforilasi protein pada residu tirosin, satu

hormone binding domain, yaitu tempat ikatan dengan ligan atau hormon, dan satu

segmen karboksil terminal dengan tirosin ganda untuk autofosfolisasi. Contoh

reseptor yang tergolong reseptor tirosin kinase adalah reseptor-reseptor pertumbuhan.

Sebelum molekul sinyal terikat, reseptor merupakan polipeptida tunggal.

Pengikatan molekul sinyal pada reseptor tidak mengakibatkan perubahan konformasi

untuk mengaktifkan sisi sitoplasmik secara langsung. Aktivasi terjadi karena

pengikatan ligan menyebabkan dua polipeptida mengumpul membentuk dimer.

Pengumpulan ini mengaktifkan tirosin kinase dari kedua polipeptida yang kemudian

memfosforilasi tirosin pada ekor polipeptida lainnya

Ligand – reseptor stimulasi dimerisasi reseptor interaksi dengan protein tirosin

kinase pada sitosol.

6

3. Ion Channel Receptor

Ion-channel-linked receptors juga dikenal sebagai transmitter-gated ion

channels atau ionotropic receptors. Pada membran sel, ada channel (gerbang) dimana

sel saling berkomunikasi dengan sekitarnya. Channel ini terdiri dari satu molekul

sederhana atau gabungan molekul-molekul kompleks dan channel ini memiliki

kemampuan untuk membolehkan lewatnya atom-atom yang memiliki muatan atau

disebut juga dengan ion.

Regulasi ion channel dipengaruhi oleh kehidupan dalam sel dan fungsinya

dalam keadaan normal dan patologik.

Ion channel terdiri dari molekul tunggal atau kompleks yang membentuk

dinding channel (berupa pori) yang membolehkan komunikasi antara interior dan

eksterior sel. Diameter pori sangat kecil sehingga sensitive terhadap satu ion (ukuran

sekitar 0.5-0.6 milyar/milimeter). Perubahan yang cepat dalam bentuk molekul

menyebabkan pembukaan atau penutupan ion channel sebagai jawaban atas

pengikatan suatu neurotransmiter. Ini terjadi selama aktivasi reseptor oleh sebuah

sinyal spesifik dari substrat molekul tunggal. Sehingga satu bagian spesifik dari

molekul yang membuat perubahan membrane potesial dapat membuka atau menutup

ion channel.

Pada tipe ini reseptor adalah sebuah ion channel. Ligan berikatan pada

reseptor dan membuka channel. Akibatnya ion mengalir ke dalam sel, berikatan

dengan berbagai protein dan mengaktifkan berbagai protein.

Ligand – reseptor perubahan konformasi reseptor aliran ion tertentu

mengubah potensial elektris padamembran sel.

7

BAB III

KONSEP SIKLUS SEL

Siklus sel atau daur sel adalah fungsi sel yang paling mendasar berupa

kegiatan yang terjadi dari satu pembelahan sel ke pembelahan berikutnya, yang

mencakup duplikasi akurat sejumlah besar DNA di dalam kromosom, dan kemudian

memisahkan hasil duplikasi tersebut hingga terjadi dua sel baru yang identik.

Siklus sel yang berlangsung kontinu dan berulang (siklik), disebut proliferasi.

Keberhasilan sebuah proliferasi membutuhkan transisi unidireksional dan teratur dari

satu fasa siklus sel menuju fasa berikutnya.

Transisi antara jenjang reaksi ditentukan oleh lintasan pengendali ekstrinsik

dan intrinsik yang terdiri dari beberapa cekpoin.

Lintasan kendali instrinsik akan menentukan setiap tahap berjalan

sebagaimana mestinya. Lintasan kendali ekstrinsik akan berfungsi sebagai respon

terhadap kondisi di luar sel atau telisik defisiensi sel.

A. Fase Pada Siklus Sel

Gambar skematik fasa siklus sel yang dikendalikan oleh enzim CDK.

Pada sel prokariota yang tidak memiliki inti sel, siklus sel terjadi melalui

suatu proses yang disebut pembelahan biner, sedang pada sel eukariota yang memiliki

inti sel, siklus sel terbagi menjadi dua fasa fungsional, fasa S dan M, dan fasa

persiapan, G1 dan G2:

8

1. Fasa S (sintesis)

Tahap terjadinya replikasi DNA. Interval waktu fasa S sekitar 8 jam. Hasil

replikasi kromosom yang telah utuh, segera dipilah bersama dengan dua

nukleus masing-masing guna proses mitosis pada fasa M.

2. Fasa M (mitosis)

Interval waktu fasa M kurang lebih 1 jam. Tahap di mana terjadi pembelahan

sel (baik pembelahan biner atau pembentukan tunas). Pada mitosis, sel

membelah dirinya membentuk dua sel anak yang terpisah. Dalam fasa M

terjadi beberapa jenjang fasa, yaitu:

Profasa, kondensasi kromosom dan pertumbuhan

pemintalnya.

Prometafasa, sampul inti sel terlarut dan kromosom

yang mengandung 2 kromatid mulai bermigrasi menuju bidang ekuatorial

Metafasa, kondensasi kromosom pada bidang

ekuatorial mencapai titik puncaknya

Anafasa, tiap sentromer mulai terpisah dan tiap

kromatid dari masing-masing kromosom tertarik menuju pemintal kutub.

Telofasa, kromosom pada tiap kutub mulai mengalami

dekondensasi, diikuti dengan terbentuknya kembali membran inti sel dan

sitoplasma perlahan mulai membelah

Sitokinesis, pembelahan sitoplasma selesai

3. Fasa G (gap)

Fasa G yang terdiri dari G1 dan G2 adalah fasa sintesis zat yang diperlukan

pada fasa berikutnya. Interval fasa G2 sekitar 2 jam, sedangkan interval fasa

G1 bervariasi antara 6 jam hingga beberapa hari. Sel yang berada pada fasa G1

terlalu lama, dikatakan berada pada fasa G0 atau “quiescent”. Pada fasa ini, sel

tetap menjalankan fungsi metabolisnya dengan aktif, tetapi tidak lagi

melakukan proliferasi secara aktif. Sebuah sel yang berada pada fasa G0 dapat

memasuki siklus sel kembali, atau tetap pada fasa tersebut hingga terjadi

apoptosis.

9

4. Interfasa

Merupakan sebuah jeda panjang antara satu mitosis dengan yang lain. Jedah

tersebut termasuk fasa G1, S, G2.

B. Cekpoin pada siklus sel

Aktivitas selular yang terjadi pada cekpoin, tidak dapat berlangsung tanpa

enzim intraselular yang disebut CDK. Holoenzim CDK aktif terdiri dari sub-unit

katalik dan sub-unit kendali siklin.

Ikatan yang dibentuk antara sub-unit siklin dan sub-unit katalitik

membutuhkan proses fosforilasi pada treonina oleh enzim lain yang disebut CAK,

yang terdiri dari siklin H dan CDK7.

Transisi G0 ke G1

Fasa transisi dari fasa G0 ke fasa G1 disebut fasa prima atau fasa kompetensi

replikatif.

Berbagai protein disintesis pada fasa G1 setelah fasa G0, sejumlah protein

dihasilkan untuk mengembalikan fungsi metabolik yang pada saat fasa G0.

Transisi ke fasa S

Transisi ke fasa S dari fasa G1 dikendalikan oleh dua buah cekpoin, yaitu

"kompetensi" dan "restriksi" yang terletak sekitar 12 dan 2 jam sebelum fasa S

dimulai. Tiga faktor pertumbuhan untuk melewati dua cekpoin ini, yaitu PDGF, EGF

dan IGF-1.

10

Fasa S

Pada eukariota, berbagai aktivator diperlukan sebagai persiapan untuk

memasuki fasa S guna melakukan replikasi DNA. Fasa S dimulai dengan terjadinya

paparan pulsa dengan [3H] timidina pada sel, kemudian terjadi paparan lanjutan non-

radioaktif dengan timidina "dingin". Kedua prosedur tersebut menghasilkan beberapa

titik replikasi yang mulai terjadi pada beberapa kromosom pada rantai ganda DNA.

11

BAB IV

KESIMPULAN

Sel dalam satu organisme multiseluller terdapat ratusan bahkan jutaan sel

yang saling berkomunikasi untuk saling berinteraksi guna mengatur proses kehidupan

suatu organisme.

Didalam tubuh kita terdapat tiga tipe reseptor yang berada di permukaan

membrane plasma, diantaranya G-protein linked, reseptor tyrosine kinase, dan

reseptor ion channel.

G-Protein Coupled Receptor (GPCR) merupakan perantara respon terhadap

berbagai macam molekul sinyal,meliputi hormon, neurotransmiter, dan perantara

lokal. Selanjutnya, Reseptor Tirosin Kinase (RTK) adalah reseptor yang memiliki

aktivitas kinase pada protein tirosin, yaitu mengkatalisis transfer fosfat dari ATP ke

gugus hidroksil (OH) tirosin pada protein target. Sedangkan Ion-channel-linked

receptors adalah suatu gerbang, dimana terjadi proses komunikasi antarsel di

sekitarnya.

Siklus sel adalah kegiatan yang terjadi dari satu pembelahan sel ke

pembelahan berikutnya, yang mencakup duplikasi akurat sejumlah besar DNA di

dalam kromosom, dan kemudian memisahkan hasil duplikasi tersebut hingga terjadi

dua sel baru yang identik. Siklus ini mencakup dua fase yaitu interfase dan mitosis

atau fase pembelahan. Interfase terdiri dari tiga tahapan yaitu tahap G1 dimana terjadi

aktivitas biosintesa yang tinggi, tahap S yaitu merupakan tahap replikasi dan

transkripsi DNA, tahap G2 merupakan tahap persiapan diri sel untuk membelah.

Fase mitosis pembelahan nukleus dan pembelahan sitoplasma.

Cekpoin adalah mekanisme dari pengendalian yang menjamin ketepatan

pembelahan sel dalam sel eukariotik. Cekpoin memverifikasi apakah setiap fase dari

siklus sel berlangsung sebagaimana mestinya sebelum bergerak ke fase berikutnya.

Dengan kata lain cekpoin berfungsi juga sebagai mekanisme sensor sehingga dapat

diketahui seberapa akurat proses pembelahan berjalan.

12

DAFTAR PUSTAKA

__________, G-Protein Linked Receptor, http://wikipedia.org/, 5 September

2010, 15.18 WIB

W.F Ganong, “Buku Ajar Fisiologi Kedokteran”. Edisi 14. Penerbit : EGC

__________,

13