Pensinyalan Sel
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Pensinyalan sel merupakan system yang kompleks dari komunikasi yang
mengatur kegiatan seluler dasar dan mengkoordinasikan tingkatan sel.
Kemampuan sel untuk melihat dan benar menanggapi mikro mereka adalah
dasar dari pembangunan, memperbaiki jaringan, dan kekebalan serta jaringan
normal homeostatis. Kesalahan dalam pengolahan informasi selular
bertanggung jawab atas penyakit seperti kanker, automunitas dan diabetes.
Dengan memahami sinyal pada sel, penyakit dapat diobati secara efektif dan
secara teoritis, jaringan buatan dapat dibuat.
1.2 Maksud dan Tujuan Penulisan
Adapun maksud dan tujuan penulisan antara lain :
1. Untuk memenuhi salah satu tugas Basic Science Related to Nursing 1
2. Untuk menambah wawasan dan pengetahuan mengenai persinyalan sel
3. Untuk menambah wawasan dan pengetahuan mengenai tranduksi
sinyal
4. Untuk menambah wawasan dan pengetahuan mengenai respon seluler
terhadap sinyal
5. Untuk menambah wawasan dan pengetahuan mengenai komunikasi sel
6. Untuk menambah wawasan dan pengetahuan mengenai penerimaan sel
dan inisiasi sinyal
7. Untuk menambah wawasan dan pengetahuan mengenai contoh
pensinyalan sel pada tubuh
1.3 Manfaat Penulisan
Adapun manfaat dalam penyusunan makalah ini, antara lain :
1. Manfaat bagi individu untuk menambah pengetahuan dan wawasan
khususnya mengenai pensinyalan sel.
Kelompok 1 – Basic Science Related to Nursing 1 1
Pensinyalan Sel
2. Manfaat bagi kelompok dapat memberikan stimulasi kerjasama tim
dan kekompakan kelompok.
Kelompok 1 – Basic Science Related to Nursing 1 2
Pensinyalan Sel
BAB II
PENSINYALAN SEL
2.1 Transduksi Sinyal
Transduksi sinyal selular adalah bagian sebuah sistem komunikasi yang sangat
kompleks pada tingkat selular yang mengatur aktivitas dan koordinasi
antar sel.
a. Transduksi ekstraselular
Sinyal komunikasi ekstraselular, umumnya meliputi 6 tahapan: sintesis,
pelepasan molekul sinyal, transpor sinyal menuju sel target, deteksi molekul
sinyal oleh protein pencerap khusus, perubahan pada metabolisme, fungsi dan
perkembangan selular, peluruhan molekul sinyal yang seringkali disertai
dengan terhentinya respon selular. Pada eukariota, transduksi ekstraselular
terjadi oleh sekresi molekul tertentu yang diklasifikasikan menjadi tiga
bagian endokrin,parakrin, dan otokrin berdasarkan jarak tempuh sinyal.
b. Sinyal endokrin
Sinyal endokrin secara khusus disebut hormon, mempunyai jarak tempuh yang
sangat jauh dari organ endokrin tempat sintesis molekul dengan sel target.
Pada hewan, hormon biasanya diusung oleh darah mengarungi jarak tempuh
yang jauh tersebut.
c. Sinyal parakrin
Molekul sinyal parakrin yang dilepaskan oleh sebuah sel hanya berpengaruh
terhadap sel target yang berada disekitarnya. Salah satu contoh sinyal parakrin
adalah pulsa elektrik yang dilepaskan oleh neuron ke sel saraf yang lain, dan
dari neuron ke sel otot, yang disebut sebagai neurotransmiter.
Kelompok 1 – Basic Science Related to Nursing 1 3
Pensinyalan Sel
d. Sinyal otokrin
Sinyal otokrin merupakan sinyal yang direspon oleh sel-sel sejenis dengan sel
yang melepaskan molekul sinyal. Faktor pertumbuhanmerupakan sinyal jenis
ini, yang merupakan stimulator bagi sel-sel sejenis untuk tumbuh berkembang
dan melakukan proliferasi. Sinyal otokrin sangat umum ditemukan dalam
kasus tumor
Jalur transduksi sinyal
Kelompok 1 – Basic Science Related to Nursing 1 4
Pensinyalan Sel
2.2 Respon Seluler Terhadap Sinyal
Molekul Sinyal Ekstraseluler
Macam molekul sinyal ekstraseluler, dapat dibagi berdasarkan jarak yang
harus ditempuh oleh molekul sinyal dan sifat dari molekul sinyal.
a) Berdasarkan jarak yang harus ditempuh oleh molekul sinyal menuju
sel target, ada beberapa macam; contact dependent,autokrin,
parakrin, endokrin dan sinaptik.
Contact dependent, bila molekul sinyal ekstraseluler tetap
terikat pada sel sinyal dan berinteraksi langsung dengan
reseptor dari sel yang berdekatan. Tipe sinyal ini penting untuk
proses-proses perkembangan dan respons sistem imun.
Autokrin, bila sel yang mensekresikan sinyal berikatan dengan
proses reseptor dari sel target yang tipenya sama atau berikatan
dengan reseptornya sendiri. Contoh sinyal autokrin misalnya
pada proses diferensiasi / perkembangan jaringan tubuh. Sel
kanker juga sering menggunakan mekanisme inin untuk
proliferasi dan untuk ketahaan hidupnya.
Parakrin, bila sel yang mensekresikan sinyal terletak berdekatan
dengan sel target. Sinyal disekresikan ke dalam ruang
akstraseluler dan mempengaruhi sel-sel sekitarnya.
Endokrin, bila molekul sinyal yang disekresikan berbentuk
hormone yang dialirkan melalui pembulu darah menuju ke sel
target. Sinyal endokrin berjalan lebih lambat dari pada sinaptik
juga konnsentrasi yang lebih kecil.
Sinaptik, merupakan sinyal yang disekresikan oleh saraf, biasa
disebut neurotransmitter. Rangsangan dari neurotransmitter
disebut impuls saraf, dikirimkan ke ujung akson melalui sinaps
menuju ke sel target, yang dapat berupa sel saraf lain / sel otot.
Sel-sel saraf memindahkan informasi dengan kecepatan diatas
Kelompok 1 – Basic Science Related to Nursing 1 5
Pensinyalan Sel
100 meter/detik dan neutransmitter berdifusi ke sel target
kurang dari 1 milidetik.
b) Berdasarkan sifat molekul, ada dua macam molekul sinyal yaitu
hidrofobik dan hidrofilik.
Molekul sinyal hidrofobik(lipofilik),merupakan molekul atau
bagian dari molekul non polar(tidak berinteraksi dengan air)
yang dapat berdifusi langsung melalui membrane sel target
kemudian berikatan dengan reseptor instraseluler untuk dibawa
ke nucleus sehingga dapat mempengarui transkripsi gen.
Contoh molekul sinyal hidrofobik antara lain adalah : hormon-
hormon steroid, tiroid, retinoid,vid D.
Molekul sinyal hidrofilik, merupakan molekul / bagian dari
molekul polar (larut dalam air), sehingga masuk ke dalam sel
target memerlukan reseptor khusus yang disebut reseptor
ekstraseluler/transmembran atau reseptor permukaan, yang
terletak pada membran sel. Cotoh molekul sinyal hidrofilik
antara lain adalah hormone-hormon, factor tubuh dan
neurotransmitter.
2.3 Komunikasi Sel
Pada organisme multiseluler, komunikasi antar sel dari bermacam–macam
jaringan maupun organ memegang peranan penting, antara lain untuk
koordinasi seluruh perilaku sel.
Perilaku sel meliputi pertumbuhan,diferensiasi,metaboisme,dan kematian.
Komunikasi sel dapat terjadi melalui kontak fisik,senyawa-senyawa yang
disekresikan, atau melalui gap junction. Komunikasi pada umumnya berjalan
melalui beberapa tahapan, yang pertama sintesis molekul sinyal , kemudian
dilepaskan dibawa menuju ke sel target dan dapat dideteksi oleh reseptor sel
target sehingga terjadi perubahan perilaku sel, yang dilanjutkan dengan proses
Kelompok 1 – Basic Science Related to Nursing 1 6
Pensinyalan Sel
penghilangan sinyal. Secara singkat tahapan transduksi (penyampaian) sinyal
meliputi reception,transduction,dan response.
Proses transduksi sinyal melibatkan rangkaian reaksi biokimia yang dilakukan
oleh enzim-enzim dan diaktifkan oleh second messenger atau protein. Proses
tersebut menyebabkan kaskade sinyal yang dapat meningkatkan (amplifikasi) atau
menekan respons seluler. Prinsip transduksi sinyal yang terjadi di dalam sel
adalah sebagai berikut :
Respons sel target terhadap sinyal disebabkan oleh sel target yang
mempunyai reseptor spesifik terhadap sinyal tertentu, yang dating
pada sel tersebut.
Perilaku sel merupakan responsdari kombinasi sinyal sehingga sel
bisa bertahan hidup, atau mengalami apoptosis.
Sinyal tunggal dapat memberikan respons yang berbeda terhadap
beberapa sel target, bergantung pada reseptor yang dimiliki, faktor
lingkungan, dan kondisi sel.
Faktor-faktor yang menyebabkan komunikasi sel yaitu:
Molekul sinyal ekstraseluler (ligan, first messenger), merupakan
molekul yang disekresikan oleh suatu sel, yang dapat
mempengaruhi sel lain atau sel itu sendiri. Letak molekul sinyal
bisa berdekatan atau sangat jauh dari sel target. Mayoritas ligan
adalah hidrofilik sehingga perlu berikatan dengan reseptor
permukaan pada membrane plasma yang akan merangsang
terjadinya perubahan perilaku sel. Molekul sinyal bisa
membentuk : protein, peptide,asam amino, nukleotida, steroid,
retinoid, vitamin-vitamian A,D,E,K, senyawa anorganik seperti
CO,NO dan sebagainya.
Reseptor permukaan (protein transmembran) merupakan reseptor
ekstraseluler yang terletak pada permukaan sel target dan
mengikat molekul sinyal ekstraseluler, sehingga mencetuskan
Kelompok 1 – Basic Science Related to Nursing 1 7
Pensinyalan Sel
kaskade sinyal. Reseptor permukaan biasanya adalan hindrofilik,
yang mengikat molelul sinyal hidrofilik.
Reseptor intraseluler: ada dua macam reseptor intraseluler yaitu
reseptor nucleus dan sitoplasma.
Protein target dan faktor-faktor lainnya yang terdapat di dalam
sel.
2.4 Penerimaan Sinyal dan Inisiasi Sel
Sel menerima informasi dari lingkungan mereka melalui kelas protein
yang dikenal sebagai reseptor . Notch adalah protein permukaan sel yang
berfungsi sebagai reseptor. Hewan memiliki satu set kecil gen yang kode
untuk sinyal protein yang berinteraksi spesifik dengan reseptor Notch dan
merangsang respon dalam sel yang mengekspresikan Notch pada
permukaannya. Molekul yang mengaktifkan (atau, dalam beberapa kasus,
menghambat) reseptor dapat diklasifikasikan
sebagai hormon, neurotransmitter, sitokin, faktor pertumbuhan namun semua
ini disebut ligan reseptor. Rincian ligan-reseptor interaksi yang penting untuk
sel sinyal.
A. Reseptor Ekstraseluler
Reseptor ekstraseluler terdiri atas tiga kelompok utama yaitu reseptor yang
berikatan dengan channel ion, reseptor yang berikatan dengan protein G,
dan reseptor yang berikatan dengan enzim.
Reseptor yang berpasangan dengan channel ion, disebut juga
transmitter-gated ion channel. Reseptor ini me3rupakan protein yang
berperan sebagai pintu gerbang untuk masuknya ion-ion ke dalam
sitosol. Channelini akan terbuka bila berikatan dengan sinyal.
Reseptor yang berpasngan dengan protein G (trimeric GTP-binding
protein), merupakan reseptor yang bekerja secara tidak langgsung
untuk mempengaruhi sel target. Reseptor inin juga disebut sebagai
Kelompok 1 – Basic Science Related to Nursing 1 8
Pensinyalan Sel
iontropic receptors yaitu reseptor yang dapat merespons ligan
ekstraseluler maupun intraseluler. Setelah molekul sinyal berikata
dengan reseptor, protein G dapat bergabung, menjadi aktif dan
melakukan aktifitas di dalam sel. Bila protein target berupa enzim
(misalnya adenil siklase dan fosfolipase) akan timbul perubahaan
konsentrasi mediator intra seluler. Bila protein target berupa channel
ion, akan terjadi perubahaan permeabilitas pada macam membrane
plasma.
Reseptor yang berpasangan dengan enzim, merupakan tipe reseptor
yang sangat bervariasi, tetapi mayoritas tipe ini adalah protein
kinase / yang berhubungan dengan protein kinase. Ikatan yang
terjadi antara ligan dan reseptor menyebabkan perubahan konfirmasi
resepor sehingga terjadi fosforilasi protein dari sel target. Bagian
yang mengikat ligan / sinyal terletak di luar sel sedangkan bagian
yang mengikat enzim (bagian katalitik), terletak di dalam sel.
Reseptor ini terdapat dalam dua tipe, yang pertama berfungsi
langsung merespons suatu gen dan yang kedua berasosiasi dulu
dengan suatu protein (enzim) kemudian baru merespons suatu gen.
Hingga saat ini telah diidentifikasi enam kelompok yang berikatan dengan
enzim yaitu reseptor tirosin kinase, reseptor yang berasosiasi dengan tirosin
kinase, reseptorlike phosphatase, reseptor serin/treonin kinase, reseptor guanilil
siklase dan reseptor yang berasosiasi dengan kinase histidin.
B. Reseptor Dan Protein Sinyal Intraseluler
Molekul sinyal setelah masuk ke dalam sel mengalami perubahaan,
yang disebabkan oleh serangkaian reaksi biokimia dengan melibatkan
enzim-enzim dan factor-faktor lainnya. Proses ini menyebabkan transduksi
sinyal, yang bisa berjalan sangat cepat dalam hitungan milidetik (misalnya
air ion), dalam menit (misalnya aktivitas protein), dalam jam bahkan hari
(misalnya ekspresi gen).
Kelompok 1 – Basic Science Related to Nursing 1 9
Pensinyalan Sel
Di dalam sel terdapat molekul-molekul yang me-relay sinyal yang
diterima darireseptor permukaan dengan target sitosol / nucleus. Molekul
ini terdapat dalam dua ukuran ,yang kecil disebut mediator intraseluler /
second messenger sadangkan yang berukuran basardisebut protein sinyal
intraseluler. Terdapat tiga kelompok utama second messenger, yaitu:
Cyclic nucleotide (misalnya cAMP dan cGMP)
Inositosol trifosfat(IP3) dan diasilgliserol (DAG)
Ion kalsium(Ca2+)
Reseptor intraseluler yang berikatan dengan molekul sinyal diatas yaitu :
Cyclic nucleotide-gated ion channel, digunakan untuk
cGMP,cAMP,dan cGPT
Reseptor IP3 digunakan untuk IP3
Reseptor ryanodine, untuk ion Ca2+
Reseptor nucleus merupakan factor transkripsi yang menyebabkan
transkripsi gen-gen tertentu. Beberapa reseptor yang berfungsi sebagai
factor transkrisi antara lain adalah hormone :
Reseptor hormon steroid : misalnya reseptor estrogen a’ dan a^
Reseptor hormone tiroid
Reseptor asam retinoid (vitamin A), dan lain-lain
Protein sinyal intraseluler, terdapat di sepanjang jalur sinyal antara
reseptor permukaan hingga nucleus. Terdapat beberapa tipe protein sinyal,
yaitu :
Protein relay, berfungsi mengirimkan sinyal ke komponen sinyal
berikutnnya
Protein messenger, membawa sinyal dari satu bagian sel ke
bagian lainnya,
Protein adaptor, mengikat suatu protein sinyal ke protein sinyal
lainnya
Kelompok 1 – Basic Science Related to Nursing 1 10
Pensinyalan Sel
Protein amplifier, meningkatkan sinyal yang diterima dengan
memproduksi mediator intraseluler dalam jumlah banyak atau
mengaktifkan protein sinyal intraseluler. Bila amplifikasi terjadi
beberapa kali,maka tahap-tahap tersebut disebut kaskade sinyal.
Protein bifurcation, merupakan protein sinyal menyebarkan
sinyal dari satu jalur sinyal ke jalur lainnya.
Protein transducer,mengubah sinyal menjadi bentuk yang
berbeda, misalnya enzim yang membentuk cAMP dapat
mengubah sinyal dan mengamplifikasi sehingga berperan sebagai
transducer maupun amplifier.
Protein integrator, menerima sinyal dari dua atau lebih jalur
sinyal kemudian mengintegrasikan sebelum menyalurkan sinyal
kebagian yang lain.
Protein pengatur gen latent, merupakan protein yang diaktifkan
pada permukaan sel oleh reseptor yang aktif kemudian
bermigrasi ke nucleus untuk merangsang transkripsi gen.
2.5 Contoh Pensinyalan Sel pada Tubuh
Contoh yang paling nyata dalam sistem pensinyalan seperti ini adalah pada
sistem imun. Ketika suatu patogen masuk ke dalam tubuh manusia, akan
banyak sitokin yang dilepaskan seperti interleukin, interferon, serta tumor
necrotic factor . Sitokin pada umumnya merupakan protein yang berperan
dalam menstimulasi komponen sel dalam sistem imun. Pensinyalan jarak
dekat juga terjadi pada sistem saraf, terutama pada celah sinaps. Celah sinaps
memungkinkan suatu neuron berhubungan dengan neuron lain atau dengan
suatu efektor seperti endokrin dan otot. Hubungan melalui celah sinaps ini
terjadi dengan perantara neurotransmitter.Neurotransmitter ini merupakan
senyawa kimia yang dapat ditangkap oleh reseptor pada neuron lain atau suatu
efektor dan memberikan efek pada neuron atau reseptor tersebut. Contoh
dari neurotransmitterantara lain asetil kolin, epinefrin, dopamine, GABA,
Asam glutamate, dll.
Kelompok 1 – Basic Science Related to Nursing 1 11
Pensinyalan Sel
BAB III
KESIMPULAN
Kelompok 1 – Basic Science Related to Nursing 1 12
Pensinyalan Sel
Pensinyalan adalah bagian sebuah sistem komunikasi yang sangat
kompleks pada tingkat selular yang mengatur aktivitas dan koordinasi
antar sel. Adapun yang terkait dalam pensinyalan sel antara lain, transduksi
sinyal, respon seluler terhadap sinyal, komunikasi sel dan penerimaan sinyal.
Dengan sistem pensinyalan inilah sel-sel dalam tubuh kita dapat
berkomunikasi satu dengan lainnya. Komunikasi antar sel inilah yang
mengharmonisasikan komponen dalam tubuh, mulai dari tingkatan sel, untuk
dapat mencapai suatu tujuan tertentu terkait dengan sistem regulasi,
pertahanan tubuh, serta pertumbuhan.
DAFTAR PUSTAKA
Kelompok 1 – Basic Science Related to Nursing 1 13
Pensinyalan Sel
Albert B. Johnson A. Lewis J. Raff M, Roberts K. Walter P. 2002.
Molecular Biology of the cell. 4th ed. New York: Garland Science.
Anonymous Cell Communication.
<(http:/Fig.cox.miami.edu/cmallery/150/memb/cellcomm.htm)>.last update
26-4-2006. (upload pukul 18.22 WIB)
Bickenbach J.2006.Principles in molecular and cell biology.
Biology Kenyon.2008.Plasmodesmata.
Biology ultranet.2005.Junction between cells.
, N.A.;J.B.Reece and L.G. Mitchell.2000.Biologi Edisi Kelima Jilid
I.Penerbit Erlangga, Jakarta:438p.
Goodman SR.2000.Medical Cell Biology 2nded.Lippincott Williams and
Wilkns.
http://id.wikipedia.org/wiki/Fagosit (upload pukul 21.00 WIB)
http://id.wikipedia.org/wiki/imunitas (upload pukul 21.15 WIB)
http://id.wikipedia.org/wiki/interaksi_sel_dan_lingkungannya (upload
pukul 21.34 WIB)
http://id.wikipedia.org/wiki/otot (upload pukul 21.51 WIB)
Lodish H. Berk, Zipursky SL. Matsudaria P. Baltimore D. Darnell
J.2001.Molecular Cell Biology.4th ed.New York:W.H.Freeman and
CO.Kimaball JW.Cell
Signaling<http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/Biologypages/c/
Cellsignaling.html>last update 1-6-2004. (upload pukul 19.00 WIB)
Miami.edu.2008.How do cells communicate.
Schultz GS, Ladwig G, Wysocki A.2005.Extracelullar matrix:review of its
roles in acute and chronic wounds.
Sugiono.2004.Asam Nukleat dan SIntesis Protein.Bahan kuliah,Fakultas
Biologi UNSOED, Purwokerto.
Kelompok 1 – Basic Science Related to Nursing 1 14
Top Related