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