INTERAKSI ANTAR SEL-SEL DAN
LINGKUNGANNYA
Biologi Sel Dasar
BI-100A
INTERAKSI ANTAR SEL-SEL DAN LINGKUNGANNYA :
1) Sel – Sel
Tipe penyampaian molekul sinyal
• Endokrin
sel target jauh Æ hormon dibawa melalui pembuluh darah
• parakrin
Mediator local Æmempengaruhi sel target sekitar/ tetangga
• dirusak oleh suatu enzim ekstraselular atau diimobilisasi oleh ECM
• Autokrin / (contact dependent)
sel responsif terhadap substansi yang dihasilkan oleh sel itu sendiri atau sel sekitarnya
• Sinaptik(neuronal)
Penyampaian sinyal dapat
dilakukan dengan cara protein dari suatu sel berikatan langsung dengan protein lain pada sel lain.
Sel berkomunikasi secara kimiawi : Signal-Reseptor
Molekul sinyal bekerja dengan konsentrasi rendah <10-8M &
reseptor berikatan dengan afinitas yang tinggi, menimbulkan suatu kaskade sinyal intraselular yang dapat mengubah respons sel.
Molekul sinyal :
•protein, peptida kecil, asam amino, •nukleotida,
•steroid, retinoid, derivat asam lemak. •Gas terlarut seperti NO dan CO
Kebanyakan molekul sinyal dikeluarkan oleh sel dengan cara :
•eksositosis
•difusi (sekresi)melalui membran plasma, •terikat pada permukaan sel pemberi signal
Contoh : Viagra merangsang
disekresikannya gas NO shg
pemb.darah relax /melebar
Epinefrin berikatan dengan Reseptor
terikat protein G
• epinefrinberikatan ke reseptor b-adrenergik pada permukaan sel hati dan adiposa.
• Epinefrin yang berikatan dengan reseptor menimbulkan efek
berbeda :
– Epinefrin yang berikatan dengan b-adrenergik pada sel otot jantung Æ peningkatan kontraksi otot
Æ supply darah meningkat
– Pada sel otot polos intestin Æ relaksasi otot
– Pada sel otot polos saluran darah di ginjal, kulit, intestinÆ reseptor lain receptor a2-adrenergik Æ arteri konstriksi
Protein Reseptor
:
A-Pada membran sel : mol larut air i.e. neurotransmiter & hormon peptida,GroF B-Dalam sel : Sinyal hormon yang larut lemak (steroid spt estrogen,
progesteron, testosteron), asam retinoat,Vit D, gas NO
2005,RRE/AB,SITH ITB
Aktivasi Reseptor pada permukaan sel
4 kelompok reseptor :
1. Reseptor terikat protein G (> 100)
Ligand – reseptor Æ aktifasi protein G Æ aktivasi/hambat suatu enzim Æ
mengaktivasi ion channel atau second messenger. Contoh : reseptor untuk epinefrin (B-adrenergic), serotonin, glukagon
2. reseptor ion channel
Ligand – reseptor Æ perubahan konformasi reseptor Æ aliran ion tertentu
(K,Na,Ca,ClÆ ubah potensial elektris pada membran sel. eg reseptor asetilkolin
3. reseptor yang berikatan dengan tirosin kinase
Reseptor tidak memiliki aktivitas katalitik.
Ligand – reseptor Æ stimulasi dimerisasi reseptor Æ interaksi dengan protein tirosin kinase pada sitosol. Contoh : faktor tumbuh
4. Reseptor yang memiliki aktivitas enzimatik intrinsik
Reseptor memiliki aktivitas katalitik intrinsik.
Ligand – reseptor Æ katalisasi GTP Æ cGMP atau berperan sebagai protein
fosfatase Æ mengkatalisasi pelepasan fosfat dari dari fosfotirosin (reseptor
Penyampaian sinyal/informasi ke dalam sel
Sinyal disampaikan ke sel target
melalui molekul intrasel dalam
jalur kaskade sinyal :
• Inisiasi
– Sinyal berikatan dengan reseptor /ligan : “Enzyme-linked” & Protein G – SinyalÅÆ ligand Î transformasi
sinyal ke molekul lain :”second messenger”: C-AMP & Calcium
• Amplifikasi
– Amplifikasi sinyal yang
diterima:”cascades”protein kinase – Distribusi sinyal untuk pengaruhi
Respon sel terhadap sinyal
A. 1 sinyal Æ 1 tipe reseptor Î aneka efek pada berbagai sel:
bentuk sel, pergerakan, metabolisme, ekspresi gen
B. Setiap sel punya beraneka ragam reseptor spesifik untuk aneka sinyal Î sel memberi respon Æ
misalkan efek untuk kelulusan hidup & diferensiasi
Langkah-langkah komunikasi
• Sintesa molekul sinyal oleh sel yang memberi sinyal
• Pelepasan molekul sinyal oleh sel yang memberi sinyal
• Transpor sinyal oleh sel target
• Pengikatan sinyal oleh reseptor spesifik yang menyebabkan
aktivasi reseptor tersebut
• Inisiasi satu atau lebih jalur transduksi sinyal intrasel
• Perubahan spesifik fungsi, metabolisme, atau perkembangan
sel
Steroid hormone ANIMASI : TARGET CELL Receptor protein 1 2 3 NUCLEUS DNA Hormone-receptor complex 4 mRNA Transcription New protein Cellular response: activation of a gene and synthesis of
• Steroid hormones bind to
intracellular receptors
– The steroid-receptor complex binds to DNA,
turning specific genes on or off (receptor act as gene regulator
)
In this example, a new protein is synthesized
• Other: act as Enzymes, eg.NO-guanylyl cyclase-catalyze
(1) A hormone binds to a receptor
protein in the plasma membrane Hormone(epinephrine)
(2) The receptor protein activates a signal-transduction pathway in the cell
(3) A series of relay molecules
transmits the signal to a protein that carries out the cell’s
response 1 2 3 RECEPTOR PROTEIN TARGET
CELL Plasmamembrane
Relay molecules Signal-transduction pathway Glycogen Glucogen Cellular response
Senyawa yang berikatan dengan reseptor membran
- neurotransmitters yang bersifat induktif : acetylcholine, glutamate, serotonin. -- Inhibitory neurotransmitters: GABA, glycine
- Obat: Valium and Prozac mempengaruhi levels atau sensitivitas neurotransmitter - Neurotoxins, snake venoms, curare, and strychnine dapat mem blok signal
2005,RRE/AB,SITH ITB
Cell surface proteins mediate cell-cell interactions.
• Cell Î Jaringan :misal darah dan otot • Tiap sel memiliki molekul
marker : menentukan identitas “cell-tissue
specific”, sehingga sel lain yang kontak dapat mengenali marker tersebut.
• Macam marker :
1. Glikolipid : umum pada
permukaan sel, mis: gol.darah 2. Protein
“Majorhistocompatibility complex”(MHC) untuk
membedakan “self” dengan “non-self”,eg. imunoglobulin
Adhesi antar sel pada jaringan dan matrik : “Cell Junction”
Tiga kelompok
cell junction
:1.
occluding junctions:
i.e.tight junctions
Æ hanya vertebrata 2.anchoring junctions
:A - berikatan dengan filamin aktin : i. sel-sel -
(
mis. Adhesion belts
)ii. sel-ECM - (mis.
focal contacts)
B. -berikatan dengan filamen intermediat : i. sel-sel (desmosom)
ii. sel-matriks (hemidesmosom)
3. Communicating junction :
a. Gap junctions
b. Chemical synapses
Tight junctions : menghubungkan mbr plasma sel yg bersebelahan
1. barier selektif permeabilitas:mempertahankan perbedaan komposisi cairan pada sisi sel yang berbeda
2. transmembran protein : claudin & ocludin
3. fungsi : -Menjaga komposisi seny. dlm rongga saluran / lumen -Transport nutrisi secara selektif
Tight junction antara sel epitel berperan untuk mencegah difusi : 1. barrier untuk difusi protein membr antara domain apical
dan membran basolateral 2. mencegah kebocoran
Anchoring junctions :
1. banyak pada sel yang mendapatkan
stress
mekanik ie.kulit/otot 2. menghubungkan sitoskelet sel dengan sel lain atau dengan ECM Ada 3 jenis :1. Adherens junctions Æ Filamen aktin 2. Desmosom Æ filamen intermediate 3. Hemidesmosom
Adherens junctions
adherens junctions sel/ sel :
adhesion belt/zonula adherens
- dekat ujung apeks sel, di bawah
tight junctions,
Filamen : aktin- protein pengikat trans membran : cadherinÆmol. adhesi bergantung Ca2+ : gen yg mengatur “nasib” sel - protein pelekatan intracellular: catenin, vinculin, α-actinin, platoglobin
adherens junctions sel / matriks:
Focal contacts/adhesion plaques
- protein pengikat trans membr: integrin(>20) - protein pelekatan intraselular: talin,α-actinin, vinculin
Desmosom & hemidesmosom:
menarik dan mengikat sangat kuat penyebaran tekanan melalui epitel ke ECM di bawahnya
2.Desmosom: sel – sel ,
-anchoring sites untuk filamen intermediate
-trans membr linker protein: cadherin
3.Hemidesmosom:sel– ECM
- Filamen intermediate : keratin - Transmembran protein : integrin
Gap junctions : antara sel-sel
- transmembran protein: connexonÆtdr atas 6 connexin
- dapat dilalui oleh ion anorganik dan molekul larut air < 1000 Da, mis.gula sederhana, as amino
- menyampaikan sinyal elektris dan kimiawi : mis kerusakan sel & sinaps Pd tumbuhan : plasmodesmata
Synaptic junction
- sel saraf
- diperantarai oleh protocadherin
Communicating Junctions :
Extracellullar matrix :
• suatu matriks di luar sel yang berbatasan dengan membran plasma.
• materi pengemas yang inert • ECM eg. Tendon, tulang lunak,
stroma kornea
• berperan dalam menentukan bentuk dan aktivitas sel.
• mempertahankan kondisi sel yang telah terdiferensiasi dan mempertahankan
kemampuan sel untuk menghasilkan produknya
