MAKALAH TRANSDUKSI SEL
Disusun oleh:
NAMA
: LASINRANG ADITIA
NIM
: 60300112034
KELAS
: BIOLOGI A
TUGAS
: BIOLOGI SEL
JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI ALAUDDIN MAKASSAR 2013
KATA PENGANTAR Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ilmiah biologi khususnya biologi sel tentang transduksi sel. Adapun makalah ilmiah biologi khususnya biologi sel tentang transduksi sel telah kami usahakan semaksimal mungkin dan tentunya dengan bantuan berbagai pihak, sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu kami tidak lupa menyampaikan bayak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu kami dalam pembuatan makalah ini. Namun tidak lepas dari semua itu, kami menyadar sepenuhnya bahwa ada kekurangan baik dari segi penyusun bahasanya maupun segi lainnya. Oleh karena itu dengan lapang dada dan tangan terbuka kami membuka selebar-lebarnya bagi pembaca yang ingin member saran dan kritik kepada kami sehingga kami dapat memperbaiki makalah ilmiah biologi ini. Akhirnya penyusun mengharapkan semoga dari makalah ilmiah biologi yang kususnya membahas tentang transduksi sel ini dapat diambil hikmah dan manfaatnya sehingga dapat memberikan inpirasi terhadap pembaca.
Makassar, 14 oktober 2013
Penyusun
DAFTAR ISI
Kata Pengantar …………………………………………………………………. Daftar isi ………………………………………………………………………… BAB I
Pendahuluan
a. Latar belakang ……………………………………………………………….. b. Rumusan Masalah ……………………………………………………………. c. Tujuan………………………………………………………………………… BAB II Pembahasan a.
Transduksi Sel ………………………………………………………………
b.
Metode transduksi sel…………………………………………………………
c.
Tahapan Transduksi Sel …………….……………………………………….
d.
Second messenger …………………………………………………………….
BAB III Penutup a.
Kesimpulan ….……………………………………………………………….
b.
Saran…………………………………………………………………………..
Daftar Pustaka .........................................................................................................
BAB I PENDAHULUAN A. Latar belakang Sel merupakan unit terkecil dan structural dari organisme atau mahluk hidup.
Miliaran sel harus ber-koordinasi untuk membentuk suatu jaringan.
Dengan adanya koordinasi tersebut maka memungkinkan suatu organisme dapat berkembang. Dimulai dari sel kemudian membentuk jaringan, organ dan system organ yang menjalankan organisme tersebut. Dalam kehidupan makhluk hidup baik uniseluler atau multiseluler akan berinteraksi dengan lingkungannya untuk mempertahankan kehidupannya. Sinyal-sinyal antar sel jauh lebih sederhana daripada bentuk-bentuk pesan yang biasanya dirubah oleh manusia. Sinyal - sinyal yang diterima sel, yang berasal dari sel lain atau dari beberapa perubahan pada lingkungan fisik organisme, bermacam-macam bentuknya.
Misalnya,
sel
dapat
mengindera
dan
merespons
sinyal
elektromagnetik, seperti cahaya, dan sinyal mekanis seperti, sentuhan. Akan tetapi sel-sel paling sering berkomunikasi satu sama lain dengan menggunakan sinyal kimiawi. Kajian tentang transduksi sel atau biasa disebut komunikasi antar sel akan membantu menjawab sejumlah pertanyaan penting dalam biologis dan kedokteran, mulai dari perkembangan embriologis hingga kerja hormon untuk perkembangan kanker.
B.
Rumusan masalah Dari uraian latar belakang mengenai interaksi sel diatas, maka dapat ditarik beberapa rumusan masalah seperti: 1. Bagaimana cara sel bertranduksi ? 2. Apa saja metode dari transduksi sel ? 3. Bagaimana tahapan dari transduksi sel ? 4. Bagaimana sinyal antara sel yang diterima oleh second messenger ?
C. Tujuan Dari beberapa rumusan masalah di atas, maka dapat ditentukan tujuan dari makalah ini, seperti berikut: 1. Untuk mengetahui cara transduksi sel 2. Untuk mengetahui apa saja metode komunikasi sel 3. Untuk mengetahui tahapan komunikasi sel 4. Untuk mengetahui sinyal antar sel yang diterima oleh second messenger.
BAB II PEMBAHASAN A. TRANSDUKSI SEL Sistem komunikasi suatu sel berperan teramat penting dalam menentukan respon seluler yang akan dilakukan oleh sel. Seluruh peristiwa yang terangkum dalam dogma biologi molekuler diawali oleh adanya aktivitas komunikasi. Untuk dapat menjalankan aktivitas komunikasi tersebut sebuah sel (eukariotik) dilengkapi berbagai jenis reseptor yang terdapat di membrane plasmanya.Reseptor ini biasanya merupakan bagian structural 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. Berikut macam-macam interaksi sel :
1) Komunikasi kontak sel
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.
2) Pensinyalan parakrin
Pada pensinyalan parakrin, sel pensekresi bertindak pada sel target didekatnya dengan melepas molekul pengatur local ke dalam fluida ekstraseluler.
3) Pensinyalan sinaptik
Pada
pensinyalan
sinaptik
sel
saraf
neurotransmitter ke dalam sinapsis antara sel lain. 4) Pensinyalan Endokrin/ Hormonal
melepaskan
molekul
Hormone mensinyal sel target pada jarak yang lebih jauh. Pada hewan, sel endokrin terspesialisasi mensekresi hormone ke dalam cairan tubuh yaitu darah. Hormone dapat mencapai hamper seluruh sel tubuh, tetapi, jika dengan pengatur local. Hanya sel target spesifik yang mengenali dan merespons sinyal kimiawi yang diberikan. Penisyaratan sel adalah bagian sebuah sistem komunikasi yang sangat kompleks pada tingkat selular yang mengatur aktivitas dan koordinasi antar sel. Sebagai contoh, budding pada khamir Saccharomyces cerevisiae. Sel-sel khamir berkomunikasi dengan sel lainnya untuk perkawinan dengan mensekresikan beberapa macam peptida pendek. Molekul peptida tersebut merupakan isyarat ekstraseluler fungsional pada jarak dekat maupun jauh, dengan pencerap yang spesifik. Hormon adalah zat kimia yang terbentuk dalam satu organ atau bagian tubuh dan dibawa dalam darah ke organ atau bagian di mana mereka menghasilkan efek fungsional. Hormon membawa pesan dari kelenjar kepada sel-sel untuk mempertahankan tingkat bahan kimia dalam aliran darah yang mencapai homeostasis. Tergantung pada efeknya masing-masing, hormon dapat mengubah aktivitas fungsional, dan kadang-kadang struktural satu atau beberapa organ atau jaringan. Hormon adalah Istilah yang berasal dari kata Yunani “hormao” yang berarti menggairahkan atau membangkitkan. Hal ini mencerminkan peran hormon yang bertindak sebagai katalis untuk perubahan kimia lainnya pada tingkat sel yang diperlukan untuk pertumbuhan, perkembangan, dan energi. Hormon beredar bebas dalam aliran darah, menunggu untuk dikenali oleh sel target yang menjadi tujuan mereka. Sel target memiliki reseptor yang hanya dapat diaktifkan dengan jenis hormon tertentu. Setelah diaktifkan, sel tahu
untuk memulai fungsi tertentu, misalnya mengaktifkan gen atau memproduksi energi kembali. Hormon dapat diklasifikasikan menurut situs mereka bertindak dengan situs mereka diproduksi, menjadi hormon endokrin, hormon parakrin, dan hormon otokrin.
Hormon endokrin : hormon disekresikan oleh kelenjar endokrin.
Hormon parakrin
Hormon autokrin : hormon yang bertindak pada sel memproduksinya.
: hormon yang bertindak pada sel-sel tetangga lokal.
B. METODE TRANSDUKSI SEL Disamping mengatur segala macam aktivitas yang terjadi di dalam tubuh kita sel juga berinteraksi antar satu sama lain. mereka mempunyai cara atau metode tersendiri dalam berkomunikasi, terdapat tiga metode komunikasi antar sel, yaitu: 1) 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. Gap junction memungkinkan terjadinya aliran ion-ion (sinyal listrik) dan molekul-molekul kecil (sinyal kimia), seperti asam amino, ATP, cAMP dalam sitoplasma kedua sel yang berhubungan. 2) 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). 3) Komunikasi jarak jauh, adalah komunikasi antar sel yang mempunyai jarak cukup jauh. Komunikasi ini berlangsung melalui sinyal listrik yang
dihantarkan sel saraf dan atau dengan sinyal kimia (hormon atau neurohormon) yang dialirkan melalui darah. Sinyal hormonal merupakan komunikasi jarak jauh. Sinyal hormonal melibatkan beberapa hal sebagai berikut: 1. Biosintesis hormon tertentu dalam jaringan tertentu 2. Penyimpanan dan sekresi hormon 3. Transportasi hormon ke sel target 4. Pengakuan hormon oleh membran sel yang berhubungan atau protein reseptor intraseluler 5. Relay dan amplifikasi sinyal hormonal diterima melalui proses transduksi sinyal: ini kemudian menyebabkan respon selular. Reaksi dari sel target kemudian dapat diakui oleh hormon-sel yang memproduksi asli, yang mengarah ke bawah regulasi-dalam produksi hormon. Ini adalah contoh dari sebuah loop umpan balik homeostatik negatif. 6. Degradasi hormon. Sel hormon biasanya dari jenis sel khusus, yang berada dalam kelenjar endokrin tertentu, seperti kelenjar tiroid, ovarium, dan testis. Hormon keluar sel asal mereka melalui eksositosis atau lain sarana transportasi membran. Model hirarkis merupakan penyederhanaan yang berlebihan dari proses sinyal hormonal. Penerima seluler sinyal hormonal tertentu mungkin salah satu dari beberapa jenis sel yang berada dalam sejumlah jaringan yang berbeda, seperti halnya untuk insulin, yang memicu beragam efek fisiologis sistemik. Jenis jaringan yang berbeda juga dapat merespon secara berbeda terhadap
sinyal hormon yang sama. Karena itu, sinyal hormon yang rumit dan sulit untuk membedah. C. TAHAPAN TRANSDUKSI SEL Proses komunikasi sel dibagi menjadi tiga tahap, yaitu: a. Penerimaan (reception), 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. b. Transduksi, diawali dengan pengikatan molekul sinyal mengubah protein reseptor. Tahap transduksi ini mengubah sinyal menjadi suatu bentuk yang dapat menimbulkan respon seluler spesifik. Pada system Sutherland, pengikastan 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 meliputi aktifitas sebagai berikut: Pengenalan berbagai sinyal dari luar terhadap reseptor spesifik yang terdapat pada permukaan membran sel. Penghantaran sinyal melalui membran sel ke dalam sitoplasma. 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. Respon dapat berupa peningkatan atau
penurunan
aktifitas
enzim-enzim
metabolik,
rekonfigurasi
sitoskeleton, perubahan permeabilitas membran sel, aktifasi sintesa DNA, perubahan ekspresi genetik atupun program apoptosis. c. 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. Secara singkat, langkah-langkah transduksi sinyal adalah: Sintesis 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. Peubahan spesifik fungsi, metabolisme, atau perkembangan sel. Pembuangan sinyal yang mengakhiri respon sel.
ikatan ligan dengan reseptor spesifik akan memicu pelepasan second messenger yang akan menimbulkan reaksi berantai dan membawa perubahan didalam sel. Reseptor spesifik, yang terdapat pada membran sel
dapat
berupa: GTP
receptors, receptor
tyrosine
binding kinase,
protein
(G-protein)-coupled
cytokine
receptor-link kinase
atupun serine kinase. 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. d. 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 membantu memastikan bahwa aktivitas penting seperti ini terjadi pada sel yang benar, pada waktu yang tepat, dan pada koordinasi yang sesuai dengan sel lain dalam organisme bersangkutan. D. SECOND MESSENGER Second messenger merupakan jalur persinyalan yang melibatkan molekul atau ion kecil nonprotein yang terlarut-air. Sedangkan molekul sinyal ekstraseluler yang mengikat reseptor membrane merupakan mesenjer pertama jalur. Karena mesenjer kedua itu kecil dan terlarut dalam air, mesenjer ini data segera menyebar ke seluruh sel dengan berdifusi. Mesenjer kedua berperan serta dalam jalur yang diinisiasi reseptor terkait protein-G maupun reseptor tirosin-kinase. Dua mesenjer kedua yang paling banyak digunakan ialah:
A. AMP siklik Second messenger ini yang membawa sinyal yang diinisiasi epinefrin dari membrane plasma sel hati atau otot ke bagian dalam sel, dimana sinyal itu menyebabkan pemecahan glikogen. Pengikatan epinefrin pada membrane plasma sel hati akan meningkatkan senyawa adenosine monofosfat siklik, yang disingkat AMP siklik atau cAMP. cAMP ini diaktifkan oleh adenilat siklase yang mengkatalisa perombakan ATP. cAMP atau aliran ion tadi dapat membuat perubahan pada perilaku sel, dan mereka disebut messenger sekunder atau mediator intraseluler yang mana akan merangsang metabolisme sel lewat aktivitas protein kinase. B. Ion kalsium Banyak molekul sinyal pada hewan, termasuk neurotransmitter, factor pertumbuhan, dan sejumlah hormone, menginduksi respon pada sel targetnya melalui jalur transduksi sinyal yang meningkatkan konsentrasi ion kalsium sitosolik. Peningktan konsentrasi ion kalsium sitosolik menyebabkan banyak respon pada sel hewan. Sel menggunakan ion kalsium sebagai mesenjer kedua dalam jalur protein-G dan jalur reseptor tirosin kinase. Dalam merespon sinyal yang direlai oleh jalur transduksi sinyal, kadar kalsium sitosolik mungkin meningkat, biasanya oleh suatu mekanisme yang melepas ion kalsium dari RE biasanya jauh lebih tinggi daripada konsentrasi dalam sitisol. Karena kadar kalsium sitosolit rendah, perubahan kecil pada jumlah absolute ion akan menggambarkan persentase perubahan yang relative tinggi pada konsentrasi kalsium.
BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Dari serangkaian penjelasan diatas, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Transduksi menjadi 3 macam, yaitu komunikasi tingkat langsung, pensinyalan
parakrin,
pensinyalan
sinaptik,
dan
pensinyalan
endokrin/hormonal. 2. Metode transduksi sel dibagi menjadi 3 macam, yaitu komunikasi langsung, komunikasi lokal, dan komunikasi jarak jauh. 3. Proses transduksi
sel dibagi menjadi tiga tahap, yaitu penerimaan
(reception), transduksi dan respon. 4. Second messenger merupakan jalur persinyalan yang melibatkan molekul atau ion kecil nonprotein yang terlarut-air. . Dua mesenjer kedua yang paling banyak digunakan ialah AMP siklik dan Ion kalsium. B. Saran Kami ketahui bahwa makalah kami ini masih jauh dikatakan sempurna, untuk itu kami membutuhkan saran dan kritikan yang membangun kepada para pembaca agar pembuatan makalah selanjutnya bisa lebih baik lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, dkk. 2002. Biologi Jilid I Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga
http://rahmahfitriyani.wordpress.com/2013/01/18/biologi-sel/
http://www.slideshare.net/TikaNurfadilah/komunikasi-antar-sel
