Biologi Sel Dasar BI-100A

INTERAKSI ANTAR SEL-SEL DAN LINGKUNGANNYA

Biologi Sel Dasar BI-100A 2005,RRE/AB,SITH ITB

INTERAKSI ANTAR SEL-SEL DAN LINGKUNGANNYA : 1) Sel – Sel 2) Sel - Matriks ekstraselular(Jaringan)

2005,RRE/AB,SITH ITB


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. 2005,RRE/AB,SITH ITB


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 2005,RRE/AB,SITH ITB

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 2005,RRE/AB,SITH ITB

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 1)dalam sitoplasma 2)dalam inti sel 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 2005,RRE/AB,SITH tirosin kinase).ITB Contoh : reseptor insulin

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 beberapa efek secara paralel 2005,RRE/AB,SITH ITB


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 2005,RRE/AB,SITH ITB

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 • Pembuangan sinyal yang mengakhiri respon sel 2005,RRE/AB,SITH ITB

ANIMASI :

•

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.NOguanylyl cyclase-catalyze synthesis. of GMP 2005,RRE/AB,SITH ITB

Steroid hormone 1

TARGET CELL

NUCLEUS

2

Receptor protein

3

Hormonereceptor complex

DNA 4 mRNA

Cellular response: activation of a gene and synthesis of new protein

Transcription

New protein

(1) A hormone binds to a receptor protein in the plasma membrane

Hormone (epinephrine)

(2) The receptor protein activates a signaltransduction pathway in the cell (3) A series of relay molecules transmits the signal to a protein that carries out the cell’s response

RECEPTOR PROTEIN

1

2

TARGET CELL

Plasma membrane

Signaltransduction pathway

Relay molecules 3

Glycogen

Glucogen

Cellular response

(in this example, glycogen breakdown)


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 neurotransmitter


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 c. Plasmodesmata (pada tumbuhan)


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 molekul larut air


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, αactinin, platoglobin adherens junctions sel / matriks: Focal contacts/adhesion plaques - protein pengikat trans membr: integrin(>20) - protein pelekatan intraselular: talin,α-actinin, vinculin - Filamen : aktin 2005,RRE/AB,SITH ITB

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


Communicating Junctions : komunikasi sitoplasma langsung dgn sel sekitar 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


Summary : Junction & non junction


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


Basal membran (BM): Mengelilingi sel otot dan sel lemak & di bawah jar. epitel, serta sel-sel endotelium · tempat pelekatan sel; · substrat untuk migrasi sel · membatasi jaringan dalam suatu organ, · sebagai suatu barier makromolekul & untuk invasi sel ke suatu jaringan


Biologi Sel Dasar BI-100A

Recommend Documents