biologi sel dasar bi-100a - · pdf file2005,rre/ab,sith itb interaksi antar sel-sel dan...
TRANSCRIPT
2005,RRE/AB,SITH ITB
INTERAKSI ANTAR SEL-SEL DAN LINGKUNGANNYA
Biologi Sel Dasar
BI-100A
2005,RRE/AB,SITH ITB
INTERAKSI ANTAR SEL-SEL DAN LINGKUNGANNYA : 1) Sel – Sel2) Sel - Matriks ekstraselular(Jaringan)
2005,RRE/AB,SITH ITB
2005,RRE/AB,SITH ITB
Tipe penyampaian molekul sinyal• Endokrinsel target jauh hormondibawa melalui pembuluh darah
• parakrinMediator local mempengaruhisel target sekitar/ tetangga
• dirusak oleh suatu enzimekstraselular atau diimobilisasioleh ECM
• Autokrin / (contact dependent)sel responsif terhadap substansiyang dihasilkan oleh sel itusendiri atau sel sekitarnya
• Sinaptik(neuronal)Penyampaian sinyal dapatdilakukan dengan cara protein dari suatu sel berikatan langsungdengan protein lain pada sel lain.
2005,RRE/AB,SITH ITB
2005,RRE/AB,SITH ITB
Sel berkomunikasi secara kimiawi : Signal-ReseptorMolekul sinyal bekerja dengan konsentrasi rendah <10-8M & reseptor berikatan dengan afinitas yang tinggi, menimbulkan suatukaskade 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 merangsangdisekresikannya gas NO shgpemb.darah relax /melebar
2005,RRE/AB,SITH ITB
Epinefrin berikatan dengan Reseptorterikat protein G
• epinefrinberikatan ke reseptorb-adrenergik pada permukaansel hati dan adiposa.
• Epinefrin yang berikatan denganreseptor menimbulkan efekberbeda :– Epinefrin yang berikatan dengan
b-adrenergik pada sel otot jantungpeningkatan kontraksi ototsupply darah meningkat
– Pada sel otot polos intestin relaksasi otot– Pada sel otot polos saluran darah di ginjal, kulit, intestin
reseptor lain receptor a2-adrenergik 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 larutlemak (steroid spt estrogen, progesteron, testosteron), asamretinoat,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 aktifasi protein G aktivasi/hambat suatu enzimmengaktivasi ion channel atau second messenger. Contoh : reseptor untukepinefrin (B-adrenergic), serotonin, glukagon
2. reseptor ion channelLigand – reseptor perubahan konformasi reseptor aliran ion tertentu
(K,Na,Ca,Cl ubah potensial elektris pada membran sel. eg reseptor asetilkolin
3. reseptor yang berikatan dengan tirosin kinase
Reseptor tidak memiliki aktivitas katalitik.
Ligand – reseptor stimulasi dimerisasi reseptor interaksi dengan protein tirosin kinase pada sitosol. Contoh : faktor tumbuh
4. Reseptor yang memiliki aktivitas enzimatik intrinsik
Reseptor memiliki aktivitas katalitik intrinsik.
Ligand – reseptor katalisasi GTP cGMP atau berperan sebagai protein fosfatase mengkatalisasi pelepasan fosfat dari dari fosfotirosin (reseptortirosin kinase). Contoh : reseptor insulin
2005,RRE/AB,SITH ITB
Penyampaian sinyal/informasi ke dalam sel
Sinyal disampaikan ke sel target melalui molekul intrasel dalamjalur kaskade sinyal :
• Inisiasi– Sinyal berikatan dengan reseptor
/ligan : “Enzyme-linked” & Protein G– Sinyal ligand 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
2005,RRE/AB,SITH ITB
Respon sel terhadap sinyal
A. 1 sinyal 1 tipe reseptoraneka efek pada berbagai sel:
bentuk sel, pergerakan, metabolisme, ekspresi gen
B. Setiap sel punya beranekaragam reseptor spesifikuntuk aneka sinyal selmemberi responmisalkan efek untukkelulusan 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 menyebabkanaktivasi reseptor tersebut
• Inisiasi satu atau lebih jalur transduksi sinyal intrasel
• Perubahan spesifik fungsi, metabolisme, atau perkembangansel
• Pembuangan sinyal yang mengakhiri respon sel
2005,RRE/AB,SITH ITB
Steroidhormone
ANIMASI :
TARGETCELL Receptor
protein
1
2
3NUCLEUS
DNA
Hormone-receptorcomplex
4
mRNATranscription
Newprotein
Cellular response:activation of a geneand synthesis ofnew protein
• 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 synthesis. of GMP
2005,RRE/AB,SITH ITB
(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
RECEPTORPROTEIN
TARGETCELL
Plasmamembrane
Relaymolecules
Signal-transductionpathway
Glycogen Glucogen
Cellular response(in this example, glycogen breakdown)
2005,RRE/AB,SITH ITB
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
2005,RRE/AB,SITH ITB
Cell surface proteins mediate cell-cell interactions.• Cell Jaringan :
misal darah dan otot
• Tiap sel memiliki molekulmarker : menentukanidentitas “cell-tissue specific”, sehingga sel lain yang kontak dapat mengenalimarker tersebut.
• Macam marker :
1. Glikolipid : umum padapermukaan sel, mis: gol.darah
2. Protein “Majorhistocompatibilitycomplex”(MHC) untukmembedakan “self” dengan“non-self”,eg. imunoglobulin
2005,RRE/AB,SITH ITB
Adhesi antar sel pada jaringan dan matrik : “Cell Junction”Tiga kelompok cell junction :
1. occluding junctions: i.e. tight junctions 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 junctionsb. Chemical synapsesc. Plasmodesmata (pada tumbuhan)
2005,RRE/AB,SITH ITB
Tight junctions : menghubungkan mbr plasma sel yg bersebelahan1. barier selektif permeabilitas:mempertahankan perbedaan
komposisi cairan pada sisi sel yang berbeda2. transmembran protein : claudin & ocludin3. fungsi : -Menjaga komposisi seny. dlm rongga saluran / lumen
-Transport nutrisi secara selektifTight junction antara sel epitel berperan untuk mencegah difusi :1. barrier untuk difusi protein membr antara domain apical
dan membran basolateral2. mencegah kebocoran
molekul larut air
2005,RRE/AB,SITH ITB
Anchoring junctions : 1. banyak pada sel yang mendapatkan stress mekanik ie.kulit/otot2. menghubungkan sitoskelet sel dengan sel lain atau dengan ECM
Ada 3 jenis :1. Adherens junctions Filamen aktin2. Desmosom filamen intermediate3. Hemidesmosom
2005,RRE/AB,SITH ITB
Adherens junctions
adherens junctions sel/ sel : adhesion belt/zonula adherens
- dekat ujung apeks sel, di bawah tight junctions, Filamen : aktin
- protein pengikat trans membran : cadherin mol. 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- Filamen : aktin
2005,RRE/AB,SITH ITB
Desmosom & hemidesmosom: menarik dan mengikat sangat kuatpenyebaran 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
2005,RRE/AB,SITH ITB
Gap junctions : antara sel-sel- transmembran protein: connexon tdratas 6 connexin- dapat dilalui oleh ion anorganik dan
molekul larut air < 1000 Da, mis.gulasederhana, as amino
- menyampaikan sinyal elektris dankimiawi : mis kerusakan sel & sinaps
Pd tumbuhan : plasmodesmata
Synaptic junction- sel saraf- diperantarai oleh protocadherin
Communicating Junctions : komunikasi sitoplasma langsung dgn sel sekitar
2005,RRE/AB,SITH ITB
Summary : Junction & non junction
2005,RRE/AB,SITH ITB
Extracellullar matrix :• suatu matriks di luar sel
yang berbatasan denganmembran plasma.
• materi pengemas yang inert• ECM eg. Tendon, tulang lunak,
stroma kornea• berperan dalam menentukan
bentuk dan aktivitas sel.• mempertahankan kondisi sel
yang telah terdiferensiasidan mempertahankankemampuan sel untukmenghasilkan produknya
2005,RRE/AB,SITH ITB
Basal membran (BM):
Mengelilingi sel otot dan sellemak & di bawah jar. epitel, serta sel-sel endotelium
· tempat pelekatan sel; · substrat untuk migrasi sel· membatasi jaringan dalamsuatu organ, · sebagai suatu bariermakromolekul & untuk invasisel ke suatu jaringan