Pengaturan Siklus Sel Eukariotik

Pengaturan kapan terjadinya pembelahan itu sangat penting. Kalau kita perhatikan, sel liver (hati) kita bisa membelah tapi gak akan membelah selama sel hati itu tidak rusak atau membutuhkan perbaikan. Sel kulit terus menerus membelah. Sedangkan sel seperti otot atau saraf tidak membelah sama sekali.

Pertanyaannya: perbedaan seperti ini gara-gara apa?

Tentu karena adanya perbedaan regulasi dari siklus sel mereka. Sekarang, memang regulasi siklus sel itu seperti apa?

Dari percobaan yang dilakukan, mereka menemukan suatu komponen penting yaitu sinyal sitoplasmik. Sinyal sitoplasmik berarti ada komponen di sitoplasma yang sebenarnya mengatur jalannya siklus sel. Bukti dari percobaan ini adalah ketika peneliti dari University of Colorado menggabungkan sel yang berada pada tahap siklus sel berbeda. Seperti kita ketahui pada siklus sel ada that G1, S, G2, dan M.

Pada percobaan pertama, ada 2 sel yang berada di tahap siklus sel yang berbeda. Satu sel pada tahap S (sintesis DNA), yang satu pada tahap G1. Ketika kedua sel dicampurkan, maka otomatis kedua sitosol mereka akan becampur tapi tetap menjaga supaya kedua inti sel tidak tergabung. Ternyata sel yang terfusi berikut menyebabkan inti sel G1 maju ke fase S.

Selanjutnya pada percobaan kedua, 2 sel yang satu di fase M, yang satu di fase G1. Ketika dicampurkan, sel yang di fase M tetap M, sedangkan di G1 langsung mitosis bahkan gak masuk ke fase S dulu, langsung lompat ke fase M. Keren kan?

Kita akan membahas faktor sitoplasmik ini, tetapi sekarang kita akan membahas tentang kontrol siklus sel. Terdapat komponen penting pada sistem kontrol ini, yaitu checkpoint. Checkpoint adalah titik di mana aba-aba “BERHENTI!” atau “LANJUT!” dapat mengatur siklus sel. Sel-sel hewan punya punya sinyal “BERHENTI!” untuk masuk siklus sel yang built-in (udah ada dari sananya), sampai ditimpa sama sinyal “LANJUT!”. Terdapat 3 checkpoint utama yang ditemukan pada fase G1, G2, dan M. Tetapi umumnya, jika sel telah dapat sinyal “LANJUT!” pada checkpoint di fase G1, sel tersebut akan menyebelasikan tahap G1, S, G2, dan M, lalu membelah. Kalau sel malah dapat sinyal “BERHENTI!” di G1, sel itu akan keluar siklus sel, dan masuk ke fase G0 alias tidak membelah. Jadi titik penting di sini adalah checkpoint G1. Lalu fungsi checkpoint di fase G2, dan M buat apa? Tentu ada gunanya. Checkpoint di fase G2 akan memastikan kalau sel telah mereplikasi DNA secara sempurna, sedangkan cek poin M memastikan juga ada fungsinya (bisa baca di Alberts atau Raven)

Nah, balik lagi ke faktor sitoplasmik tadi. Jadi di sel terdapat protein kinase yang berupa enzim di mana ia dapat mengaktivasi atau menginaktivasi protein lainnya dengan cara fosforilasi. Protein tertentu memberikan sinyal “LANJUT!” di checkpoint fase G1 dan G2. Sebenarnya kinase ini konsentrasinya konstan, tapi umumnya meraka dalam fase tidak aktif. Untuk aktif protein ini membutuhkan siklin. Maka itu, protein kinase ini dinamakan cyclin-dependent kinase (Cdk)

MPF (Maturation-promoting factor) adalah kompleks cyclin-cdk yang ditemukan pertama kali. MPF menyebabkan fosforilasi berbagai protein di nuclear lamina, yang membuat membran inti sel terfragmentasi untuk mempresiapkan mitosis.

Setelah penelitian lebih lanjut, ternyata sel tumbuhan memiliki setidaknya 3 protein Cdk dan beberapa cyclin yang beroperasi pada checkpoint di fase G1. Dan ternyata, di fase yang berbeda siklin yang berperan dan Cdk yang berperan juga bisa berbeda. Jadi misalnya ketika fase G1, siklin G1 meningkat, tapi pas masuk fase S, siklin G1 menurun digantikan dengan siklin S.

Jadi dengan proses fosforilasi dan juga kerja sama Cdk-dan-cyclin, siklus sel dapat diregulasi. Untuk lebih detail dapat membaca buku Campbell atau Alberts bab 17.

Referensi:

"Calendar". Cas.miamioh.edu. N.p., 2016. Web. 4 Nov. 2016.

Campbell, Neil A and Jane B Reece. Campbell Biology. 9th ed. San Francisco: Pearson, Benjamin Cummings, 2011. Print.

Collins, Dr., Dr. Collins, and Dr. Collins. "Cell Division | NIH Director's Blog". Directorsblog.nih.gov. N.p., 2016. Web. 4 Nov. 2016.

"Mitosis: Cell Cycle Control And Cancer". Cassidy Cant Come Up with a Title. N.p., 2016. Web. 4 Nov. 2016.

Pierce, Benjamin A. Genetics. New York: W.H. Freeman, 2005. Print.