Persinyalan Sel
Sel sebagai komponen dasar kehidupan tentu harus mampu mengetahui keadaan di luar sel dan merespon perubahan tersebut. Untuk melakukannya, ada 3 langkah utama yang harus dijalani:
Penerimaan (reception): sinyal dari luar diterima oleh reseptor
Transduksi: pengubahan sinyal menjadi pesan yang diteruskan ke dalam sel
Respon: respon terhadap pesan yang berasal dari transduksi sinyal dari luar sel.
1. Penerimaan (reception)
Ada beberapa jenis reseptor yang memiliki mekanisme penerusan pesan kedalam sel yan berbeda-beda
G-protein coupled receptor
Reseptor ini berhubungan dengan protein G di bagian dalam sel. Bila reseptor menerima rangsangan yang sesuai, maka reseptor akan mengaktifkan protein G dan protein G ini akan mengaktifkan jalur transduksi sinyal di dalam sel.
Protein G ini berada pada keadaan tidak aktif bila berikatan dengan GDP (guanosin difosfat).
Ketika ada rangsangan yang sesuai, maka reseptor pun akan teraktivasi. Protein G akan berikatan dengan reseptor, dan GDP yang ada akan terganti dengan GTP. Protein G berada dalam keadaan aktif saat berikatan dengan GTP.
Protein G yang aktif ini akan lepas dari reseptor dan mengaktifkan enzim tertentu. Enzim inilah yang akan melanjutkan transduksi sinyal.
Segera setelah proses diatas, semua komponen akan kembali ke kondisi inaktif dan siap menerima rangsang baru
Reseptor tirosin kinase
Reseptor ini berada pada bentuk monomer yang terpisah saat tidak aktif, dan saat berikatan dengan rangsang yang tepat akan bergabung menjadi bentuk dimer.
Tidak aktif
Awal teraktivasi setelah berikatan dengan ligan (molekul sinyal)
Ada 6 residu tirosin yang berada di bagian dalam sel dari reseptor ini. 6 residu tirosin ini akan terfosforilasi oleh ATP ketika reseptor aktif. Itulah mengapa reseptor jenis ini disebut tirosin kinase (kinase berarti suatu enzim yang menempelkan gugus fosfat ke molekul lain).
Tirosin yang terfosforilasi ini akan berikatan dengan protein – protein lain yang akan bertugas menyampaikan pesan melalui transduksi sinyal yang akan teraktivasi ketika berikatan dengan residu tirosin yang terfosforilasi ini.
Reseptor ligand-gated channel
Reseptor ini berbentuk channel yang akan terbuka / tertutup saat berikatan dengan ligan tertentu. Buka/ tutupnya akan mengatur keluar masuknya zat tertentu kedalam sel yang dapat menimbulkan respon tertentu.
Reseptor intraseluler
Letaknya didalam sel, untuk senyawa yang bisa menembus membrane sel (senyawa-senyawa nonpolar, dsb)
2. Transduksi
Setelah diterima, maka sinyal harus diubah menjadi pesan yang bisa diteruskan dan memicu respon didalam sel. Ada beberapa mekanisme dalam melakukan hal ini:
Rantai fosforilasi
Berisi protein – protein kinase yang akan saling memfosforilasi protein selanjutnya, layaknya penyampai pesan berantai.
Second messenger
Molekul-molekul kecil maupun ion-ion yang bertindak sebagai penyampai pesan kedua dalam jalur transduksi, yang keberadaannya dipengaruhi aktivasi reseptor, dan keberadaannya mampu menjalankan transduksi dengan mengaktifkan molekul lain. Ada beberapa molekul yang umum dipakai:
cAMP (cyclic AMP): dibentuk oleh enzim adenylyl siklase yang teraktivasi oleh jalur persinyalan tertentu (contohnya diaktivasi protein G dari G protein coupled receptor)
Ion kalsium dan inositol trifosfat (IP3)
Seluruh jalur diatas tidak hanya bisa menyalurkan sinyal, namun juga bisa mengamplifikasi (memperkuat) sinyal karena tiap molekul bisa mengaktifkan banyak molekul selanjutnya pada jalur (missal: 1 cAMP bisa mengaktifkan 10 molekul lain bahkan lebih)
3. Respon
Respon sel bermacam-macam, bisa berupa transkripsi atau penghentian transkripsi gen tertentu, aktivasi enzim tertentu, dan sebagainya
Referensi: Campbell N, Reece J, Urry LA, Cain ML, Wasserman SA, Minorsky PV, et.al. Campbell Biology. 9th ed. San Fransisco: Benjamin-Cummings; 2012
