TIPE RESEPTOR MEMBRAN PLASMA DAN SIKLUS SEL

Terdapat beberapa tipe reseptor membran plasma, yaitu:

• Reseptor yang berkaitan dengan  dengan G-Protein
• Reseptor yang berhubungan dengan Ion Channel
• Reseptor yang berhubungan dengan tirosin kinase

1.      G-Protein Coupled Receptor (GPCR)

      Reseptor ini juga disebut G-Protein Linked Receptor (GPLR). Pada tipe ini reseptor menggunakan G-protein sebagai intermediet. Ligan berikatan dengan reseptor membentuk Ligand/Receptor complex binds G-protein. G-protein diaktifkan dan berikatan dengan efektor (dapat berupa enzim). Selanjutnya enzim menjadi aktif.

G-Protein dan Siklus G-Protein

G-Protein berada pada membran sel dan memediasi fungsi G-Protein linked receptors (GPCRs). G-Protein merupakan heterotrimeric karena terdiri dari tiga subunit yang berbeda. Subunit-subunit tersebut adalah α, β, γ. Subunit α merupakan komponen enzimatik. Subunit ini mengikat GTP dan menghidrolisisnya menjadi GDP. Subunit β dan γ tetap berikatan satu sama lain dan berasosiasi dengan subunit α saat berikatan dengan GDP.

Tipe G-Protein linked receptors ini berupa protein membran yang bekerjasama dengan protein G dan protein lainnya, biasanya sebuah enzim (atau disebut juga efektor). Jika tidak ada molekul sinyal ekstraseluler spesifik untuk reseptor, protein berada dalam keadaan tidak aktif. Protein G inaktif memiliki satu molekul GDP yang terikat padanya. Jika molekul sinyal terikat pada reseptor, reseptor akan berubah bentuk sehingga reseptor ini mengikat dan mengaktifkan G-Protein. Satu molekul GTP menggantikan GDP pada protein G. Protein G aktif mengikat dan mengaktifkan enzim dan memicu langkah selanjutnya dalam jalur dan menghasilkan respon sel. Protein G kemudian mengkatalis hidrolisis GTP dan melepaskannya dari enzim, sehingga siap digunakan kembali.

1.      Reseptor tirosin kinase

Reseptor tirosin kinase (RTK) adalah reseptor yang memiliki aktivitas kinase pada protein tirosin, yaitu mengkatalisis transfer fosfat dari ATP ke gugus hidroksil (OH) tirosin pada protein target.

Reseptor ini merupakan reseptor membran yang terdapat dalam jumlah cukup banyak (terbanyak kedua setelah reseptor tergandenG-Protein G). RTK merupakan protein transmembran yang memiliki tempat ikatan ligan pada sisi luar membran plasma dan hanya memiliki satu segmen transmembran, atau dikatakan berbentuk monomer.

Reseptor tirosin kinase (RTK) merupakan keluarga reseptor yang memiliki struktur yang mirip satu sama lain. Keluarga reseptor ini memiliki satu tyrosin kinase domain, yaitu yang akan memfosforilasi protein pada residu tirosin, satu hormone binding domain, yaitu tempat ikatan dengan ligan atau hormon, dan satu segmen karboksil terminal dengan tirosin ganda untuk autofosforilasi.contoh reseptor yang tergolong reseptor tirosin kinase antara lain adalah reseptor-reseptor faktor pertumbuhan seperti:

·         EGFR (epithelial growth factor receptor)

·         VEGFR (vaskular endothelial growth factor receptor)

·         Reseptor sitokin, dan

·         Reseptor insulin

Aktivasi reseptor tirosin kinase memerlukan minimal dua reseptor yang akan terdimerisasi jika suatu ligan (hormon) terikat pada tempat ikatannya. Ketika dua reseptor terdimerisasi (reseptor insulin teraktivasi), maka tirosin kinase domain akan saling memfosforilasi ujung C pada residu tirosin, sehingga disebut autofosforilasi karena terjadi pada reseptor yang sejenis. Selanjutnya tirosin yang terfosforilasi akan bertindak sebagai tempat ikatan berafinitas tinggi bai suatu adaptor protein yaitu protein yang memiliki SH2 domain (SH2= Src homology regions 2). Adaptor protein ini berikatan dengan suatu guanyl nucleotide-releas protein (GNRP). Jika GNRP teraktivasi, dia menyebabkan protein G bernama Ras (suatu protein yang termasuk GTPase monomerik, dan merupakan protein yang penting dalam transduksi signal melalui reseptor tirosin kinase) untuk melepaskan GDP dan menukarnya dengan GTP.

Ras berperan mengantarkan signal dari reseptor ke dalam nukleus untuk menstimulasi proliferasi dan diferensiasi sel. Ras yang teraktivasi akan mengaktifkan Raf, suatu kinase seluler, yang selanjutnya akan meicu serangkaian peristiwa fosforilasi protein yang berurutan yaitu: MEK, ERK, dan faktor transkripsi. Rangkaian forforilasi ini disebut kinase cascade.

3.            Reseptor `Ion Channel

Pada tipe ini reseptor adalah sebuah ion channel. Channel ini terdiri dari satu molekul sederhana atau gabungan molekul-molekul kompleks dan channel ini memiliki kemampuan untuk membolehkan lewatnya atom-atom yang memiliki muatan atau disebut juga dengan ion. Regulasi ion channel dipengaruhi oleh kehidupan dalam sel dan fungsinya dalam keadaan normal dan patologik. Nobel Prize di bidang Physiology atau Medicine tahun 1991 dianugerahkan kepada penemuan dari fungsi ion channel. 2 orang physiologist asal Jerman, Erwin Neher dan Bert Sakmann mengembangkan teknik yang memungkinkan kita mengetahui arus elektrik ion channel yang sangat kecil (sekitar satu picoampere - 10-12A) yang melewati satu ion channel. Teknik ini sangat unik dimana kita dapat memonitor bagaimana satu molekul ion channel merubah bentuknya dan bagaimana ion channel dapat mengontrol aliran arus dalam durasi sepersekian detik.

Neher dan Sakmann secara detail menstabilkan teknik mereka dan menjelaskan bahwa ion channel itu ada dan mereka berfungsi. Mereka mendemonstrasikan apa yang terjadi selama pembukaan dan penutupan satu ion channel dengan diameter sekecil satu ion natrium atau ion klorida. Beberapa ion channel diregulasi oleh reseptor yang terlokalisasi pada satu bagian molekul channel yang selama aktivasi akan merubah bentuknya. Neher dan Sakmann menunjukkan bagian mana dari molekul yang menjadi “sensor” dan bagian dinding dalam channel. Mereka juga menunjukkan bagaimana channel meregulasi aliran ion positif dan negatif. Pengetahuan yang baru ini dan cara analisis baru mereka telah merevolusi biologi modern, memfasilitasi riset dan berkontribusi terhadap pemahaman mekanisme seluler yang menyebabkan penyakit seperti diabetes dan cystic fibrosis selama 10 tahun belakangan ini.

Siklus Sel

Siklus sel adalah fungsi sel yang paling mendasar berupa duplikasi akurat sejumlah besar DNA di dalam kromosom, dan kemudian memisahkan hasil duplikasi tersebut hingga terjadi dua sel baru yang identik.

Siklus sel yang berlangsung kontinue dan berulang (siklik), disebut proliferasi. Keberhasilan sebuah proliferasi membutuhkan transisi unidireksional dan teratur dari satu fase siklus sel menuju fase berikutnya. Jenjang reaksi kimia organik yang terjadi seyogyanya diselesaikan sebelum jenjang berikutnya dimulai. Sebagai contoh, dimulainya fase mitosis sebelum selesainya tahap replikasi DNA akan menyebabkan sel tereliminasi.

Jenjang reaksi yang terjadi pada siklus sel sangat mirip dengan relasi substrat-produk dari sebuah lintasan metabolik. Produk dari sebuah jenjang reaksi akan berfungsi sebagai substrat pada jenjang berikutnya, demikian pula dengan laju reaksi jenjang yang pertama akan menjadi batas maksimal laju reaksi pada jenjang berikutnya.

Transisi antara jenjang reaksi ditentukan oleh lintasan pengendali ekstrinsik dan intrinsik yang terdiri dari beberapa cekpoin, sebagai konfirmasi selesainya reaksi pada suatu jenjang sebelum jenjang berikutnya dimulai. Kedua lintasan kendali dapat memiliki cekpoin yang sama.

Lintasan kendali instrinsik akan menentukan setiap tahap berjalan sebagaimana mestinya. Fase S, G₂ dan M pada sel mamalia dikendalikan oleh lintasan ini, sehingga waktu yang diperlukan untuk fase tersebut, tidak jauh bervariasi antara satu sel dengan sel lain.

Lintasan kendali ekstrinsik akan berfungsi sebagai respon terhadap kondisi di luar sel atau telisik defisiensi sel.

Defisiensi lintasan kendali intrinsik seringkali menyebabkan kanker. Penyimpangan pada protein yang mengendalikan cekpoin siklus fase sering ditemukan pada penderita kanker.

Pada sel prokariota yang tidak memiliki inti sel, siklus sel terjadi melalui suatu proses yang disebut pembelahan biner, sedang pada sel eukariota yang memiliki inti sel, siklus sel terbagi menjadi dua fase fungsional, fase S dan M, dan fase persiapan, G₁ dan G₂.

1.      Fase S (sintesis)

Merupakan tahap terjadinya replikasi DNA. Pada umumnya, sel tubuh manusia membutuhkan waktu sekitar 8 jam untuk menyelesaikan tahap ini. Hasil replikasi kromosom yang telah utuh, segera dipilah bersama dengan dua nuklei masing-masing guna proses mitosis pada fase M.

2.      Fase M (mitosis)

Interval waktu fase M kurang lebih 1 jam. Tahap di mana terjadi pembelahan sel (baik pembelahan biner atau pembentukan tunas). Pada mitosis, sel membelah dirinya membentuk dua sel anak yang terpisah. Dalam fase M terjadi beberapa jenjang fase, yaitu:

·         Profase, fasa terjadinya kondensasi kromosom dan pertumbuhan pemintalnya. Pada saat ini kromosom terlihat di dalam sitoplasma.

·         Prometafase, pada fasa ini sampul inti sel terlarut dan kromosom yang mengandung 2 kromatid mulai bermigrasi menuju bidang ekuatorial (piringan metafasa).

·         Metafase. kondensasi kromosom pada bidang ekuatorial mencapai titik puncaknya

·         Anafase. Tiap sentromer mulai terpisah dan tiap kromatid dari masing-masing kromosom tertarik menuju pemintal kutub.

·         Telofase. Kromosom pada tiap kutub mulai mengalami dekondensasi, diikuti dengan terbentuknya kembali membran inti sel dan sitoplasma perlahan mulai membelah

·         Sitokinesis. Pembelahan sitoplasma selesai

3.      Fase G (gap)

      Fase G yang terdiri dari G₁ dan G₂ adalah fase sintesis zat yang diperlukan pada fase berikutnya. Pada sel mamalia, interval fase G₂ sekitar 2 jam, sedangkan interval fase G₁ sangat bervariasi antara 6 jam hingga beberapa hari. Sel yang berada pada fase G₁ terlalu lama, dikatakan berada pada fase G₀ atau “quiescent”. Pada fase ini, sel tetap menjalankan fungsi metabolisnya dengan aktif, tetapi tidak lagi melakukan proliferasi secara aktif. Sebuah sel yang berada pada fase G₀ dapat memasuki siklus sel kembali, atau tetap pada fase tersebut hingga terjadi apoptosis.

Pada umumnya, sel pada orang dewasa berada pada fase G₀. Sel tersebut dapat masuk kembali ke fase G₁ oleh stimulasi antara lain berupa: perubahan kepadatan sel, mitogen atau faktor pertumbuhan, atau asupan nutrisi.

4.      Interfase

Merupakan sebuah jeda panjang antara satu mitosis dengan yang lain. Jeda tersebut termasuk fase G₁, S, G.

DAFTAR PUSTAKA

http//:id.wikipedia.org

http//:id.google.com

Aryulina, Diah dkk. 2006. Biologi 3 SMA dan MA untuk kelas XII. Esis Erlangga, Jakarta.