Bagaimana Mekanisme Interaksi Dan Komunikasi Antar Sel?

image

Bagaimana Mekanisme Interaksi Dan Komunikasi Antar Sel?

Sel saling berkomunikasi dan berinteraksi untuk menjalankan proses hidup. Dalam komunikasi tersebut, hal yang sangat penting adalah komitmen antar sel dimana keberadaan suatu sel dalam jaringan dikarenakan diperlukan oleh sel yang lainnya. Konsep ini juga menunjukkan bahwa dalam tingkatan sel sudah terdapat mekanisme homeostatis dan keteraturan dengan adanya komunikasi yang seimbang antar sel tersebut. Apabila keberadaan sel sudah tidak dibutuhkan dalam suatu jaringan yang dapat misal dikarenakan jumlah dalam suatu jaringan sudah mencukupi, maka sel tersebut akan mengalami apoptosis (dijelaskan lebih rinci pada Bab XI). Kondisi tersebut perlu dilakukan dalam rangka menjalankan fungsi suatu bagian (jaringan atau organ) untuk menunjang proses hidup organisme. Misalkan organ paru-paru yang memiliki struktur berbeda antara sebelah kiri dan sebelah kanan, dimana paru-paru kiri akan lebih kecil dibanding yang kanan. Konstruksi tersebut sangat diperlukan karena paru-paru sebelah kiri memberikan ruang untuk perkembangan jantung yang ada di bawahnya.

Organisme tingkat tinggi seperti tumbuhan dan hewan akan memiliki sel-sel dengan karakteristik komposisi, struktur, dan fungsi tertentu sehingga mampu membangun sistem kerjasama antar sel dengan sel untuk membentuk jaringan, kemudian menyusun organ, menjadi sistem organ dan pada akhirnya terbentuklah organisme. Dalam keseluruhan proses yang kompleks tersebut, maka sel dengan sel yang lain akan membentuk serangkaian interaksi dan komunikasi antar selnya untuk mendukung sistem dalam organisme. Dengan demikian interaksi untuk terjadinya komunikasi antar sel-sel yang terletak dalam satu jaringan, ataupun sel-sel yang terletak pada jaringan yang berbeda sangat dibutuhkan untuk menjalankan sistem kehidupan organisme secara berkesinambungan.Bentuk-bentuk komunikasi yang terjalin antar sel dalam menyusun suatu jaringan dan akhirnya menjadi organ merupakan suatu mekanisme yang sangat mengagumkan. Keteraturan komunikasi antar sel menjadikan bentuk organisme memiliki keindahan dan keserasian.

Kehidupan sel secara terus menerus dimonitor, dikelilingi, dan diatur oleh aktivitasnya sendiri dan juga sesuai dengan komposisinya. Sel-sel juga berkomunikasi secara sengaja dengan mengirimkan sinyal yang dapat diterima dan diterjemahkan oleh sel yang lainnya. Kebanyakan sinyal tersebut pada kondisi biasa tidak hanya terjadi secara individual, tetapi juga antar organisme. Contohnya, misalkan bau buah-buahan yang bagi manusia dan sebagian hewan merupakan tanda adanya makanan. Sinyal yang terjadi pada sel termasuk di dalamnya adalah sinyal kimiawi sederhana, gas, protein, cahaya, dan reaksi kimia. Sel memiliki banyak protein reseptor untuk mendeteksi sinyal dan jalur yang rumit untuk menterjemahkan sinyal tersebut menjadi sebuah respon.

Selain interaksi dan komunikasi yang mengharuskan sel-sel saling terhubung secara fisik, maka bentuk komunikasi juga dapat terjalin dengan adanya signal yang dapat berfungsi untuk menjalankan mekanisme tertentu dalam tubuh makhluk hidup. Signal untuk komunikasi tersebut dilakukan dengan dikeluarkannya protein yang berperan sebagai pemicu reseptor pada bagian sel yang lain sebagai kode untuk memulai dilakukannya suatu mekanisme tertentu dalam sel. Skema signal dan reseptor penerima pada membran sel biasanya adalah protein integral seperti ditunjukkan Gambar 10.1.
image

Gambar 10.1. menjelaskan signal yang dikeluarkan oleh suatu sel dan biasanya adalah protein sekresi untuk diterima oleh sel yang lain dan kemudian melalui jalur yang rumit di dalam sel akan dihasilkan suatu respon. Respon tersebut ialah :

  • Ikatan hormon atau signal molekul yang merupakan reseptor spesifik dapat memicu jalur intraseluler untuk meningkatkan atau menurunkan aktivitas menghasilkan protein. Misalnya adalah ikatan reseptor insulin pada membran plasma dari sel hati dan sel otot untuk mengaktifkan enzim yang akan melakukan sintesis glikogen dari glukosa.

  • Reseptor dari hormon steroid yang berada diantara sel, bukan pada permukaan sel. komplek hormon reseptor mengaktifkan transkripsi pada gen target, untuk meningkatkan produksi protein tertentu. Banyak signal berikatan dengan reseptor pada permukaan sel dan merupakan jalur dalam mengekspresikan gen.

Sel-sel yang tergabung dalam suatu jaringan secara bersama akan memiliki fungsi sesuai dengan spesialisasinya, misalkan kontraksi otot, jaringan syaraf untuk mengedarkan impuls syaraf, serta jaringan xylem pada tanaman untuk transport air. Jaringan yang berbeda dapat tergabung untuk membentuk organ dengan fungsi tertentu. Misalkan otot, jantung, dan pembuluh darah akan bekerja bersama untuk mengalirkan darah ke seluruh bagian tubuh hewan. Dalam menjalankan proses Gambar 10.1. menjelaskan signal yang dikeluarkan oleh suatu sel dan biasanya adalah protein sekresi untuk diterima oleh sel yang lain dan kemudian melalui jalur yang rumit di dalam sel akan dihasilkan suatu respon.

  • Ikatan hormon atau signal molekul yang merupakan reseptor spesifik dapat memicu jalur intraseluler untuk meningkatkan atau menurunkan aktivitas menghasilkan protein. Misalnya adalah ikatan reseptor insulin pada membran plasma dari sel hati dan sel otot untuk mengaktifkan enzim yang akan melakukan sintesis glikogen dari glukosa.

  • Reseptor dari hormon steroid yang berada diantara sel, bukan pada permukaan sel. komplek hormon reseptor mengaktifkan transkripsi pada gen target, untuk meningkatkan produksi protein tertentu. Banyak signal berikatan dengan reseptor pada permukaan sel dan merupakan jalur dalam mengekspresikan gen.

Sel-sel yang tergabung dalam suatu jaringan secara bersama akan memiliki fungsi sesuai dengan spesialisasinya, misalkan kontraksi otot, jaringan syaraf untuk mengedarkan impuls syaraf, serta jaringan xylem pada tanaman untuk transport air. Jaringan yang berbeda dapat tergabung untuk membentuk organ dengan fungsi tertentu. Misalkan otot, jantung, dan pembuluh darah akan bekerja bersama untuk mengalirkan darah ke seluruh bagian tubuh hewan. Dalam menjalankan prosesimage

image

Banyak sel-sel epitel selapis terhubung antar selnya dan dengan cairan ekstraseluler oleh hubungan khusus antar selnya secara konsisten oleh CAMs. Meskipun banyak CAM yang menghubungkan interaksi antar sel dan cukup menyebabkan sel-sel terikat, tetapi hubungan yang spesifik akan mengatur hubungan dalam jaringan, menyalurkan informasi antar cairan ekstraseluler dan ruang intraseluler, juga mengatur ion dan molekul yang dapat melewati membran sel, dan memfasilitasi perpindahan ion dan molekul dari sitoplasma satu sel kepada sel tetangganya.

CAMs menghubungkan daerah ekstraseluler, juga sekaligus sebagai perekat untuk interaksi antar sel antara sel-sel dengan tipe sejenis atau antar sel yang berbeda jenis. CAM pada satu sel dapat secara langsung terikat pada satu jenis CAM yang sama pada sel yang berdekatan atau dapat juga ikatan tersebut terjadi antara jenis CAM yang berbeda. CAMs dapat melebar dan terdistribusi sepanjang permukaan membran plasma sehingga akan menghubungkan dengan sel yang lain atau mengelompok dengan ciri-ciri khusus yang berfungsi sebagai tambalan atau titik yang disebut junction sel .

Tiga bentuk junction pada sel-sel hewan secara nyata nampak pada sel epitel pada permukaan jaringan. Junction jangkar ( desmosom ) dan junction ketat ( tight junction ) merupakan kunci dalam hubungan antar sel dalam jaringan. Kedua junction tersebut terbagi dalam tiga bagian, yaitu :

  • Ikatan protein pada membran plasma yang menghubungkan satu sel dengan sel lainnya (CAMs) atau dengan cairan ekstraseluler (reseptor)

  • Protein adapter, dimana akan menghubungkan CAMs sebagai reseptor untuk filamen sitoskeleton dan signal molekul

  • Untuk filamen sitoskeleton itu sendiri. Junction ketat ( tight junction ) juga mengkontrol aliran larutan antara permukaan sel pada lapisan jaringan epitel. Junction celah ( gap junction ) mengalirkan molekul kecil dan molekul yang terlarut dalam air antara sitoplasma pada sel yang berdekatan.

image

Gambar 10.3. menjelaskan tipe junction yang ada pada sel dan menghubungkan sel dengan sel yang lainnya. a) gambaran skematik sel epitel usus. Nampak junction ketat, berada di bawah mikrovili yang berfungsi menahan terjadinya difusi banyak substansi antara bagian dalam lumen dan darah yang berada pada ruang ekstraseluler diantara sel-selnya. Gap junction merupakan tempat dimana molekul-molekul kecil dan ion dapat lewat antara sel yang bertetangga. Tiga tipe junction dengan aderens junction , spot desmosom, dan hemidesmosom yang menghubungkan sel dengan sel, sel dengan cairan sel serta signaling. b) mikroskop elektron pada irisan tipis sel epitel usus.