Komunikasi dalam Sel, Siapa yang Mengatur Semuanya?

January 13, 2008 at 8:18 pm

[Berita Iptek, Selasa, 21.12.2004; Oleh Arief B. Witarto] Sel adalah bagian terkecil makhluk hidup yang berdiri sendiri. Independen atau berdiri sendiri artinya harus mampu menangkap sinyal yang ada di luar tubuhnya (sel) dan meneruskan ke dalam tubuhnya serta memberikan respon terhadapnya. Berbagai jenis sinyal terdapat di luar sel seperti sinyal kimia, cahaya (foton), panas, dsb. Walaupun demikian, mekanisme pengenalan dan penerusan sinyal (transduksi sinyal) adalah serupa. Pertama, sinyal tersebut dikenali oleh molekul protein yang ada di permukaan sel. Protein ini dari jenis reseptor, protein pigmen, kanal ion, dsb. Sinyal senyawa kimia, berikatan dengan protein reseptor, sinyal cahaya dalam bentuk foton menubruk pigmen dalam protein seperti rhodopsin, ion kalsium dan natrium membuka protein kanal, dsb. Reaksi ini menimbulkan perubahan pada struktur lokal protein-protein tersebut pada bagian yang terdapat dalam sel.

Setelah sinyal ditangkap dan informasinya masuk ke dalam sel, masih ada pekerjaan besar untuk menghantarkannya ke pusat pemrosesan (CPU)-nya sel yaitu inti sel. Pekerjaan ini dilakukan oleh berbagai jenis protein yang bekerja secara bertahap, seperti atlet lari 4x100m rali. Kenapa harus demikian, tidak perlu seorang Ben Johnson yang berlari kencang untuk memberikan informasi langsung ke CPU sel? Sebab walaupun lebih cepat, sekali salah jalur bisa terjadi kerusakan yang mematikan. Jadi walaupun lambat, tapi sistem rali lebih menjamin keselamatan dengan kontrol yang bertahap. Kemudian, bagaimana sedikit saja sinyal bisa memberikan respon yang sangat besar, seperti kita membawa durian, seluruh rumah ikut menciumnya? Sistem rali juga memungkinan sinyal dapat diperkuat. Caranya, protein pada setiap protein yang ada di tahap lebih bawah, berjumlah berkali lipat. Jadi bukan 1 pelari memberikan tongkat ke 1 pelari selanjutnya, tapi ke 10 pelari sekaligus, dan 10 pelari itu memberikan tongkat ke 100 pelari selanjutnya, dsb.

Namun sebenarnya tidak ada “tongkat” dalam sel. Sinyal kimia, sinyal foton, dll itu tidak ikut masuk ke dalam sel. Yang masuk hanya informasinya. Kalau demikian, apa dan bagaimana informasi tersebut disampaikan secara berantai? Sebuah senyawa kimia kecil yaitu asam fosfat yang menjadi perantaranya. Setelah protein reseptor menangkap sinyal, bagian dalam protein itu dari “lurus, bergoyang ke kiri”. Ini menyebabkan protein “pelari 1” yang berjaga-jaga di sisi kiri dapat menangkapnya. Seperti kiper yang tertawa girang karena dapat menangkap bola pinalti, protein “pelari 1” ini menjadi tereksitasi dan mengalami fosforilasi atau penambahan asam fosfat pada asam amino tertentu seperti tyrosine dan threonine. Protein “pelari 2” yang berjaga di bawah protein “pelari 1”, jadi tahu kalau bola sudah ditangkap oleh kiper dan harus ditendang supaya permainan berlanjut. Sehingga protein “pelari 2” ini segera menjemput bola, berikatan dengan protein “pelari 1” lalu sebagai tanda bahwa dirinya sudah memegang bola (baca: informasi sinyal), dia pun tereksitasi dan menjadi terfosforilasi. Demikian berikutnya hal ini berulang sampai akhirnya bola pun sampai ke gawang berikutnya. Supaya tidak salah gawang, wasit pun jadi mudah menyemprit bila dalam umpan-umpanan bola itu ada pemain yang kasar dan ngawur. Itulah ilustrasi kontrol penyampaian sinyal dalam sel yang terjaga dengan baik dan efisien.

Bila pemain sepakbola atau pelari hanya bisa bekerja untuk satu tim saja, tentu kalau seperti ini juga terjadi protein-protein penyampai sinyal (transduksi sinyal), bisa terlalu banyak kesebelasan dan tim lari yang ada. Sel pun menjadi penuh sesak dan hidup menjadi tidak nyaman. Seperti lalu lintas Bogor, jalan penuh oleh angkot hijau. Sel punya solusi untuk itu. Beberapa pemain inti yang lihai dan pintar, dapat sekaligus bermain untuk sekian kesebelasan atau tim.

gambar_signaltransduction.jpg

Gambar. Mekanisme transduksi sinyal dalam sel (Sumber: New England Biolabs-Signal Transduction section)

Biasanya protein-protein pada tingkatan atas seperti protein “pelari 1” dan protein “pelari 2” seperti protein MAP kinase, bisa terlibat dalam sinyal-sinyal yang menyebabkan kematian sel dengan apoptosis, tapi juga terlibat dalam sinyal-sinyal yang menyebabkan pembelahan sel. Untuk itu, studi terkini dalam tranduksi sinyal atau sinyal sel (cell signaling), semakin bersifat komplek memasuki era revolusi “om”. Revolusi “om” adalah suatu perubahan besar dalam ilmu biologi molekuler sekarang dari studi gen menjadi genv”om”, transkripsi RNA menjadi transkript”om”, protein menjadi prote”om”, metabolisme menjadi metabol”om”, dst. Dalam era ini, ilmuwan tidak lagi mempelajari satu molekul terpisah seperti pada era biokimia konvensional tapi keseluruhan proses biokimia yang terjadi. Bagaimana kemacetan di POMAD berpengaruh juga di daerah WARUNG JAMBU.

Bila dalam lalu lintas ada petugas polisi yang mengatur semuanya, siapa yang mengatur komunikasi dalam sel ini? Asam fosfat-kah? Enzim MAP kinase yang lihai-kah? DNA dalam genom sel-kah? Ilmu pengetahuan belum bisa menjawab sampai sekarang. [*]

Klik di sini untuk versi asli di Berita Iptek.

ariefwitarto_diseminarilmiahipb_11des2004.jpgCATATAN: Tulisan ini adalah materi yang disampaikan sebagai pembicara undangan pada Seminar Ilmiah “Mengungkap Rahasia Sel, Antara Firman dan Fakta” yang diselenggarakan oleh Ikatan Mahasiswa Kimia IPB (IMASIKA) di Aula Kantor Pusat FMIPA IPB, Bogor tanggal 11 Desember 2004.

Entry filed under: Sains & Agama. Tags: .

Diabetes, Inspirator Kemajuan Iptek Protein Rokok Yang Bikin Rasa Nyaman


Categories

January 2008
M T W T F S S
     
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  

Blog Stats

  • 117,955 hits

%d bloggers like this: