Semua organisme, apakah bersel tunggal atau multiseluler, perlu merespons lingkungan mereka yang selalu berubah untuk bertahan hidup dan berkembang.
Respons semacam itu diatur oleh kemampuan sel untuk mendeteksi perubahan fisik dan sinyal kimia yang terjadi di sekitarnya.
Proses mendeteksi dan menanggapi sinyal ekstrinsik sering disebut komunikasi seluler, meskipun para ilmuwan juga menggunakan istilah seperti ” transduksi sinyal ” atau “pensinyalan”.
Sel menanggapi berbagai sinyal ekstrinsik termasuk pembawa pesan kimia (misalnya, hormon, faktor pertumbuhan, neurotransmiter), impuls listrik, kekuatan mekanik , pH, panas, dan cahaya.
Keanekaragaman dan evolusi jalur pensinyalan sel
Komunikasi seluler mencakup berbagai sinyal ekstrinsik, jalur pensinyalan intraseluler, dan respons seluler. Faktanya, tidak ada dua jenis sel yang mengekspresikan repertoar komponen pensinyalan yang persis sama.
Sebaliknya, sel memiliki sistem pensinyalan yang disesuaikan dengan fungsi fisiologisnya. Komunikasi seluler terjadi ketika rangsangan ekstrinsik mengikat reseptor pada sel target mereka.
Meskipun tidak semua komunikasi seluler bergantung pada aktivasi reseptor, ini adalah mekanisme paling umum yang digunakan sel untuk memahami lingkungannya atau berkomunikasi satu sama lain.
Istilah komunikasi seluler digunakan untuk merujuk pada berbagai jenis komunikasi yang terjadi antar sel. Komunikasi seluler memberi sel izin untuk berkomunikasi satu sama lain dan melakukan fungsi tubuh.
Komunikasi antar sel
Bentuk komunikasi ini mengacu pada pertukaran informasi antara sel pada manusia dan hewan. Contoh: transmisi sinaptik, sekresi hormon melalui eksositosis vesikular, dll.
Komunikasi sel terjadi dalam tiga tahap:
Penerimaan
Sel target mendeteksi sinyal ketika molekul pemberi sinyal, juga disebut ligan, berikatan dengan reseptor pada permukaan sel.
Reseptor sinyal ini adalah protein transmembran yang dapat membawa informasi pengikatan ligan dari luar sel ke bagian dalam, yang mempengaruhi perubahan konformasi dalam struktur tiga dimensinya sendiri, ketika legenda spesifik dilampirkan padanya.
Transduksi
Setelah menerima sinyal oleh reseptor, proses menanggapi sinyal itu dimulai dan proses ini dikenal sebagai transduksi. Proses transduksi melewati serangkaian perubahan dan pada titik tertentu hanya satu langkah.
Transduksi sinyal multi-langkah mencakup aktivasi satu atau lebih protein di hilir reseptor yang diaktifkan.
Aktivasi dapat terjadi melalui perubahan struktural tambahan pada protein, dengan penambahan atau penghilangan gugus fosfat, atau dengan pelepasan molekul atau ion kecil lainnya yang dapat bertindak sebagai pembawa pesan sekunder.
Pelepasan ion atau molekul kecil juga dapat terjadi melalui pengaturan saluran ion melalui membran vesikular.
Penyelesaian
Jawabannya datang dalam bentuk reaksi setelah transmisi sinyal, reaksi ini akan berada dalam semua jenis aktivitas seluler.
Berbagai jenis komunikasi seluler
Sel berkomunikasi satu sama lain melalui kontak membran sel langsung atau dengan melepaskan molekul sinyal ke dalam aliran darah, menurut National Cancer Institute.
Pensinyalan sel sering disebut komunikasi intraseluler. Jika sel kehilangan kemampuan untuk berkomunikasi dengan sel tetangga, itu bisa menjadi sel kanker.
Sinyal Juxtacrine
Ketika sel penginduksi menggunakan pensinyalan juxtacrine untuk berkomunikasi dengan sel di sekitarnya, protein dalam sel penginduksi berinteraksi dengan protein reseptor di sel terdekat.
Ada tiga jenis pensinyalan juxtacrine yang berbeda. Yang pertama melibatkan protein dari satu sel yang mengikat protein pada sel tetangga.
Yang kedua melibatkan reseptor pada satu sel yang mengikat ligan pada matriks ekstraseluler yang disekresikan oleh sel tetangga.
Jenis ketiga dari pensinyalan juxtacrine melibatkan sel yang mentransmisikan sinyal secara langsung melalui saluran di sitoplasmanya ke sitoplasma sel tetangga.
Sinyal parakrin
Dengan pensinyalan parakrin, sel penginduksi hanya berkomunikasi dengan sel-sel yang terletak di dekatnya. Contohnya, menurut para ilmuwan di University of California, Berkeley, adalah konduksi sinyal listrik dari sel saraf ke sel otot.
Molekul pensinyalan dalam proses pensinyalan parakrin ini adalah neurotransmitter.
Pensinyalan autokrin
Pensinyalan autokrin terjadi ketika sel merespons molekul pensinyalannya sendiri yang dihasilkannya pada waktu sebelumnya. Beberapa contoh dari jenis pensinyalan ini termasuk lipofilik dan prostaglandin yang berikatan dengan reseptor membran.
Sinyal endokrin
Pensinyalan endokrin terjadi ketika sel melepaskan molekul pensinyalan ke dalam aliran darah yang akhirnya mencapai sel yang mereka coba komunikasikan.
Molekul sinyal umumnya dilepaskan oleh kelenjar endokrin dan berjalan ke sel-sel di seluruh tubuh. Beberapa contoh hormon dengan molekul pemberi sinyal adalah testosteron, progesteron, dan tiroid.
Hormon-hormon ini membantu mengatur transkripsi dan bergantung pada keberadaan molekul yang larut dalam air seperti insulin, glukagon, histamin, dan epinefrin.