Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Komunikasi sel. Sel komunikasi essential bagi organisme multiseluler Sinyal eksternal diubah menjadi respon di dalam sel Signal transduction pathways/jalur.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Komunikasi sel. Sel komunikasi essential bagi organisme multiseluler Sinyal eksternal diubah menjadi respon di dalam sel Signal transduction pathways/jalur."— Transcript presentasi:

1 Komunikasi sel

2 Sel komunikasi essential bagi organisme multiseluler Sinyal eksternal diubah menjadi respon di dalam sel Signal transduction pathways/jalur transduksi sinyal Sinyal pada permukaan sel dikonversi menjadi respon seluler spesifik melalui serangkaian langkah Pensinyalan ini mirip baik pada microbes (yeast) dan mamalia, tumbuhan mekanisme pensinyalan telah berkembang dengan baik sebelum mahluk multiseluler muncul di bumi

3 Komunikasi sel Sel berkomunikasi dengan melepas pembawa pesan (mesenjer)

4 Lintasan transduksi sinyal  Sinyal kimia dikonversi dari satu tipe sinyal menjadi sinyal lain untuk menghasilkan molecular response. All organisms require signaling pathways to live.  Huruf mewaliki senyawa kimia atau protein. Tanda panah menunjukkan langkah enzimatik. ABCDEFGABCDEFG

5 Sel hewan dan sel tumbuhan komunikasi dengan kontak langsung, memiliki cell junctions yang secara langsung menghubungkan sitoplasma dengan sel sebelahnya Plasma membranes Plasmodesmata between plant cells Gap junctions between animal cells Cell junctions. Both animals and plants have cell junctions that allow molecules to pass readily between adjacent cells without crossing plasma membranes.

6 Cell-cell recognition. Two cells in an animal may communicate by interaction between molecules protruding from their surfaces. Pada signaling lokal pada sel hewan, dapat berkomunikasi melalui interaksi antara molekul2 yang menonjol dari per mukaan sel

7 Cara kerja cell-cell signaling Direct Pensinyalan kimiawi jarak dekat  Pensinyalan parakrin. Molekul sinyal dikeluarkan oleh sebuah sel dan bekerja pada sel target di dekatnya. Molekul pengatur lokal dilepas ke dalam fluida ekstraseluler  Pensinyalan sinaptik. Sel saraf melepaskan molekul neurotransmiter ke dalam sinapsis. Jarak yang lebih jauh  Pensinyalan hormonal. Sel endokrin mensekresi hormon ke dalam cairan tubuh (darah).

8  In other cases, animal cells communicate using local re gulators ( a) Paracrine signaling. A secreting cell acts on near by target cells by discharging molecules of a local re gulator (a growth factor, for example) into the extrac ellular fluid. ( b) Synaptic signaling. A nerve cell releases neurotran- smitter molecules into a synapse, stimulating the target cell. Local regulator diffuses through extracellular fluid Target cell Secretory vesicle Electrical signal along nerve cell triggers release of neurotransmitter Neurotransmitter diffuses across synapse Target cell is stimulated Local signaling

9  In long-distance signaling both plants and animals use hormones Hormone travels in bloodstream to target cells (c) Hormonal signaling. Specialized endocrine cells secrete hormones into body fluids, often the blood. Hormones may reach virtually all body cells. Long-distance signaling Blood vessel Target cell Endocrine cell

10 Jalur lintasan bersifat inter-linked Signalling pathway Genetic network Metabolic pathway STIMULUS

11 metabolic pathways 1993 Boehringer Mannheim GmbH - Biochemica

12 EXTRACELLULAR FLUID Receptor Signal molecule Relay molecules in a signal transduction pathway Plasma membrane CYTOPLASM Activation of cellular response Reception 1 Transduction 2 Response 3 Terdiri dari 3 tahapan 1.Penerimaan 2.Transduksi 3.Respon Proses percakapan seluler

13  Reception/Penerimaan: pendeteksian sinyal yang datang dari luar sel oleh sel target  Sinyal yang ditransduksi memicu respon selular spesifik  Pengikatan molekul sinyal mengubah protein reseptor mengawali proses transduksi  reseptor bersifat sangat spesifik  Intracellular receptors cytoplasmic or nuclear proteins  Reseptor pada plasma membran Molekul sinyal yang menggunakan reseptor ini adalah yang kecil atau hydrophobic dan dapat langsung melewati plasma membran

14  Steroid hormones  Bind to intracellular receptors Hormone (testosterone) EXTRACELLULAR FLUID Receptor protein DNA mRNA NUCLEUS CYTOPLASM Plasma membrane Hormone- receptor complex New protein Figure The steroid hormone testosterone passes through the plasma membrane. The bound protein stimulates the transcription of the gene into mRNA. 4 The mRNA is translated into a specific protein. 5 Testosterone binds to a receptor protein in the cytoplasm, activating it. 2 The hormone- receptor complex enters the nucleus and binds to specific genes. 3

15 Receptors in the Plasma Membrane  Terdapat tiga tipe reseptor menbran  G-protein-linked  Tyrosine kinases  Ion channel

16 G-protein-linked receptors G-protein-linked Receptor Plasma Membrane Enzyme G-protein (inactive) CYTOPLASM Cellular response Activated enzyme Activated Receptor Signal molecule Inctivate enzyme Segment that interacts with G proteins GDP GTP P iP i Signal-binding site Figure 11.7 GDP

17 Receptor tyrosine kinases Signal molecule Signal-binding sit CYTOPLASM Tyrosines Signal molecule  Helix in the Membrane Tyr Dimer Receptor tyrosine kinase proteins (inactive monomers) P P P P P P Tyr P P P P P P Cellular response 1 Inactive relay proteins Activated relay proteins Cellular response 2 Activated tyrosine- kinase regions (unphosphorylated dimer) Fully activated receptor tyrosine-kinase (phosphorylated dimer) 6 ATP 6 ADP

18 Ion channel receptors Cellular response Gate open Gate close Ligand-gated ion channel receptor Plasma Membrane Signal molecule (ligand) Figure 11.7 Gate closed Ions

19 Lintasan transduksi sinyal  Transduksi: Jalur interaksi molekuler yang menyalurkan si nyal dari reseptor ke molekul target dalam sel  Multistep pathways  Memperbesar sinyal  Memberikan lebih banyak kesempatan untuk koordi nasi dan regulasi

20 Protein Phosphorylation and Dephosphorylation  Banyak jalur sinyal termasuk jalur phosphorylation  Dalam proses ini  Sejumlah protein kinase menambahkan fosfat kepada protein kinase lainnya dan mengaktifkannya  Enzim fosfatase selanjutnya menghilangkan fosfat Mekanisme utama transduksi sinyal

21 A phosphorylation cascade Signal molecule Active protein kinase 1 Active protein kinase 2 Active protein kinase 3 Inactive protein kinase 1 Inactive protein kinase 2 Inactive protein kinase 3 Inactive protein Active protein Cellular response Receptor P P P ATP ADP ATP PP Activated relay molecule i Phosphorylation cascade P P i i P A relay molecule activates protein kinase Active protein kinase 1 transfers a phosphate from ATP to an inactive molecule of protein kinase 2, thus activating this second kinase. Active protein kinase 2 then catalyzes the phos- phorylation (and activation) of protein kinase 3. 3 Finally, active protein kinase 3 phosphorylates a protein (pink) that brings about the cell’s response to the signal. 4 Enzymes called protein phosphatases (PP) catalyze the removal of the phosphate groups from the proteins, making them inactive and available for reuse. 5

22 Molekul kecil dan ion sebagai Second Messengers  Second messengers  Kecil, nonprotein, molekul yang larut dalam air atau berupa ions  Cyclic AMP (cAMP) terbuat dari ATP O –O–OO O N O O O OO P P P P PP O OO O O O OH CH 2 NH 2 N N N N N N N N N N N O O OO ATP Ch 2 CH 2 O OH P OO OO H2OH2O HO Adenylyl cyclase Phoshodiesterase Pyrophosphate Cyclic AMPAMP OH O i

23  G-proteins  Memicu pembentukan cAMP, yang kemudian berlaku sebagai second messenger dalam lintasan seluler ATP GTP cAMP Protein kinase A Cellular responses G-protein-linked receptor Adenylyl cyclase G protein First messenger (signal molecule such as epinephrine) Figure 11.10

24 Calcium ions and Inositol Triphosphate (IP 3 )  Calsium, saat dikeluarkan ke dalam sitosol  Bertindak sebagai second messenger dalam berb agai jalur  Calsium adalah second messenger yang penting  Karena sel mampu mengatur konsentrasinya dalam sitosol  Second messengers seperti inositol triphosphate dan diacylglycerol (DAG) dapat memicu peningkatan kalsium di sitosol

25 EXTRACELLULAR FLUID Plasma membrane ATP CYTOSOL ATP Ca 2+ pump Endoplasmic reticulum (ER) Nucleus Mitochondrion Key High [Ca 2+ ]Low [Ca 2+ ]

26 3 21 IP 3 quickly diffuses through the cytosol and binds to an IP 3 – gated calcium channel in the ER membrane, causing it to open. 4 The calcium ions activate the next protein in one or more signaling pathways. 6 Calcium ions flow out of the ER (down their con- centration gradient), raising the Ca 2+ level in the cytosol. 5 DAG functions as a second messenger in other pathways. Phospholipase C cleaves a plasma membrane phospholipid called PIP 2 into DAG and IP 3. A signal molecule binds to a receptor, leading to activation of phospholipase C. EXTRA- CELLULAR FLUID Signal molecule (first messenger) G protein G-protein-linked receptor Various proteins activated Endoplasmic reticulum (ER) Phospholipase C PIP 2 IP 3 (second messenger) DAG Cellular response GTP Ca 2+ (second messenger) Ca 2+ IP 3 -gated calcium channel

27  Respon: Cell signaling menyebabkan regulasi cytoplasmic activities atau transcription Respon sitoplasmik dan nuklear  Dalam sitoplasma  Jalur signaling mengatur aktivitas seluler yang bervariasi

28 Respon sitoplasmik Figure Glucose-1-phosphate (10 8 molecules ) Glycogen Active glycogen phosphorylase (10 6 ) Inactive glycogen phosphorylase Active phosphorylase kinase (10 5 ) Inactive phosphorylase kinase Inactive protein kinase A Active protein kinase A (10 4 ) ATP Cyclic AMP (10 4 ) Active adenylyl cyclase (10 2 ) Inactive adenylyl cyclase Inactive G protein Active G protein (10 2 molecules) Binding of epinephrine to G-protein-linked receptor (1 molecule) Transduction Response Reception

29  Lintasan lain  Mengatur gen dengan mengaktifkan faktor transkr ipsi yang meng-on dan of-kan gen Reception Transduction Response mRNA NUCLEUS Gene P Active transcription factor Inactive transcription factor DNA Phosphorylation cascade CYTOPLASM Receptor Growth factor

30  Jalur signal dengan banyak tahap  Dapat memperbesar sinyal dan berpengaruh terhadap kekhususan respon  Tiap protein dalam jalur signaling:  Mengamplifikasi sinyal dengan mengaktifkan banyak copy dari komponen selanjutnya dalam jalur  Kombinasi protein yang berbeda di dalam sel  Memberikan kespesifikan yang baik pada sel dalam sinyal yang dideteksi maupun rsepon yang diakibatkan

31 Berhentinya sinyal  Respon sinyal berhenti dengan cepat  Dengan lepasnya ikatan ligan


Download ppt "Komunikasi sel. Sel komunikasi essential bagi organisme multiseluler Sinyal eksternal diubah menjadi respon di dalam sel Signal transduction pathways/jalur."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google