Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

CELL SIGNALING Dwi Winarni Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Surabaya.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "CELL SIGNALING Dwi Winarni Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Surabaya."— Transcript presentasi:

1

2 CELL SIGNALING Dwi Winarni Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Surabaya

3 BERDASAR KAJIAN FOSIL DIPERKIRAKAN BAHWA ORGANISME UNISELULAR ADA SEKITAR 3,5 MILYAR TAHUN YANG LALU, SEDANGKAN ORGANISME MULTISELULAR ADA SEKITAR 2,5 MILYAR TAHUN YANG LALU ? ORGANISME MULTISELULAR MEMERLUKAN WAKTU UNTUK MENGEMBANGKAN MEKANIS- ME YANG MENGATUR AGAR SEL-SEL SALING DAPAT BERKOMUNIKASI UNTUK DAPAT BER- PERAN SEBAGAI ORGANISME UTUH DENGAN PERILAKU YANG TERKOORDINASI

4 PADA ORGANISME MULTISELULAR, SINYAL INTERSELULAR DIINTERPRETASI OLEH PERANGKAT KOMPLEKS YANG DIMILIKI OLEH SEL SEHINGGA TIAP SEL DAPAT MENENTUKAN POSISI DAN PERAN KHASNYA DI DALAM TUBUH ORGANISME MULTISELULAR DAN MEMASTIKAN BAHWA HASIL INTERPRETASI MERUPAKAN RESPONS YANG SESUAI TERHADAP SINYAL YANG DITERIMA KEGAGALAN SEL MENANGGAPI SINYAL DAPAT MERUGIKAN BAHKAN MEMBUNUH ORGANISME

5 CELL SIGNALING PADA YEAST UNTUK MATING ORGANISME UNISELULAR MENGGUNAKAN SINYAL UNTUK MEMBERIKAN INFORMASI KEPADA INDIVIDU LAIN

6 CELL SIGNALING MEMUNGKINKAN TERJADINYA INTERAKSI ANTAR SEL  HUBUNGAN SOSIAL SEL PERANGKAT UTAMA DALAM CELL SIGNALING MOLEKUL SINYAL PROTEIN RESEPTOR PROTEIN-PROTEIN INTRASELULAR

7 Sel pengirim sinyal Molekul sinyal ( signaling molecules ) Sel target reseptor ( receptors ) protein-protein intraseluler

8 I’m so sorry, I have no appropriate receptors I’ll send my signals signal

9 Tahapan dalam cell signaling 1.Reception pengenalan molekul signal oleh sel target  ikatan antara molekul sinyal (first messenger) dengan reseptor 2.Transduction perubahan reseptor karena terikatnya molekul signal menyebabkan perubahan pada kadar protein intraselular tertentu yang umumnya dikuti oleh serangkaian perubahan lebih dari 1 protein (cascade)  mengubah sinyal ekstraselular menjadi sinyal intraselular 3.Response perubahan perilaku sel yang timbul sebagai akibat timbulnya sinyal intraselular

10 Tahapan dalam cell signaling

11 Cascade reaction 10 4 mM 10 8 mM

12 Ligan ekstraselular Kontak antar sel Aktivasi enzim Perubahan organisasi sitoskeleton Perubahan permeabilitas ion Aktivasi sintesis DNA Aktivasi sintesis RNA JALUR PENYEBAB TIMBULNYA SINYAL INTRASELULAR DAN RESPONS SEL TERHADAPNYA matriks ekstraselular

13 BERDASAR SINYAL YANG DIGUNAKAN, CELL SIGNALING DAPAT MELALUI

14 CELL SIGNALING by secreted molecules according to the distance between the source of signaling molecule and target cell PARACRINE SYNAPTIC ENDOCRINE

15

16 PARACRINE (cont..)

17

18

19 LAJU TRANSMISI INFORMASI MELALUI IMPULS m/detik JARAK SEL PRA KE PASCASINAPSIS < 100 NM DENGAN PROSES TRANSMISI < 1ms

20 JENIS NEUROTRANSMITER DAN RESEPTORNYA

21 Pada hub. sinaptik, signaling molecules kadar tinggi (karena relatif tidak terencerkan oleh cairan tubuh di celah sinapsis terikat dengan reseptor dg afinitas rendah  mudah lepas dan mengalami degradasi

22 Beberapa jenis bahan yang bekerja pada sinaps

23 C. ENDOCRINE

24 SumberJenis hormonPeran utama dalam AdenohipofisisACTH (adrenocorticotropic hormone) Menstimulasi korteks adrenal TSH (thyrotropic hormone)Menstimulasi tiroid FSH (follicle-stimulating hormone) Menstimulasi folikulogenesis ovarium, perkembangan tubulus seminiferus testis LH (luteinizing hormone)Menstimulasi perubahan folikel menjadi corpus luteum; menstimulasi produksi progesteron dan testosteron ProlaktinMenstimulasi produksi air susu; osmoregulasi pada ikan MSH (Melanocytes- stimulating hormone) Menstimulasi dispersi melanin pada kulit t.u. Amphibia Growth hormoneMenstimulasi pertumbuhan (bekerja melalui hepar) HipotalamusMenghasilkan releasing dan release-inhibiting hormones yang bekerja pada adenohipofisis Hormon disekresikan melalui sirkulasi portal ke adenohipofisis Hipotalamus (melalui neurohipofisis) ADH (antidiuretic hormone) Menstimulasi reabsorbsi di ginjal OksitosinMenstimulasi kontraksi uterus; sekresi air susu

25

26 BERDASAR LOKASI RESEPTOR CELL SIGNALING DAPAT MELALUI RESEPTOR PADA UMUMNYA Signaling molecules hidrofilik atau berukuran cukup besar Signaling molecul es berukuran kecil atau hidrofobik

27

28

29 PERBEDAAN DASAR JALUR SIGNALING UNTUK SIGNALING MOLECULES HIDROFILIK DAN HIDROFOBIK adalah pada: Lama waktu keberadaannya dalam cairan darah maupun cairan jaringan  Mediator lokal dan neurotransmitter didegradasi dalam hitungan detik setelah disekresi  Hormon-hormon larut air  dalam hitungan menit setelah masuk sirkulasi  Hormon steroid  beberapa jam  Hormon tiroid  beberapa hari

30 TERIKAT CHANNEL ION ( ION-CHANNEL-LINKED RECEPTORS ) TERIKAT PROTEIN G ( G-PROTEIN-LINKED RECEPTORS ) TERIKAT ENZIM ( ENZYME-LINKED RECEPTORS )

31 Transmission of an action potential across a chemical synapse at myoneural junction When an action potential depolarizes the membrane of synaptic, it trigger an influx of Ca2+ (1) that causes synaptic vesicles to fuse with the presynaptic membrane (2). The vesicles release neurotransmitter (i.e. acetylcholine) into the synaptic cleft. The binding of acetylcholine molecule to the specific receptors opens sodium ion channel, causing a sodium influx that depolarizes the postsynaptic membrane RESEPTOR TERIKAT CHANNEL ION ( ION CHANNEL-LINKED RECEPTORS )

32 RESEPTOR TERIKAT PROTEIN G ( G-PROTEIN-LINKED RECEPTORS ) INTERAKSI ANTARA RESEPTOR DENGAN PROTEIN TARGET DIPERANTARAI OLEH PROTEIN-G (TRIMERIC GTP-BINDING REGULATORY PROTEIN) TARGET PROTEIN DAPAT BERUPA: 1.Enzim  mengubah kadar satu atau lebih mediator intraselular yang dikatalisis enzim (=2 nd messenger) 2. Channel Ion  mengubah permeabilitas membran plasma terhadap ion tertentu

33

34 Target enzim

35

36 Generalized diagram of G protein-gated ion channel: (A) Typically, the activated effector protein begins a signaling cascade which leads to the eventual opening of the ion channel. (B) The GTP-bound α-subunit in some cases can directly activate the ion channel. (C) In other cases, the activated βγ-complex of the G protein may interact with the ion channel.

37 StimulusReseptorEfektorRespon fisiologi EpinefrinB-adrenergikAdenylyl cyclase Pemecahan glikogen AsetilkolinMuskarinikChannel potasium Memperlambat aktivitas pacemaker Kompleks antigen Ig-E Reseptor Ig-E di permukaan sel mast Fosfolipase-CSekresi histamin BEBERAPA CONTOH MEKANISME FISIOLOGI YANG DIPERANTARAI OLEH PROTEIN-G

38 RESEPTOR TERIKAT ENZIM ( ENZYME-LINKED RECEPTORS ) ADALAH RESEPTOR PERMUKAAN YANG SAAT TERAKTIVASI BERFUNGSI SEBAGAI ENZIM ATAU BERASOSIASI DENGAN ENZIM PADA UMUMNYA MERUPAKAN SINGLE-PASS TRANSMEMBRANE PROTEINS DENGAN TAPAK PENGIKATAN LIGAN DI LUAR DAN TAPAK KATALITIK DI DALAM DIBANDINGKAN DENGAN 2 (DUA) KELOMPOK YANG LAIN, LEBIH HETEROGEN, TETAPI KELOMPOK TERBESAR ADALAH PROTEIN KINASE ATAU YANG BERASOSIASI DENGAN PROTEIN KINASE

39 PROTEIN KINASE ADALAH ENZIM YANG MEMINDAHKAN GUGUS FOSFAT KE RANTAI SAMPING ASAM AMINO SUATU PROTEIN  SERINE/THREONINE KINASE (memfosforilasi protein pada serin atau treonin)  TYROSINE KINASE (memfosforilasi pada tirosin) SEKITAR 1 % GEN MANUSIA MENGKODE PROTEIN KINASE, TETAPI SEL MAMALIA TUNGGAL DAPAT MENGANDUNG LEBIH DARI 100 JENIS PROTEIN KINASE  PERAN SANGAT KRUSIAL DALAM CELL SIGNALING

40

41 JARINGAN/ SELRESPONS KEPING DARAHPELEPASAN SEROTONIN SEL MASTSEKRESI HISTAMIN MEDULA ADRENALSEKRESI EPINEFRIN PANKREASSEKRESI INSULIN SEL-SEL KELENJAR HIPOFISIS ANTERIOR SEKRESI GH DAN LH TIROIDSEKRESI KALSITONIN TESTISSINTESIS TESTOSTERON NEURONPELEPASAN DOPAMIN OTOT POLOSPENINGKATAN KONTRAKSI HEPARHIDROLISIS GLIKOGEN JARINGAN ADIPOSASINTESIS LIPID BEBERAPA RESPONS SEL/ JARINGAN YANG DIPERANTARAI OLEH PROTEIN KINASE C

42 CELL SIGNALING : MEMBEDAKAN SELF DAN NON SELF CELL SIGNALING by plasma-membrane-bound molecules

43 CELL SIGNALING KHUSUS  Autocrine  Cell signaling by gap junction

44

45 Model peran MSTN (myostatin) dalam perkembangan otot. Mekanisme autokrin diperlukan untuk membatasi jumlah serabut otot yang terbentuk sebagai respons tehadap signaling MTSN. Aksi hambatan oleh MTSN terjadi baik pada proliferasi myoblast maupun diferensiasi myocyte

46

47 SEBAGAI INTERCELLULAR MESSENGER

48

49

50 Nitric oxide (NO) meningkatkan progresivitas tumor dan metastasis (kotak hijau) melalui peningkatan angiogenesis, maturasi pembuluh dan dilatasi pembuluh darah. NO menginduksi proliferasi dan migrasi endotel vaskular, rekrutmen sel-sel yang berasal dari sumsum tulang dan perivaskular. Induksi hiperpermeabilitas vaskular oleh NO berperan dalam pembentukan matriks ekstrasel tumor, angiogenesis dan pertumbuhan tumor. Penurunan adesi lekosit dan efek sitotoksik NO dapat mengakibatkan tumor lolos dari pantauan sistem imun. Limfangiogenesis dan pemeliharaan aliran limfe (kotak biru) dapat juga berperan dalam metastasis lmfatik.

51 SEL MEMPUNYAI KEMAMPUAN UNTUK MENANGGAPI KOMBINASI SIGNALING MOLECULES SPESIFIK

52 SIGNALING MOLECULES YANG SAMA DAPAT MENIMBULKAN RESPONS BERBEDA JIKA JENIS SEL TARGET BERBEDA

53

54

55 Vibrio fischeri

56

57 OrganismSignaling moleculeGenes involvedPhenotype regulated Pseudomonas aeruginosa 3OC 12 -AHLLasI/LasR rhlI/rhlR External virulence factors: Alginate production, Type IV pili (twitching motility) elastase Agrobacterium tumefaciens 3-oxo(octanoyl) Homoserine lactone traI/traRConjugal transfer of the Tj Plasmid involved in Crown Gall disease Vibrio fischeriN-(3oxyhexanoyl Homoserine lactone IuxI/IuxRBioluminescence Vibrio harveyiN-(3-hydroxy butanoyl) Homoserine lactone LuxL, M, N, LuxRBioluminescence Staphylococcus aureus RNAIII-activating protein (RAP) autoinducing peptide (AIP) Toxic exoprotein

58 Living organisms constantly receive and interpret signals from their environment. Signals can come in the form of light, heat, water, odors, touch, or sound. Cells of multi- cellular organisms also receive signals from other cells, including signals for cell division and differentiation. The majority of cells in our bodies must constantly receive signals that keep them alive and functioning. All organisms also have signaling systems that warn of the presence of pathogens, leading to a protective response. The key concept is that the many signaling systems of biology have very similar or related steps. The same signaling system can lead to very different responses in different cells or different organisms

59


Download ppt "CELL SIGNALING Dwi Winarni Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Surabaya."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google