KOMUNIKASI ANTAR SEL

SARI YULIANA SIHOMBING

ABSTRAK

Komunikasi sel berperan penting dalam menyelenggarakan homeostasis karena tubuh harus

senantiasa memantau adanya perubahan-perubahan nilai berbagai parameter, lalu

mengkoordinasikan respons yang sesuai sehingga perubahan yang terjadi dapat diredam.

Untuk itu sel-sel tubuh harus mampu berkomunikasi satu dengan lainnya. Komunikasi antar

sel merupakan media yang menopang pengendalian fungsi sel atau organ tubuh.

I. PENDAHULUAN

Miliaran sel penyusun setiap

makhluk hidup harus berkomunikasi untuk

mengkoordinasikan aktivitasnya

sedemikian rupa sehingga memungkinkan

organisme itu untuk berkembang. Mulai

dari sel yang berkomunikasi terbentuk

jaringan kemudian organ dan system yang

menjalankan organisme untuk hidup.

  Sinyal yang diterima sel, yang

berasal dari sel lain atau dari beberapa

perubahan pada lingkungan fisik

organisme, bermacam-macam bentuknya.

Misalnya, sel dapat mengindera dan

merespons sinyal elektromagnetik, seperti

cahaya, dan sinyal mekanis, seperti

sentuhan. Akan tetapi sel-sel paling sering

berkomunikasi satu sama lain dengan

menggunakan sinyal kimiawi.

Dalam kehidupan makhluk hidup

baik uniseluler atau multiseluler akan

berinteraksi dengan lingkungannya untuk

mempertahankan kehidupannya. Sinyal-

sinyal antar sel jauh lebih sederhana

daripada bentuk-bentuk pesan yang

biasanya dirubah oleh manusia.

II. ISI

2.1 INTERAKSI SEL

Sistem komunikasi suatu sel berperan

teramat penting dalam menentukan respon

seluler yang akan dilakukan oleh sel.

Seluruh peristiwa yang terangkum dalam

dogma biologi molekuler diawali oleh

adanya aktivitas komunikasi. Untuk dapat

menjalankan aktivitas komunikasi tersebut

sebuah sel (eukariotik) dilengkapi berbagai

jenis reseptor yang terdapat di membrane

plasmanya. Reseptor ini biasanya

meupakan bagian structural dari protein

integral yang terdapat di sela-sela lemak

lapis ganda. Sel berinteraksi dengan sel

lain dengan cara komunikasi langsung atau

dengan mengirimkan sinyal kepada sel

1

target. Berikut macam-macam interaksi

antar sel :

a. Komunikasi kontak langsung

Sel dapat berkomunikasi dengan cara

kontak langsung. Baik sel hewan maupun

sel tumbuhan memiliki sambungan sel

yang bila memang ada memberikan

kontinuitas sitoplasmik diantara sel-sel

yang berdekatan. Dalam hal ini, bahan

pensinyalan yang larut dalam sitosol dapat

dengan bebas melewati sel yang

berdekatan. Disamping itu sel hewan

mungkin berkomunikasi melalui kontak

langsung diantara molekul-molekul pada

permukaannya.

b. Pensinyalan parakrin

Pada pensinyalan parakrin, sel

pensekresi bertindak pada sel target

didekatnya dengan melepas molekul

pengatur local ke dalam fluida

ekstraseluler.

c. Pensinyalan sinaptik

Pada pensinyalan sinaptik, sel saraf

melepaskan molekul neurotransmitter ke

dalam sinapsis antara sel lain.

d. Pensinyalan endokrin/ hormonal

Hormone mensinyal sel target pada

jarak yang lebih jauh. Pada hewan, sel

endokrin terspesialisasi mensekresi

hormone ke dalam cairan tubuh yaitu

darah. Hormone dapat mencapai hamper

seluruh sel tubuh, tetapi, jika dengan

pengatur local. Hanya sel target spesifik

yang mengenali dan merespons sinyal

kimiawi yang diberikan.

2.2 KOMUNIKASI ANTAR SEL

Komunikasi sel terdiri dari proses

transfer sinyal antarsel dalam bentuk

molekul(misalnya hormon) atau aktivitas 

listrik, dan transduksi sinyal di dalam sel

target ke molekul yang menghasilkan

respons sel. Mekanisme transfer sinyal

dapat terjadi dengan kontak antarsel,

penyebaran molekul sinyal ke sel yang

berdekatan, penyebaran molekul sinyal ke

sel yang jauh melalui saluran (misalnya

pembuluh darah), atau perambatan sinyal

listrik ke sel yang jauh (misalnya pada

2

jaringan otot  polos). Selanjutnya, molekul

sinyal menembus membran secara

langsung, lewat melalui kanal  protein,

atau melekat pada reseptor berupa protein

transmembran pada permukaan sel target

dan memicu transduksi sinyal di dalam sel.

Transduksi sinyal ini dapat melibatkan

sejumlah zat yang disebut second

messenger yang konsentrasinya meningkat

setelah pelekatan molekul sinyal pada

reseptor dan yang nantinya meregulasi

aktivitas protein lain di dalam sel. Selain

itu, transduksi sinyal juga dapat dilakukan

oleh sejumlah jenis protein yang pada

akhirnya dapat memengaruhi metabolisme,

fungsi, atau perkembangan sel.

2.3 METODE KOMUNIKASI ANTAR

SEL

Selain mengatur segala macam

aktivitas ternyata di dalam tubuh kita sel

juga  berinteraksi antar satu sama lain.

Disamping itu, mereka juag mempunyai

cara atau metode tersendiri dalam

berkomunikasi, terdapat tiga metode

komunikasi antar sel, yaitu:

 1. Komunikasi Langsung

Komunikasi langsung, adalah

komunikasi antar sel yang sangat

berdekatan. Komunikasi ini terjadi dengan

mentransfer sinyal listrik (ion-ion) atau

sinyal kimia melalui hubungan yang sangat

erat antara sel satu dengan lainnya. Gap

junction merupakan protein saluran khusus

yang dibentuk oleh protein connexin. Gap

junction memungkinkan terjadinya aliran

ion-ion (sinyal listrik) dan molekul-

molekul kecil (sinyal kimia), seperti asam

amino, ATP, cAMP dalam sitoplasma

kedua sel yang berhubungan.

2. Komunikasi Lokal

Komunikasi lokal, adalah

komunikasi yang terjadi melalui zat kimia

yang dilepaskan ke cairan ekstrasel

(interstitial) untuk berkomunikasi dengan

sel lain yang berdekatan (sinyal parakrin)

atau sel itu sendiri (sinyal autokrin).

3. Komunikasi Jarak Jauh

Komunikasi jarak jauh: adalah

komunikasi antar sel yang mempunyai

jarak cukup jauh. Komunikasi ini

berlangsung melalui sinyal listrik yang

dihantarkan sel saraf dan atau dengan

sinyal kimia (hormon atau neurohormon)

yang dialirkan melalui darah.

2.4 TAHAPAN KOMUNIKASI ANTAR

SEL

Dilihat dari perspektif sel yang menerima

pesan, pensinyalan sel dibagi menjadi 3

tahapan yaitu:

a.      Tahap penerimaan (reception)

Pada tahapan ini sel target

mendeteksi molekul sinyal yang berasal

dari luar sel. Sinyal kimiawi terdeteksi 

ketika molekul sinyal berikatan dengan

protein reseptor yang terletak dipermukaan

atau didalam sel.

b.    Tahap pengikatan molekul

(transduction)

3

Pada tahap ini molekul sinyal

memiliki bentuk yang komplamenter

dengan situs reseptor yang melekat disitu

seperti anak kunci dalam gembok atau

substrat dalam situs katalitik suatu enzim.

Molekul sinyal berprilaku seperti ligan,

istilah molekul yang berikatan secara

spesifik dengan molekul lain, seringkali

yang berukurakan  besar. Pengikatan  ligan

menyebabkan protein reseptor mengalami

perubahan bentuk. Umumnya efek

pengikatan ligan menjadi agregasi kedua

atau lebih mengaktivasi reseptor lain

berinteraksi dengan molekul lainnya.

c.       Tahap responsif (response)

Pada tahapan ini  sinyal yang

ditrandusikan menyebabkan aktivitas

selular seperti glikogen fospolirase,

penyusunan ulang sitoskeleton ataupun

aktivasi gen-gen spesifik dalam nukleus.

2.4.1    Jenis-jenis reseptor dan

pengaruhnya terhadap aktivitas

sitoplasma

A.    Reseptor dalam membran sel

Sebagian besar molekul sinyal larut-

air berikatan pada protein reseptor dalam

membran sel.  Reseptor ini

mentransmisikan informasi dari

lingkungan ekstraseluler ke bagian dalam

sel dengan cara mengubah bentuk saat

berikatan dengan ligan.

Tiga tipe utama reseptor membran adalah:

1.    Reseptor Saluran/Gerbang  Ion ; 

misalnya pada molekul neurotransmitter

yang dilepaskan sinapsis antara dua sel

saraf berikatan dengan saluran ion

sehingga menyebabkan saluran membuka

dan memicu timbulnya sinyal listrik yang

merambat ke sel penerima.

2.   Reseptor Terikat Enzim  Seperti 

Tirosin Kinase

Kinase adalah enzim yang mengkatalis

transfer gugus fospat dari ATP ke asam

amino tirosin

3.       Reseptor Terkopel Protein G

4

Reseptor terkopel protein G adalah

reseptor membran plasma yang bekerja

dengan bantuan protein G, protein yang

mengikat molekul GDP/ GTP yang kaya

energi. Banyak molekul sinyal yang

berbeda menggunakan reseptor terkopel

protein G. Struktur molekulnya terdiri dari

7 heliks α, β danγ transmembran. Dalam

keadaan tidak aktif protein G  mengikat

GDP (guanosin diposfat) melalui subunit α

dipermukaan dalam dinding sel. Saat

molekul sinyal berikatan dengan sisi

ekstraseluler maka protein G akan bergeser

melepaskan GDP dan diganti oleh molekul

GTP. GTP kemudian  mengaktivasi sub

unit α untuk melepaskan diri. dan berikatan

dengan efektor lain yaitu   adenilil siklase.

Saat itulah memicu langkahnya pada

respon seluler.  Perubahan pada enzim dan

protein G juga bersufat sementara karena

protein G juga berfungsi sebagai enzim

GTP-ase maka sub unit α  akan

menghidrolisis GTP menjadi GDP. Karena

kini tidak aktif lagi protein G

meninggalkan enzim dan kembali ke

kondisi awal.

Gb 1

Gb 2

B.    Reseptor dalam intraseluler

Reseptor ini terletak pada sitoplasma

atau pada nukleus target. Untuk mencapai

reseptor ini pembawa pesan kimiawi

menembus membran plasma sel target.

Molekul sinyal yang  dapat melakukan hal

ini adalah hormon steroid dan tiroid karena

termasuk pembawa pesan yang sifatnya

hidrofobik.

Reseptor intraseluler adalah reseptor

protein yang tidak berada pada membran

sel melainkan pada sitoplasma atau

nukleus. Sinyal harus melewati membran

plasma terlebih dahulu sebelum bertemu

dengan reseptor jenis ini (karena ukuran

molekul kecil dapat melewati membran

atau merupakan lipid sehingga terlarut

dalam membran). Sinyal kimiawi dengan

reseptor intraseluler misalnya hormon

steroid (testosteron) dan tiroid hewan yang

berupa lipid serta molekul gas kecil oksida

nitrat. Mekanisme jalur transduksi sinyal

(jalur-jalur merelai sinyal dari reseptor ke

respon seluler) seperti berikut:

Molekul yang merelay sinyal dari

reseptor ke respon disebut molekul

relay (sebagian besar merupakan

protein).

5

Molekul sinyal awal secara fisik

tidak dilewatkan jalur pensinyalan

(molekul sinyal bahkan tidak pernah

masuk sel).

Sinyal direlai sepanjang suatu jalur,

artinya informasi tertentu dilewatkan. Pada

tiap tahap sinyal ditransduksi menjadi

bentuk berbeda yaitu berupa perubahan

konformasi suatu protein yang disebabkan

oleh fosforilasi. Fosforilasi protein

merupakan suatu cara pengaturan yang

umum dalam sel dan merupakan

mekanisme utama transduksi sinyal.

Jalur pensinyalan bermula ketika

molekul sinyal terikat pada reseptor

eseptor ini kemudian mengaktifkan satu

molekul relai, yang mengaktifkan protein

kinase 1. Protein kinase 1 aktif ini

mentransfer satu fosfat dari ATP ke

molekul protein kinase 2 yang inaktif,

sehingga akan mengaktifkan kinase kedua

ini. Akibatnya, protein kinase 2 yang aktif

ini mengkatalisis fosforilasi (dan aktivasi)

protein kinase 3. Akhirnya protein kinase 3

aktif ini memfosforilasi protein yang

menghasilkan respons akhir sel atas sinyal

tadi. Enzim fosfatase mengkatalisis

pengeluaran gugus fosfat.

Molekul kecil dan ion kecil tertentu

merupakan komponen utama jalur second

messenger,  seperti AMP siklik (cAMP)

dan Ca2+, berdifusi melalui sitosol sehingga

membantu memancarkan sinyal ke seluruh

sel secara cepat.

Respon akhir sel terhadap sinyal

ekstraseluler disebut respon keluaran.

Respon sel terhadap sinyal berfungsi untuk

mengatur aktivitas dalam sitoplasma atau

transkripsi dalam nukleus. Kekhususan

pensinyalan sel menentukan molekul

sinyal apa yang akan diresponnya dan sifat

responnya. Keempat sel dalam diagram

merespon molekul sinyal dengan cara yang

berbeda karena masing-masing memiliki

kumpulan protein yang berbeda. Diagram

sel A merupakan diagram jalur pensinyalan

dengan satu respon tunggal. Diagram sel B

merupakan diagram jalur pensinyalan

dengan jalur bercabang sehingga 

6

memunculkan dua respon yang berbeda.

Diagram sel C merupakan diagram jalur

pensinyalan dengan reaksi saling-sapa di

antara kedua jalur yang membuat sel dapat

memadukan informasi dari kedua sinyal

yang berbeda. Diagram sel D merupakan

diagram jalur pensinyalan dengan reseptor

yang berbeda dengan reseptor pada sel A,

B dan C.

Second Messenger

Second messenger merupakan jalur

pensinyalan yang melibatkan molekul atau

ion kecil nonprotein yang terlarut dalam

air, sedangkan molekul sinyal ekstraseluler

yang mengikat reseptor membran

merupakan  jalur first messenger.  Second

messenger  lebih kecil dan terlarut dalam

air, sehingga dapat  segera menyebar

keseluruh sel dengan berdifusi . Second

messenger  berperan serta dalam jalur yang

diinisiasi reseptor terkait protein-G

maupun reseptor tirosin-kinase. Dua

contoh second messenger  yang paling

banyak digunakan ialah:

a.      AMP siklik

Second messenger ini yang

membawa sinyal yang diinisiasi epinefrin

dari membrane plasma sel hati atau otot ke

bagian dalam sel, dimana sinyal itu

menyebabkan pemecahan glikogen.

Pengikatan epinefrin pada membrane

plasma sel hati akan meningkatkan

senyawa adenosine monofosfatsiklik, yang

disingkat AMP siklik atau cAMP. Camp

ini diaktifkan oleh adenilat siklase yang

mengkatalisa perombakan ATP. cAMP

atau aliran ion tadi dapat membuat

perubahan pada perilaku sel, dan mereka

disebut messenger sekunder atau mediator

intraseluler yang mana akan merangsang

metabolisme sel lewat aktivitas protein

kinase.                                                

b.      Ion kalsium

Banyak molekul sinyal pada hewan,

termasuk neurotransmitter, faktor

pertumbuhan dan sejumlah hormon

menginduksi respon pada sel targetnya

melalui jalur transduksi sinyal yang

meningkatkan konsentrasi ion kalsium

sitosolik. Peningkatan konsentrasi ion

kalsium sitosolik menyebabkan banyak

respon pada sel hewan. Sel menggunakan

ion kalsium sebagai second messenger

dalam jalur protein-G dan jalur reseptor

tirosin kinase. Dalam merespon sinyal

yang direlai oleh jalur transduksi sinyal,

kadar kalsium sitosolik mungkin

meningkat, biasanya oleh suatu mekanisme

yang melepas ion kalsium dari RE

biasanya jauh lebih tinggi daripada

konsentrasi dalam sitisol. Karena kadar

kalsium sitosol terendah, perubahan kecil

pada jumlah absolute ion akan

7

menggambarkan persentase perubahan

yang relative tinggi pada konsentrasi

kalsium.

2.5 PENGHUBUNG ANTAR SEL

Ada 3 jenis penghubung sel (cell junction)

yaitu:

1.     Penghubung lekat (Adhering junction)

Struktur ini biasanya dinamakan demosom.

Ditemukan pada jaringan yang banyak

mendapat tekanan mekanik seperti otot

jantung, epidermis kulit, dan epitel  rahim.

Dalam sitoplasma sel ini biasanya terdapat

kumpulan filamen.

2.    Penghubung tak tembus (Impermeable

junction)

Biasanya disebut dengan tight junction.

Berperan membentuk sawar  dalam lapisan

sel seperti pada epitel selaput lendir  usus 

yang menyebabkan bahan makanan di

ruang usus tidak dapat melalui celah

diantara sel-sel epitel usus namun harus

melalui membran sel yang langsung

berhadapan dengan ruang usus.

3. Penghubung komunikasi

(Communicating junction)

Ada 2 jenis penghubung yaitu gap junction

dan sinapsis. Fungsinya sebagai alat

komunikasi molekul  dari satu sel ke sel

disekitarnya.

Gap junction merupakan

penghubung paling umum dari semua jenis

hewan dan manusia. Disusun oleh saluran-

saluran kecil yang menghubungkan

langsung ruang dalam dari kedua sel  yang

berdekatan. Permukaan kedua membran sel

dipisahkan oleh celah selebar 2-4nm yang

dinamakan konekson. Melalui konekson

inilah terjadi  perindahan  molekul kecil 

yang larut dalam air seperti ion anorganik,

asam amino, nukleotid  dan

vitamin.                                                     

Sementara sinapsis  merupakan

penghubung komunikasi dengan cara salah

satu pihak menghasilkan bahan kimia dan

pihak lain menerima sinyal tersebut  dan

dipisahkan dengan celah  sebesar 20 nm.

III. KESIMPULAN

Komunikasi sel adalah hubungan atau

interaksi antara satu sel dengan sel yang

lain ataupun antara sel dengan

lingkungannya. Dengan tujuan supaya

setiap organ dapat menjalankan tugasnya

dengan baik. Interaksi sel dibagi menjadi

4 macam, yaitu komunikasi tingkat

langsung, pensinyalan parakrin,

pensinyalan sinaptik, dan pensinyalan

endokrin/hormonal. Metode komunikasi

antar sel dibagi menjadi 3 macam, yaitu

8

komunikasi langsung, komunikasi lokal,

dan komunikasi jarak jauh. Proses

komunikasi pada sel dibagi menjadi tiga

tahap, yaitu penerimaan (reception),

transduksi dan respon. Mesenjer kedua

merupakan jalur persinyalan yang

melibatkan molekul atau ion kecil

nonprotein yang terlarut-air. Dua mesenjer

kedua yang paling banyak digunakan ialah

AMP siklik dan Ion kalsium.

IV. DAFTAR PUSTAKA

Azhar, Tauhid Nur, (2008), Dasar-dasar

Biologi Molekular, Widya Padjadjaran,

Bandung.

Campbell (2008),  Biology Edisi 8, 

Erlangga, Jakarta.

Subowo (2012), Biologi Sel, CVAngkasa,

Bandung.

 

9