Transduksi Sinyal ; Potensial Membran Istirahat Depolarisasi Hiperpolarisasi Potensial Aksi Potensial Listrik Pada berbagai Keadaan Sel Afrizal Andi Nurul Ramadhani Anisa Boki Nursaifa Desi Gebby Halimah Isyfahani Mahdania Muhdana Novtalya Labi Mambea Khaerunnisa Nur Aisyah M. Asbanu Riska Ananda Arifki Ramadhan Khaerunnisa KELOMPOK 2 :
Transduksi sinyal mencakup pengubahan sinyal dari satu bentuk ke bentuk lain dalam sel. Akhirnya , respon terjadi sebagai hasil dari sinyal awal . Sinyal-sinyal kimia dapat berupa protein, asam amino, peptida , nukleotida , steroid, dan gas. Sebagian besar sinyal bersifat hidrofilik sehingga tidak dapat melewati membran ( contohnya protein, asam amino, dan peptida ). Beberapa sinyal bersifat hidrofobik dan mampu melalui membran untuk memulai respon ( contohnya hormon steroid). Sinyal-sinyal tersebut diproduksi oleh signal cell dan dideteksi oleh protein reseptor pada sel target. Transduksi sinyal
Menurut sifat stimulator/ligand, transduksi sinyal dibagi menjadi 2, yaitu : 02 Reseptor di Membran sel Ligandnya tidak bisa larut dalam lipid, jadi tidak bisa menembus membran sel. Tetapi karena ada reseptor di membran sel , jadi ia menempel di di reseptor tersebut 01 Reseptor Intraseluler Ligandnya merupakan senyawa yang dapat larut dalam lipid. Oleh karena itu ia bisa langsung menembus membran sel lalu masuk ke dalam sel menuju reseptornya yang ada di dalam sel.
Secara singkat langkah-langkah transduksi sinyal adalah : 1) Sintesis molekul sinyal oleh sel yang memberi sinyal . 2) Pelepasan molekul sinyal oleh sel yang memberi sinyal . 3) Transpor sinyal oleh sel target. 4) Pengikatan sinyal oleh reseptor spesifik yang menyebabkan aktivasi reseptor tersebut . 5) Inisiasi satu atau lebih jalur transduksi sinyal intrasel . 6) Peubahan spesifik fungsi , metabolisme , atau perkembangan sel. 7) Pembuangan sinyal yang mengakhiri respon sel.
Pengubahan sinyal di dalam sel dapat terjadi sebagai berikut : 1) Sinyal molekul ekstrasel berikatan dan mengaktifkan protein atau glikoprotein membran sel. Molekul protein yang diikat reseptor akan mengaktifkan : a) protein kinase, b) enzim penguat yang menggiatkan second messengers . 2) Second messengers , berperan : a) Mengubah kegiatan enzim , khususnya protein kinase b) Meningkatkan ion kalsium intrasel c) Menggiatkan kanal ion tertentu Fosforilasi protein atau kegiatan ion kalsium mengubah fungsi sel sebagai respon sel. Sedangkan protein yang dimodifikasi ion kalsium dan proses fosforilasi akan mengontrol : 1) Enzim-enzim metabolik . 2) Kontraksi otot dan pergerakan sitoskeleton . 3) Protein yang mengatur kegiatan gen dan sintesis protein. 4) Transport membran dan kegiatan protein reseptor .
POTENSIAL AKSI Potensial aksi sesungguhnya tejadi di seluruh membran sel, hal ini didasarkan oleh adanya perbedaan konsentrasi ion natrium dan kalium antara intra-seluler dan ekstra-seluler. Perbedaan gradien konsentrasi ion tersebut dipertahankan oleh adanya suatu enzim pada membran sel yang disebut dengan enzim Na-K ATPase atau dalam istilah lainnya disebut pompa Na-K. Pompa NaK ini bekerja dengan cara mentranfer tiga ion Natrium keluar sel serta 2 ion Kalium ke dalam sel. Gradien konsentrasi ini menyebabkan adanya potensial positif di luar membran sel dan potensial negatif di dalam sel. Perbedaan potensial membran ini disebut sebagai Resting Membrane Potential. Sitoplasma sel memiliki potensial listrik sebesar -60 hingga -80 mV diabandingkan dengan cairan ekstraseluler.5
Potensial Membran Istirahat Sinyal pada sel-sel saraf disampaikan melalui sinyal listrik . Sinyal listrik ini dapat terjadi karena ada perbedaan muatan di dalam dan di luar sel. Perbedaan muatan ini dapat diukur menggunakan voltmeter yang terhubung dengan elektroda pembanding dan mikroelektroda perekam ( lihat Gambar 1). Pada keadaan istirahat kanal ion tertutup , ion yang tersebar di sepanjang membran dapat diprediksi dengan mudah . Konsentrasi Na+ diluar sel 10 kali lebih besar dari pada di dalam sel dan konsentrasi K+ di dalam sel lebih besar daripada di luar sel. Sitosol mengandung anion konsentrasi tinggi dalam bentuk ion fosfat dan protein yang terionisasi negatif . Pada keadaan ini ( istirahat ) muatan di dalam sel lebih negatif daripada di luar dan beda potensialnya sebesar -70 mV. Nilai ini disebut dengan potensial istirahat membran . Kebocoran kanal ion dapat terjadi yang memungkinkan ion Na+ masuk ke dalam sel atau ion K+ keluar dari sel , namun hal ini dapat diatasi oleh pompa Na+/K+ yang menjaga agar potensial membran selalu terjaga .
Depolarisasi Telah dijelaskan sebelumnya bahwa pada keadaan normal beda potensial antara sitosol dan cairan ekstraseluler akan selalu berada dalam kesetimbangan pada kisaran -70 mV. Meskipun demikian , pada keadaan tertentu dapat terjadi perubahan . Sebagai contoh , stimulus tertentu mengakibatkan terbukanya kanal ion Na+ membuat ion Na+ yang ada di luar sel berdifusi ke dalam sel akibat gradien konsentrasi menyebabkan muatan pada sel berangsur-angsur berubah menjadi positif dan pada suatu saat potensial membran mencapai +30 mV. Fenomena ini disebut dengan depolarisasi , yang secara harafiah diartikan bahwa potensial mengarah pada nol.
Repolarisasi Ketika potensial mencapai +30 mV, kanal ion K+ terbuka mengakibatkan ion K+ berdifusi keluar sel sehingga potensial menurun menuju ke potensial istirahat membran . Fenomena ini disebut dengan repolarisasi , yang berarti bahwa potensial kembali pada -70 mV atau kembali ke membran istirahat potensial .
Hiperpolarisasi Hiperpolarisasi adalah keadaan di mana potensial membran menjadi lebih rendah daripada potensial istirahat membran . Hal ini dapat terjadi ketika ion K+ keluar dari dalam sel atau masuknya ion negatif ke dalam sel ( cth . ion Cl-).
Mekanisme potensial aksi
Propagasi Potensial Aksi Peristiwa setelah adanya stimulus - depolarisasi - repolarisasi ini terjadi sepanjang sel saraf dengan tujuan untuk menyampaikan pesan dari neuron afektor - efektor atau sebaliknya . Ketika terjadi depolarisasi sel saraf pada satu segmen menyebabkan terbukanya kanal ion Na+ pada segmen selanjutnya . Sementara pada segmen tersebut terjadi repolarisasi karena kanal K+ terbuka maka pada segmen selanjutnya terjadi depolarisasi akibat masuknya ion Na+. Begitu seterusnya hingga impuls sampai pada ujung sel saraf