Mekanisme Sekresi Sel

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Biologi Seluler dan Molekuler adalah salah satu mata kuliah yang memusatkan perhatiannya dalam cabang biologi yaitu sitologi atau biologi sel. Sitologi merupakan cabang biologi yang membahas tentang gejala kehidupan yang terjadi pada tingkat sel dan melihat dari gejala kehidupan pada tingkat sel tersebut dari segi molekulernya.

Sel disusun oleh organel-organel sel. Sel eukariotik tersusun atas organel-organel sel, seperti inti sel, reticulum endoplasma, badan golgi, mitokondria, ribosom, lisosom, yang memiliki fungsi dan mekanisme kerja yang berbeda-beda. Salah satu fungsi sel yang akan dibahas dalam makalah ini adalah fungsi sekresi sel pada kelenjar pancreas yang dilakukan oleh beberapa organel yang saling bekerja sama. Organel yang berperan dalam sekresi sel diantaranya adalah ribosom, reticulum endoplasma dan badan golgi.

Pankreas adalah organ pada sistem pencernaan yang memiliki dua fungsi utama yaitu menghasilkan enzim pencernaan serta beberapa hormon penting diantaranya insulin yang dihasilkan oleh sel beta. Pankreas memiliki unsur eksokrin maupun endokrin yang menempati sebagian besar kelenjar. Pankreas eksokrin yang merupakan bagian terbesar dari kelenjar, terdiri atas sel asinus yang berhimpitan, tersusun dalam banyak lobulus kecil. Sebuah asinus pankreas terdiri atas sel-sel zimogen penghasil protein berbentuk pyramid mengelilingi sebuah lumen sentral yang kecil. Duktus ekskretorius meluas ke dalam setiap asinus dan tampak sebagai sel sentroasinar yang terpulas pucat di dalam lumennya. Produk sekresi asini dikeluarkan melalui duktus interrkalaris ( intralobular ) yang sempit. Duktus ini memiliki lumen kecil dengan epitel kuboid rendah. Sel sentroasinar berlanjut sebagai epitel duktus interkalaris. Duktus interkalaris kemudian berlanjut sebagai duktus interlobular yang terdapat di dalam septa jaringan ikat yang terdapat diantara lobuli. Duktus interlobular dilapisi epitel selapis kuboid yang makin tinggi dan menjadi berlapis pada duktus yang lebih besar.

Untuk mengetahui lebih jelasnya bagaiamana proses sekresi sel asinus pancreas hingga menghasilkan protein, maka pada makalah ini akan dibahas mekanisme atau cara kerja dari masing-masing organel yang berperan dalam proses skresi tersebut.

B. Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada makalah ini adalah “Bagaimana mekanisme sekresi sel asinus pankreas dalam menghasilkan protein atau enzim pencernaan pada tubuh manusia”.

C. Batasan Masalah

1. Pengertian sekresi

2. Organel-organel yang terlibat dalam proses sekresi sel

3. Mekanisme sekresi sel asinus pancreas

D. Tujuan

Tujuan penyusunan makalah ini adalah untuk mengkaji mekanisme sekresi sel asinus pankreas dalam menghasilkan protein atau enzim pencernaan pada tubuh manusia.

BAB II

PEMBAHASAN

1. Pengertian Sekresi

Sekresi adalah proses elaborasi, pelepasan dan pengeluaran bahan-bahan kimia dari sel atau kelenjar. Banyak sel mensekresikan protein ke lingkungan luar sel, hormon, neurotransmitter, enzim-enzim pencernaan, antibodi, dan mukus. Selain itu, sekresi juga diartikan sebagai proses pemasukan dan transformasi molekul-molekul kecil melalui biosintesis intrasel, menjadi produk yang lebih kompleks yang kemudian dibebaskan secara aktif dari sel.

Kelompok sel khusus untuk sekresi disebut kelenjar. Berdasarkan jalan pelepasan produknya terdapat dua macam kelenjar. Yang mencurahkan sekretnya ke dalam system saluran yang bermuara pada permukaan luar atau dalam disebut kelenjar eksokrin. Sedangkan yang mencurahkan produknya ke dalam darah atau limfa untuk diangkut ke jaringan sasaran bagian tubuh lain disebut kelenjar endokrin.

Dahulu sekresi diduha merupakan fungsi yang hanya terbatasa pada sel epirl dan sel-sel. Sel-sel ini mengandung produk sekresi yang tersimpan dalam granul yang tampak dengan mikroskop cahaya. Dengan adanya mikroskop electron dan cara-cara autoradiografi untuk melacak pemasukanprekusor dan pembebasan produk sel. Ternyata banyak sel non epitel membuat dan melepaskan substansi ke dalam lingkungan sekitarnya, tanpa adanya granuk mikroskopis dalam sitoplasmanya. Sel-sel yang berasal dari mesenkim seperti fibroblast, osteoblas dan kondrosit, ternyata mensekresikan unsure-unsur dari amtriks ekstrasel sekitarnya.

Dalam dua dasawarsa terakhir ditemukan beberapa jenis sel yang tersebar luas dalam jaringan dan organ yang mensekresikan molekul sebagai penegak komunikasi antar sel. Sekresi jenis ini secara bersama disebut sitokin. Jika molekul sinyal hanya berdifusi ke sel-sel sekitarnya, maka efeknya disebut parakrin. Jika molekul mempengaruhi sel penghasil secret, molekul dikatakan memiliki efek antokrin, dan jika molekul pemberi sinyal dibawa darah ke sel-sel sasaran jauh, maka efeknya disebut endokrin.

Terdapat dua cara bersekresi yaitu jalur sekresi terjadwal dan jalur sekresi konstitutif. Pada jalur sekresi terjadwal, sel-sel kelenjar memekatkan dan menyimpan produknya dalam granul bermembran sampai ada sinyal neural atau hormonal untuk melepaskannya. Sedangkan pada jalur sekresi konstitutif, produknya langsung disangkut ke permukaan sel dalam vesikel-vesikel kecil yang tidak terdeteksidengan mikroskop cahaya. Pada cara terakhir ini, produknya tidak cukup dipekatkan dan tidak disimpan sambil menunggu rangsang dari luar bagi pelepasannya, tetapi dibebaskan setelah dibentuk.

2. Organel-Oreganel Yang Telibat Dalam Proses Sekresi Sel

A. Ribosom

Ribosom merupakan partikel yang kampak/padat, terdiri dari ribonukleoprotein, melekat atau tidak pada permukaan external dari membran RE, yang memungkinkan sintesa protein. Translasi, atau pada hakekatnya sintesis protein, berlangsung di dalam ribosom, suatu struktur organel yang banyak terdapat di dalam sitoplasma. Ribosom terdiri atas dua subunit, besar dan kecil, yang akan menyatu selama inisiasi translasi dan terpisah ketika translasi telah selesai. Ukuran ribosom sering dinyatakan atas dasar laju pengendapannya selama sentrifugasi sebagai satuan yang disebut satuan Svedberg (S). Pada kebanyakan prokariot ribosom mempunyai ukuran 70S, sedangkan pada eukariot biasanya sekitar 80S.

Tiap ribosom mempunyai dua tempat pengikatan tRNA, yang masing-masing dinamakan tapak aminoasil (tapak A) dan tapak peptidil (tapak P). Molekul aminoasil-tRNA yang baru memasuki ribosom akan terikat di tapak A, sedangkan molekul tRNA yang membawa rantai polipeptida yang sedang diperpanjang terikat di tapak P.

.

B. Reticulum Endoplasma

Retikulum endoplasma adalah suatu kumpulan kantung seperti membran berbentuk pipa gelembung dan kantong pipih yang meluas dari sitoplasma sel eukariot. Membran retikulum endoplsasma (RE) menerus dan tidak terpisah, mengelilingi suatu lumen atau celah yang memisahkan dari sitoplasma yang mengelilingi suatu lumen atau yan memisahkan dari sitoplasma yang mengelilinginya. Berdasarkan ada tidaknya ribosom, RE di bedakan menjadi dua yaitu RE kasar dan RER halus. RE kasar tampak kasar melalui mikroskop elektron karena ribosom menonjol di permukaan sitoplasmik membran. Memiliki ribosom yang menempel pada permukaan membran yang berhadapan dengan sitoplasma yang mengelilingi. Berfungsi Mensintesis lemak dan kolesterol. Fungsi utama RE kasar adalah sebagai tempat sintesis protein.

Retikulum Endoplasma halus, diberi nama demikian karena permukaan sitoplasmiknya tidak mempunyai ribosom. RE halus tidak memiliki ribosom. RE halus berfungsi dalam berbagai macam proses metabolisme, termasuk sintesis lipid, metabolisme karbohidrat, dan menawarkan obat dan racun dan tempat melekatnya reseptor pada protein membran sel.

Mekanisme menempelnya ribosom pada RE

Sintesis polipeptida dimulai dengan tahap inisiasi di dalam sitoplasma yaitu setelah mRNA mengikat ribosom bebas, ribosom yang tidak berada pada membran sitoplasma. Kemudian diikuti tahap pemanjangan translasi di sitoplasma sampai polipeptida menghasilkan sekuen sinyal yang disebut sinyal peptide dan terdiri dari 6-15 asam amino non polar. Tahap berikutnya sekuen sinyal memberi tahu ribosom mencetaknya agar menempel pada di dinding Retikulum Endoplasma. Caranya yaitu sekuen sinyal dikenali oleh partikel pengingat sekuen sinyal (SRP = Signal Recognition Particle). SRP kemudian menempel pada signal sekuen pada polipeptida dan Ribosom serta membawa sinyal sekuen bersama ribosom pencetaknya menuju membran RE.

SRP dikenali oleh protein reseptor SRP pada membran RE yang menempel pada protein reseptor SRP tersebut, sedangkan ribosom menempel pada translokon pada membran RE. SRP dilepaskan oleh reseptornya dan keluar dari membran RE. Sekuen sinyal kemudian dipersilahkan masuk ke lumen RE dan terikat pada bagian translokon. Di dalam lumen RE, sekuen tersebut dipotong oleh suatu enzim pemotongnya. Ribosom yang berada di dinding RE meneruskan sintesis protein, tetapi produk polipeptidanya tetap berada di dalam lumen. Langkah-langkah ini diatur oleh pengikatan dan hidrolisis GTP. SRP dan reseptor SRP merupakan G protein (GTP).

Sebagian besar protein yang berada di sisterna RE sebelum di bawa ke golgi, lisosom, selaput sel, atau ke ruang antar sel merupakan glikoprotein, yaitu suatu molekul yang memiliki rantai sakarida. Rantai Oligosakarida terdiri dari 14 buah monosakarida yang masing-masing berupa Na-asetilglukosamine, manose, dan glukosa.

Penambahan gula pada rantai oligosakarida dikatalisis oleh enzim glikosil transferase yang mentransfer suatu monosakarida spesifik dari donor gula yang tepat ke akseptor yang tepat. Molekul pendonor merupakan nukleotida gula, seperti CMP-Sialic acid, GDP-manosa, atau UDP-N-acetylglucosamine. Molekul penerima merupakan ujung yang akan menerima gula.

Segmen utama dari masing-masing rantai karbohidrat tidak dibentuk oleh protein itu sendiri tetapi bersama-sama secara bebas pada carrier lipid yang disebut Dolicol Pospat terdapat pada membran. Pengikatan oligosakarida ke dolicol berlangsung secara bertahap, gula per gula diikatan padanya, sebelum dipindahkan ke protein yang berada dalam lumen. Proses ini dimulai dengan pengikatan N-acetylglukosamine Uridine dipospat yang ada di sitosol ke dolicol pospat yang dikatalisis oleh N-acetilglukosamine, lalu terjadi penambahan 5 gula manosa yang di donor oleh GDP-manosa. Kemudian tterjadi flip pada molekul tadi oleh adanya molekul tadi oleh adanya molekul protein pemindah yang disebut flipase diselaput RE sehingga molekul dipindahkan ke belahan luminal selaput RE. Dan pada saat itu penambahan 4 gula manosa yang berasal dari proses flip oleh dolicol pospat yang ada di depannya, kemudian molekul dolicol pospat N-acetilglukosamine yang terikat dengan 9 manosa lalu mendapat tambahan 3 molekul glukosa dari UDP sehingga terbentuklah dolicol dipospat oligosakarida (Glikolipid) yang nanti akan mendonorkan oligosakarida tersebut kepada protein sehingga terbentuk molekul glikoprotein.

C. Badan Golgi

Badan Golgi (disebut juga aparatus Golgi, kompleks Golgi atau diktiosom) adalah organel yang dikaitkan dengan fungsi sekresi sel Antara badan Golgi satu dengan yang lain berhubungan dan membentuk struktur kompleks seperti jala. Badan Golgi sangat penting pada sel sekresi.

Badan Golgi dan RE mempunyai hubungan erat dalam sekresi protein sel. RE menampung dan menyalurkan protein ke Golgi. Golgi mereaksikan protein itu dengan glioksilat sehingga terbentuk glikoprotein untuk dibawa ke luar sel. Oleh karena hasilnya disekresikan itulah maka Golgi disebut pula sebagai organel sekretori.

Kompleks (aparat) Golgi telah diketahui ahli mikroskop jauh sebelum penemuan mikroskop electron. Pada sajian mikroskop cahaya yang di dalam dengan garam perak, terlihat aparat Golgi sebagai bangunan kecil berbentuk tidak teratur biasanya dekat inti. Dengan mikroskop electron terlihat aparat ini terdiri atas membrane serupa yang terdapat pada reticulum endoplasma lain. Membrane-membran itu membentuk dinding sejumlah kantung gepeng yang bertumpuk. Di bagian tepi kantung ini menyatu dengan vesikel-vesikel bulat kecil.

Kompleks Golgi berkaitan erat dengan pembentukan beberapa produk sekresi, terutama yang mengandung karbohidrat. Unsur protein produk ini dibuat di reticulum endoplasma kasar. Pada kompleks Golgi ditambahkan karbohidrat pada protein, membentuk kompleks karbohidrat-protein. Kompleks ini dibentuk di dalam sisterna aparat Golgi. Mereka bergerak ke tepi sisterna, memisahkan diri dari kompleks Golgi karena terkumpul dalam vakuola sekresi bermembran.

Badan Golgi merupakan bagian sel yang hampir serupa dengan Retikulum Endoplasma. Hanya saja, Badan Golgi terdiri dari berlapis-lapis ruangan yang juga ditutupi oleh membran. Badan Golgi mempunyai 2 bagian, yaitu bagian cis dan bagian trans. Bagian cis menerima vesikel-vesikel (vesicle) yang pada umumnya berasal dari Retikulum Endoplasma Kasar. Vesikel ini akan diserap ke ruangan-ruangan di dalam Badan Golgi dan isi dari vesikel tersebut akan diproses sedemikian rupa untuk penyempurnaan dan lain sebagainya. Ruangan-ruangan tersebut akan bergerak dari bagian cis menuju bagian trans. Di bagian inilah ruangan-ruangan tersebut akan memecahkan dirinya dan membentuk vesikel, dan siap untuk disalurkan ke bagian-bagian sel yang lain atau ke luar sel.

Aparat Golgi dijumpai pada hampir semua sel tumbuhan dan hewan. Terdiri dari setumpuk saku pipih yang dibatasi membrane. Terutama amat penting dalam sel-sel yang secara aktif terlibat dalam sekresi. Protein yang disintesis oleh RER dipindahkan ke dalam aparat Golgi. Di sini karbohidrat tambahan dapat dibubuhkan kepadanya. Bagaimanapun protein-protein itu terkumpul di dalam saku-saku tadi sampai penuh dengan protein. Saku-saku tersebut dapat berpindah ke permukaan sel dan mengeluarkan isinya ke bagian luar.
Aparat Golgi juga merupakan situs sintesis polisakarida, misalny pada mucus. Selulosa yang disekresikan oleh sel tumbuhan untuk membentuk dinding sel sintesis pada aparat Golgi.

Berikut adalah gambar dari skema transpor di dalam badan Golgi. 1. Vesikel retikulum endoplasma, 2. Vesikel eksositosis, 3. Sisterna, 4. Membran sel, 5. Vesikel sekresi

Aparatus golgi terdiri dari tiga komponen :

a.Cisternae

Merupakan bangunan dasar.yang menjadi ciri apparatus golgi Terdiri Dari sekitar 5 lempeng cisterna yang sejajar melengkung bentuk piala tiap cisterna berupa kantung gepeng tertekuk.Bagian tepi tiap cisterna biasanya menggembung dan berlobang-lobang .dibagian tepi itu ada pembuluh yang menghubungkan semua cisternae sesamanya.daerah tepi itu juga memiliki tonjolan-tonjolan yang akan cepat membentuk vasikula-vasikula atau mungkin juga bakal membentuk cisterna baru.

b.Vesikula

Bagian vesikula terdapat dibawah (sebelah kedalam sel) bagian cisternae yang terdiri dari banyak gelembung serta memiliki warna yang terang.vesikula tumbuh dari reticulum endoplasma. Mungkin dekat kebagian cisternae vesikula tergabung membentuk cisterna baru.

c.Vakuola

Bagian ini berada dibagian atas (sebelah puncak) yang terdiri dari banyak gelembung. Vakuola berisi bahan sekresi (getahan) cisterna bagian atas akan pecah dan membentuk vakuola. Bahan sekresi dalam vakuola disekresi dengan cara exocytosis.

Protein yang akan disekresi/glikoprotein yang telah disintesa di retikulum endoplasma, masuk ke apparatus golgi lewat vesikula yang tumbuh lepas diujung-ujung reticulum endoplasma dan yang terdekat dengan badan golgi. Pembentukan vesikula tersebut diawali dengan terbentuknya gembungan berupa kuncup dibagian ujung RE/ juga dimembran luar selaput inti. Gembungan ini lepas ,menjadi vesikula. Vesikula bergabung-gabung membentuk cisternae. Didalam cisternae protein atau glikoprotein itu diproses lagi, lalu dibungkus-bugkus kecil dalam vakuola melalui gelembung-gelembung diujung cisternae teratas, kemudian lepas menjadi vakuola yang telah berisi bahan sekresi.

3. Mekanisme Sekresi Sel Pada Sel Asinus Pancreas

Pada tahun 1940, penelitian biokimia dan mikroskop elektron, menetapkan secara rinci berbagai peran organel sel dalam proses sekresi. Jenis sel kelenjar yg paling byk diteliti adalah sel asinus pankreas. Yg mensekresikan enzim pencernaan esensial. Proses sekresi protein melewati beberapa kompartemen intraseluler yaitu: ribosomàRE kasaràbadan golgi à immature granula (prozimogen)àmature granula (zymogen).

Beberapa ribosom berhubungan dengan molekul mRNA yg sama untuk merakit molekul protein sekresi yg sama. Rentetan ribosom yg saling berhubungan membentuk rantai yag disebut poliribosom atau polisom. Polisom bebas biasanya terlibat dlm sintesis protein dari sel sedangkan polisom yg melekat pad RE terlibat dlm sintesis protein sekresi. Ribosom yg melekat pd RE ; 60S subunit. Protein yang telah disintesis, disisipkan ke dalam retikulum endoplasmic. RE, tempat polipeptida di tampung dalam vesikel-vesikel kecil yang akan dilepaskan. Vesikel transpor ini, masing-masing dengan sedikit protein yg baru dibentuk, bergerak dan menyatu dengan sisterna gepeng pada permukaan cis dari badan golgi

Setelah beberapa menit, protein sekresi mencapai badan golgi. Di dlm sisterna dekat RE; cis golgi, produk tersebut encer tapi produk itu mengalami 20-25% pemekatan selama perjalanannya menuju siterna trans golgi. Produk dari RE dimodifikasi lanjut. (misalnya pembuatan glikoprotein bersulfat glikosaminoglikan bersulfat dituntaskan oleh sulfatransferase dalam sisterna trans golgi). Bila pemrosesan produk telah lengkap, sisterna pada pada permukaan trans dari organel pecah menjadi segmen-segmen yang membulat dan saling menyatu membentuk vakuola memadat yg lebih besar, yang disebut prozymogen granul yg dikelilingi oleh membran golgi.

Dengan isinnya yg makin memekat, vakuola ini menjadi granul sekresi (zymogen) bergerak ke sitoplasma apikal. Bila sebuah sel kelenjar dirangsang, granul sekresi (zimogen) yang terkumpul di sitoplasma apikal secara berangsur menuju ke permukaan sel, tempat membran pembatasnya menyatu dengan membran sel pada tempat kontak , yang memungkinka isinya mengalir keluar.

Pada proses eksositosis ini, produk keluar dari sel tanpa mengurangi membran sel. Kelebihan membran plasma akibat eksositosis didaur ulang melalui invaginasi dan pelepasan vesikel-vesikel kecil yang kembali ke kompleks golgi.

BAB III

KESIMPULAN

v Proses sekresi pada kelenjar pankreas dibantu oleh kerjasama fungsional antara RE dan badan golgi.

v Material disintesis oleh ribosom dan kadang-kadang diobservasi kedalam ruang-ruang retikulum endoplasma yang kemudian membentuk granula intracisternal.

v Material ini kemudian dikirim ke kompleks Golgi dan dikumpulkan ke granula zimogen yang kemudian dilepaskan keluar sel.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. (2010). Struktur dan Peranan Bagian-Bagian Sel. Diakses pada tanggal 12 Desember 2011 dari http://www.sentra-edukasi.com

Anonim. (2011). Ribosom. Diakses pada tanggal 12 Desember 2011 dari kuliah.ung.ac.id

Anwar, Ruswana. (2005). Biosintesis, sekresi dan mekanisme kerja hormon. Diakses pada tanggal 28 November 2011 dari http://pustaka.unpad.ac.id

Campbell, Reece, and Mitchell. (2004). Biologi Jilid Lima. Jakarta: Erlangga

DeRobertis. (1975). Cell biology 6th edition. London: W.B. Saunders Company.

Hendro, Pramono.(2008). Translasi. Diakses pada tanggal 12 Desember 2011 dari http://biomol.wordpress.com

Junda. (2011). Pankreas. Diakses pada tanggal 12 Desember 2011 dari http://jundapakiringan.blogspot.com

Leeson, C.Rolands., dkk. (1996). Histologi. Jakarta: EGC.

Taufik, Ardiyanto. (2011). Makalah Badan Golgi. Diakses pada tanggal 12 Desember 2011 dari http://taufik-ardiyanto.blogspot.com