Beberapa nukleotida adalah molekul regulasi. Sel merespon pada lingkungannya dengan menerima isyarat dari hormon dan signal kimia eksternal lainnya. Interaksi dari sinyal kimia eksternal tersebut disebut “first messenger” dengan reseptor pada permukaan sel yang selanjutnya akan memproduksi “second messenger” di dalam sel, yang akan membawa perubahan adaptif dalam sel.

Second messenger biasanya berupa nukleotida. Satu diantaranya adalah 3’ ,5’ cyclic adenosine monophosphate (cyclic AMP atau cAMP), yang membentuk ATP dari reaksi katalisis oleh adenylyl cyclase, yaitu enzim yang berasosiasi pada plasma membran bagian dalam. Cyclic AMP  mempertahankan fungsi regulasi pada semua organisme selain kingdom plantae.  3’, 5’ cyclic Guanosin mopophosphate terjadi pada beberapa sel dan juga memiliki fungsi regulasi.

Nukleotida regulasi lain yaitu ppGpp diproduksi bakteri pada respon untuk memperlambat sintesis protein pada kebutuhan asam amino. Nukleotida ini menekan sintesis molekul rRNA dan tRNA yang digunakan untuk sintesis sintesis protein, mencegah produksi asam nukleat yang tidak diperlukan.

Lokasi bertemunya hormon dan reseptor bisa secara ekstraseluler, sitosolik, atau pada inti sel, tergantung pada jenis hormon. Dampak dari interaksi intraseluler hormon-reseptor mempunyai enam jenis:

  • perubahan potensial membran hasil dari buka tutup saluran ion terfasilitasi hormon;
  • enzim reseptor diaktifkan oleh hormon ekstraseluler;
  • second messenger (seperti cAMP atau inositol trisphosphate) yang dihasilkan di dalam sel sebagai bertindak sebagai regulator alosterik dari satu atau lebih enzim;
  • reseptor tanpa aktivitas enzim intrinsik membawa protein kinase larut dalam sitosol melalui sinyal;
  • reseptor adhesi pada permukaan sel berinteraksi dengan molekul pada matriks ekstraselular dan menyampaikan informasi kepada sitoskeleton;
  • molekul steroid atau steroid like menyebabkan perubahan pada tingkat ekspresi (transkripsi DNA menjadi mRNA) dari satu atau lebih gen, dimediasi oleh protein reseptor hormon inti.

Hormon peptida dan amina yang larut dalam air (misalnya, insulin dan epinefrin) bertindak secara ekstraselular dengan mengikat reseptor permukaan sel yang menancap pada membran plasma (Gambar 1). Ketika hormon mengikat domain ekstraseluler tersebut, reseptor mengalami perubahan konformasi analog dengan yang diproduksi oleh sebuah enzim alosterik dengan mengikat molekul efektor. Perubahan konformasi memicu efek hilir hormon.

hormon nukleotida

Gambar 1. Hormon peptida dan amina berikatan dengan reseptor luar permukaan sel. Hormon ini tidak diteruskan ke dalam sel secara langsung, namun dengan bantuan second messenger nukleotida cAMP yang memicu transkripsi gen tertentu atau aktivitas anzim tertentu sebagai respon. Untuk hormon steroid dan thyroid tidak memerlukan second messenger nukleotida pada aktivitasnya.

Molekul hormon tunggal dalam membentuk kompleks hormon-reseptor, mengaktifkan katalis yang menghasilkan banyak molekul second messenger, sehingga reseptor berfungsi tidak hanya sebagai transduksi sinyal tetapi juga sebagai amplifikasi sinyal. Sinyal dapat lebih diperkuat dengan kaskade sinyal, yaitu serangkaian langkah yang mengkatalisasi pengaktifan katalis, sehingga menghasilkan amplifikasi yang sangat besar dari sinyal asli. Jenis kaskade ini terjadi pada regulasi sintesis glikogen dan kerusakan oleh epinefrin. Epinefrin mengaktifasi melalui reseptor siklase adenilat, yang menghasilkan banyak molekul cAMP untuk setiap molekul reseptor yang berikatan dengan hormon. Cyclic AMP pada waktunya akan mengaktifkan protein kinase cAMP dependent, yang mengaktifkan fosforilase kinase dan yang mengaktifkan glikogen fosforilase. Hasilnya adalah amplifikasi sinyal: satu molekul epinefrin menyebabkan produksi ribuan molekul glukosa 1-fosfat dari glikogen.

References

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *