PERSIMPANGAN SEL: JENIS DAN KARAKTERISTIKNYA - BIOLOGI - 2025

The sambungan sel adalah jembatan kontak antara membran sitoplasma antara sel-sel yang berdekatan atau antara sel dan matriks. Persimpangan bergantung pada jenis jaringan yang dipelajari, menyoroti hubungan yang ada antara sel epitel, otot dan saraf.

Di dalam sel ada molekul yang terkait dengan adhesi di antara mereka. Namun, diperlukan elemen tambahan yang meningkatkan stabilitas ikatan di jaringan. Ini dilakukan dengan sambungan sel.

Jenis utama sambungan sel.
Sumber: Boumphreyfr, dari Wikimedia Commons

Persimpangan diklasifikasikan menjadi persimpangan simetris (persimpangan ketat, desmosom sabuk, dan persimpangan celah) dan persimpangan asimetris (hemidesmosom).

Persimpangan ketat, desmosom sabuk, desmosom titik, dan hemidesmosom adalah persimpangan yang memungkinkan penahan; sementara cleft junction berfungsi sebagai jembatan penghubung antara sel-sel tetangga, memungkinkan pertukaran zat terlarut antar sitoplasma.

Pergerakan zat terlarut, air, dan ion terjadi melalui dan di antara komponen seluler individu. Jadi, ada jalur transeluler yang dikendalikan oleh serangkaian saluran dan transporter. Berbeda dengan jalur paraseluler, yang diatur oleh kontak antar sel - yaitu, sambungan sel.

Pada tumbuhan kita menemukan sambungan sel yang menyerupai sambungan celah, yang disebut plasmodesmata. Meski berbeda struktur, fungsinya sama.

Dari sudut pandang medis, kekurangan tertentu pada sambungan sel diterjemahkan menjadi penyakit yang didapat atau diturunkan yang disebabkan oleh kerusakan pada penghalang epitel.

karakteristik

Organisme hidup terdiri dari struktur diskrit dan bervariasi yang disebut sel. Ini dibatasi oleh membran plasma yang membuatnya terpisah dari lingkungan ekstraseluler.

Akan tetapi, meskipun mereka adalah komponen makhluk hidup, mereka tidak menyerupai batu bata, karena tidak terpisah satu sama lain.

Sel adalah elemen yang berkomunikasi satu sama lain, dan dengan lingkungan ekstraseluler. Oleh karena itu, harus ada jalan bagi sel untuk membentuk jaringan dan berkomunikasi, sedangkan membran tetap utuh.

Masalah ini bisa diatasi berkat adanya cell junction yang ada di epithelia. Persimpangan ini dibentuk antara dua sel yang berdekatan dan diklasifikasikan menurut fungsinya masing-masing menjadi persimpangan simetris dan asimetris.

Hemidesmosom milik serikat asimetris, dan serikat sempit, desmosom sabuk, desmosom, dan serikat sumbing ke serikat simetris. Di bawah ini kami akan menjelaskan setiap sambungan secara rinci.

Jenis

- Persimpangan yang ketat

Skema sel epitel usus dan jalur permeabilitas selektif. Paus Putih, dari Wikimedia Commons

Persimpangan ketat, juga dikenal dalam literatur sebagai persimpangan oklusif, adalah sektor dalam membran sel sel tetangga yang terkait erat - seperti yang disarankan oleh nama "persimpangan ketat".

Dalam kondisi rata-rata, sel dipisahkan dengan jarak 10-20 nm. Namun, dalam kasus persimpangan yang rapat, jarak ini berkurang secara signifikan dan membran kedua sel menyebabkan sentuhan atau bahkan penggabungan.

Persimpangan sempit yang khas terletak di antara dinding samping sel tetangga pada jarak minimal dari permukaan apikal mereka.

Di jaringan epitel, semua sel membuat persimpangan seperti itu untuk tetap bersama. Dalam interaksi ini, sel-sel berada dalam pola yang mengingatkan pada cincin. Serikat pekerja ini menutupi seluruh perimeter.

Protein terlibat dalam persimpangan yang rapat

Ocludina dan Claudina

Daerah kontak yang rapat mengelilingi seluruh permukaan sel. Daerah ini membentuk strip kontak anastomosis dari protein transmembran yang dikenal sebagai okludin dan klaudin. Istilah anastomosis mengacu pada penyatuan elemen anatomi tertentu.

Kedua protein ini termasuk dalam kelompok tetraespanin. Mereka dicirikan dengan memiliki empat domain transmembran, dua loop luar, dan dua ekor sitoplasma yang relatif pendek.

Occludin telah terbukti berinteraksi dengan empat molekul protein lain, yang disebut zonule occludin dan disingkat ZO. Kelompok terakhir ini meliputi protein ZO 1, ZO 2, ZO 3 dan afadin.

Claudin, pada bagiannya, adalah keluarga dari 16 protein yang membentuk serangkaian fibril linier di persimpangan yang rapat, yang memungkinkan persimpangan ini untuk mengambil peran sebagai "penghalang" di jalur paraseluler.

Nektin dan JAM

Nektin dan molekul adhesi persimpangan (JAMs singkatnya) juga muncul di persimpangan yang rapat. Kedua molekul ini ditemukan sebagai homodimer di ruang intraseluler.

Nektin terhubung ke filamen aktin melalui protein afadin. Yang terakhir tampaknya penting, karena penghapusan gen yang mengkode afadin pada hewan pengerat menyebabkan kematian embrio.

Fitur persimpangan ketat

Jenis persimpangan antar sel ini melakukan dua fungsi penting. Yang pertama adalah menentukan polaritas sel di epitel, memisahkan domain apikal dari domain basolateral dan mencegah terjadinya difusi lipid, protein, dan biomolekul lain yang tidak semestinya.

Seperti yang kami sebutkan dalam definisi, sel-sel epitel dikelompokkan dalam sebuah cincin. Struktur ini memisahkan permukaan apikal sel dari yang lateral dan basal, yang membentuk diferensiasi antara domain.

Pemisahan ini dianggap sebagai salah satu konsep terpenting dalam studi fisiologi epitel.

Kedua, persimpangan ketat mencegah lewatnya zat secara bebas melalui lapisan sel epitel, menghasilkan penghalang ke jalur paraseluler.

-Unions di celah atau celah

Struktur dan lokasi persimpangan celah dalam sel yang berdekatan. Diterjemahkan oleh Kalpo, berdasarkan gambar oleh Mariana Ruiz LadyofHats. , melalui Wikimedia Commons

Persimpangan celah ditemukan di daerah tanpa membran sitoplasma yang membatasi antara sel-sel tetangga. Di persimpangan celah, sitoplasma sel terhubung dan koneksi fisik dibuat di mana bagian molekul kecil dapat terjadi.

Kelas persimpangan ini ditemukan di hampir semua epitel, dan di jenis jaringan lain, di mana mereka melayani berbagai tujuan.

Misalnya, di berbagai jaringan celah sambungan dapat membuka atau menutup sebagai respons terhadap sinyal ekstraseluler, seperti halnya dengan neurotransmitter dopamin. Kehadiran molekul ini mengurangi komunikasi antar kelas neuron di retina, sebagai respons terhadap peningkatan intensitas cahaya.

Protein yang terlibat dalam persimpangan celah

Persimpangan celah terdiri dari protein yang disebut koneksin. Jadi, sebuah "connexon" diperoleh dari penyatuan enam monomer connexin. Struktur ini adalah silinder berongga yang ditemukan melintasi membran sitoplasma.

Sambungan diatur sedemikian rupa sehingga saluran dibuat antara sitoplasma sel yang berdekatan. Juga, konekson cenderung menggabungkan dan membentuk semacam pelat.

Fungsi persimpangan gap

Berkat pembentukan persimpangan ini, pergerakan molekul tertentu antar sel tetangga dapat terjadi. Ukuran molekul yang akan diangkut sangat menentukan, diameter optimal adalah 1,2, begitu pula ion kalsium dan adenosin monofosfat siklik.

Secara khusus, mereka adalah ion anorganik dan molekul yang larut dalam air yang dapat ditransfer dari satu sitoplasma sel ke sitoplasma yang berdekatan.

Konsentrasi kalsium memainkan peran penting dalam saluran ini. Ketika konsentrasi kalsium meningkat, saluran aksial cenderung menutup.

Dengan cara ini, sambungan sumbing secara aktif berpartisipasi dalam proses penggandengan listrik dan kimiawi antar sel, seperti yang terjadi pada sel otot jantung, yang bertanggung jawab untuk mentransmisikan impuls listrik.

-Anchor atau ikatan sendi

Di bawah sambungan yang rapat, kami menemukan sambungan jangkar. Umumnya, ini terletak di sekitar permukaan apikal epitel. Dalam kelompok ini, kita dapat membedakan tiga kelompok utama, yaitu zonula adherens atau belt desmosome, macula adherens atau punctual desmosome, dan desmosome.

Dalam jenis persimpangan ini, membran sel yang berdekatan yang bergabung dengan zonula dan makula yang melekat dipisahkan oleh jarak sel yang relatif lebar - dibandingkan dengan ruang minimal yang ada dalam kasus persimpangan yang rapat.

Ruang antarsel ditempati oleh protein yang termasuk dalam famili cadherin, desmogleins dan desmocholin yang melekat pada plak sitoplasma yang menghadirkan protein lain yang disebut desmoplakin, plakoglobin, dan plasofilin.

Klasifikasi sambungan jangkar

Zonula menganut

Seperti pada kasus sambungan yang rapat, pada sambungan jangkar kami juga mengamati pola penataan berupa cincin atau sabuk. Zonula adherens dikaitkan dengan mikrofilmen aktin, melalui interaksi dua protein: cadherin dan catenin.

Macula menganut

Dalam beberapa kasus, struktur ini hanya dikenal sebagai desmosom, itu adalah persatuan punctiform yang dikaitkan dengan filamen perantara yang terbentuk dari keratin. Dalam konteks ini, struktur keratin ini disebut "tonofilimanetos". Filamen memanjang dari titik ke titik dalam sel epitel.

Point desmosomes

Ini memberikan kekuatan dan kekakuan pada sel epitel. Dengan demikian, fungsi utamanya diyakini terkait dengan penguatan dan stabilisasi sel yang berdekatan.

Desmosom dapat disamakan dengan semacam paku keling atau lasan, karena menyerupai titik-titik kecil yang terpisah dan bukan pita kontinu.

Kami menemukan jenis persimpangan ini pada cakram selingan yang bergabung dengan kardiosit di otot jantung dan di meninges yang melapisi permukaan luar otak dan sumsum tulang belakang.

-Hemidesmosomes

Miguelferig, dari Wikimedia Commons

Hemidesmosom termasuk dalam kategori persimpangan asimetris. Struktur ini memiliki fungsi penahan domain basal sel epitel dengan lamina basal yang mendasarinya.

Istilah hemidesmosom digunakan karena struktur ini secara harfiah tampak "setengah" desmosom. Namun, dari segi komposisi biokimianya, kedua persatuan tersebut sama sekali berbeda.

Penting untuk diklarifikasi bahwa desmosom bertanggung jawab untuk melekatkan satu sel tetangga ke sel lain, sedangkan fungsi hemidesmosom adalah untuk menyatukan sel dengan lamina basal.

Berbeda dengan makula adherens atau desmosom, hemidesmosom memiliki struktur yang berbeda, terdiri dari: lamina sitoplasma yang terkait dengan filamen perantara dan pelat membran luar, yang bertanggung jawab untuk bergabung dengan hemidesmosom dengan lamina basal, melalui a filamen jangkar.

Salah satu fungsi hemidesmosom adalah meningkatkan stabilitas keseluruhan jaringan epitel, berkat adanya filamen sitoskelet perantara yang menempel pada komponen lamina basal.

Persimpangan sel pada tumbuhan

Kerajaan tumbuhan kekurangan sebagian besar persimpangan sel yang dijelaskan di atas, dengan pengecualian mitra fungsional yang mengingatkan pada persimpangan celah.

Pada tumbuhan, sitoplasma sel yang berdekatan dihubungkan oleh jalur atau saluran yang disebut plasmodesmata.

Struktur ini menciptakan kontinum dari satu sel tumbuhan ke sel tumbuhan berikutnya. Meskipun mereka berbeda secara struktural dari persimpangan celah, mereka memiliki peran yang sangat mirip, memungkinkan lewatnya ion dan molekul kecil.

Perspektif medis

Dari sudut pandang medis, sambungan sel adalah topik yang relevan. Mutasi pada gen yang mengkode protein yang terlibat dalam persimpangan telah ditemukan untuk diterjemahkan ke dalam patologi klinis.

Misalnya, jika ada mutasi tertentu pada gen yang mengkode jenis klaudin tertentu (salah satu protein yang memediasi interaksi di persimpangan yang rapat), hal itu menyebabkan penyakit langka pada manusia.

Ini adalah sindrom kehilangan magnesium ginjal, dan gejalanya meliputi magnesium rendah dan kejang.

Selain itu, mutasi pada gen yang mengkode protein nektin 1 telah diketahui bertanggung jawab atas sindrom celah langit-langit. Kondisi ini dianggap salah satu malformasi paling umum pada bayi baru lahir.

Mutasi pada gen nektin 1 juga telah dikaitkan dengan kondisi lain yang disebut displasia ektodermal yang memengaruhi kulit, rambut, kuku, dan gigi manusia.

Pemphigus foliaceus adalah penyakit kulit melepuh yang ditentukan oleh autoantibodi terhadap desmoglein 1, elemen kunci yang bertanggung jawab untuk menjaga kekompakan epidermis.

Referensi

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2015). Biologi sel esensial. Ilmu Garland.
2. Cooper, GM, & Hausman, RE (2000). Sel: Pendekatan molekuler. Sinauer Associates.
3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Undangan ke biologi. Macmillan.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., & Anderson, M. (2004). Fisiologi hewan. Sinauer Associates.
5. Karp, G. (2009). Biologi sel dan molekuler: konsep dan eksperimen. John Wiley & Sons.
6. Kierszenbaum, A., & Tres, L. (2016). Histologi dan biologi sel: pengantar patologi. Elsevier Brasil.
7. Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP,… & Matsudaira, P. (2008). Biologi sel molekuler. Macmillan.
8. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biokimia. Panamerican Medical Ed.