Sortasi Protein Sekresi Aparatus Golgi Oleh Dina Shafina

Sortasi Protein Sekresi Aparatus Golgi Oleh: Dina Shafina 1513024064 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS LAMPUNG 2016

Apa itu Aparatus Golgi? Badan golgi atau aparatus golgi adalah satu organel sel yang dikaitkan dengan fungsi ekskresi sel. Badan golgi berupa kantung pipih bertumpuk yang tersusun dari ukuran besar hingga ukuran kecil dan terikat membran. Badan golgi pertama kali ditemukan pada tahun 1898 oleh Camillo Golgi. Badan golgi berfungsi untuk memproses protein dan molekul lain yang akan dibawa keluar sel atau ke membran sel.

• Badan golgi merupakan organel berbatas membran di dalam sel eukariota yang berperan dalam berbagai fungsi penting, meliputi (i) mengemas bahan-bahan sekresi yang dilepaskan dari sel, (ii) pemrosesan protein meliputi glikosilasi, fosforilasi, sulfasi dan proteolisis selektif, (iii) tempat utama sintesis karbohidrat, menyortir dan mendistribusikan produk retikulum endoplasma (Sheeler dan Bianchii, 1983; Allar, 2005), (iv) sintesis glikolipida, dan (v)proliferasi elemen-elemen membran untuk membran plasma (Sheeler dan Bianchii, 1983)

• Rothman (1981 dalam Thorpe, 1984) membedakan permukaan pembentukan badan golgi dengan permukaan matang badan golgi. Permukaan pembentukan terdiri atas semua sisterna golgi kecuali satu atau dua yang terakhir. Peranan permukaan pembentukan adalah memilih protein retikulum endoplasma yang akan dikembalikan ke reticulum endoplasma. Permukaan matang dari badan golgi terdiri atas ½ sisterna permukaan yang berperan menerima protein yang telah dimurnikan dan menyebarkan melalui vesikula-vesikula ke lokasinya yang tepat di dalam sel. Rothman (1981) mengusulkan bahwa badan golgi terdiri atas tiga kompartemen yaitu kompartemen cis (kompartemen pembentukan), kompartemen medial, dan kompartemen trans (kompartemen matang). Kompartemen cis memilih dan melepaskan protein-protein retikulum endoplasma dan juga menambah gugus fosfat ke gula terminal protein lisosom. Kompartemen medial (terdiri atas sisterna di tengah-tengah tumpukan golgi) merupa-kan tempat penambahan Nasetilglukosamin. Sedangkan kompartemen trans merupakan tempat penambahan unit-unit galaktosa dan asam sialat, juga memilih berbagai protein sesuai dengan tujuan akhirnya. Penambahan gugus fosfat pada gula terminal protein lisosom dalam kompleks tersebut untuk mencegah penambahan Nasetilglukosamin dalam kompartemen medial dan penambahan galaktosa dan asam sialat dalam kompartemen trans.

• Protein yang disintesis, dipilah dan dikirim ke berbagai lokasi yang tepat di dalam dan di luar sel dikenal sebsgai jalur pen-target-an protein. Elemen penting yang terkait dengan proses sistem tersebut adalah rangkaian asam amino pada ujung amino protein yang dinamakan rangkaian sinyal, kecuali protein yang digunakan untuk keperluan sitoplasma. Mekanisme Pemilahan dan Distribusi

LINTASAN SEKRESI • Secara morfologis, kompleks golgi menunjukkan suatu polaritas yang terkait secara langsung dengan fungsi organel. Di dalam sel-sel sekresi, kompleks golgi merupakan suatu pusat fungsional dalam rantai sekresi. Elemen-elemen penghubung lintasan sekresi tersebut adalah retikulum endoplasma, vesikula transisi, kompleks golgi, vesikula sekresi, dan membran plasma. Lintasan rantai sekresi ditunjukkan pada gambar 8. 3. • Lintasan skretori meliputi minimal 6 tahap, yaitu (i) tahap sintesis, (ii) tahap segregasi, (iii) tahap transpor intraseluler, (iv) tahap konsentrasi, (v) tahap penyimpanan, dan (vi) tahap pengeluaran. Selama berlangsungnya sekresi, terjadi aliran materi dari retikulum endopla-sma ke arah badan golgi. Permukaan cekung badan golgi yang terorientasi ke arah retikulum endoplasma disebut permukaan pembentukan atau permukaan cis, sedangkan permukaan cembung yang terorientasi ke arah permukaan sel disebut permukaan matang atau permukaan trans.

Sintesis, Pengemasan dan Pelepasan Hormon Peptida • Sintesis, pengemasan dan pelepasan hormon-hormon peptida melibatkan organel-organel sitoplasmik, yaitu reticulum endoplasma kasar bersama ribosom dan badan golgi. Tahap awal adalah sintesis protein pada yang berlangsung pada ribosom yang melekat pada retikulum endoplasma dan menghasilkan rantai polipeptida yang dikenal sebagai preprohormon. Rantai polipeptida tersebut diarahkan ke dalam lumen reticulum endoplasma oleh signal sequence asam-asam amino. Enzim-enzim pada retikulum endoplasma memotong signal sequence dan menghasilkan prohormon yang tidak aktif. Prohormon selanjutnya ditranspor menuju badan golgi. Di dalam badan golgi dikemas dan dilepaskan melalui pertunasan badan golgi dalam bentuk vesikula sekresi. • Di dalam vesikula sekresi terdapat sejumlah enzim yang berperan memotong prohormon menjadi satu atau lebih hormon yang aktif dan sejumlah fragemen-fragmen peptida. Hormon-hormon tersebut selanjutnya dirembeskan masuk ke dalam aliran darah untuk dibawah menuju jaringan target.

Sekresi Kelenjar Tiroid • Satu peranan kompleks golgi dalam biosintesis glikoprotein terlihat jelas pada sel-sel folikel tiroid. Selsel ini terlibat dalam sintesis tiroglobulin, suatu glikoprotein yang disekresikan oleh sel-sel ke dalam folikel dimana ia diiodinasi dan disimpan. Folikel adalah ruang interseluler yang besar dan dikelilingi oleh sel-sel epitel yang mensintesis tiroglobulin.

• Proliferasi membran-membran seluler • Kompleks golgi selain berperan dalam sekresi, juga memainkan peranan dalam persiapan protein-protein untuk organel-organel seperti lisosom dan membran plasma (gambar 8. 8). Protein -protein yang dipersiapkan untuk lisosom atau membran plasma disintesis oleh ribosom-ribosom yang melekat pada retikulum endoplasma kasar. Beberapa dari protein tersebut dilepaskan ke dalam lumen reticulum endoplasma dan yang lain tetap pada membran reticulum endoplasma dan kelak menjadi dinding vesikula transpor. Dalam beberapa menit setelah sintesis, protein-protein tersebut tampak pada permukaan cis dari badan golgi. • Mekanise transport protein dari lumen RE ke badan golgi berlangsung melalui vesikula transport. Vesikula transport berfusi dengan permukaan cis badan golgi. Selanjutnya protein berpindah dari suatu sisterna ke sisterna berikutnya hingga mencapai permukaan trans. Protein-protein yang dipersiapkan untuk menjadi komponen membran lisosom dan membrane plasma tetap tertanam pada membrane RE. Protein tersebut diranspor dengan cara yang sama, namun pada saat tiba pada sasaran, protein tersebut tetap terikat pada membran.

Menyortir Protein-protein untuk Sasaran Tertentu • Protein-protein yang disintesis pada reticulum endoplasma yang diperuntukkan untuk membran plasma, lisosom, dan vesikula sekresi, diangkut ke badan golgi pada permukaan pembentukan. Proteinprotein yang sampai pada permukaan pembentukan kompleks golgi bersama-sama dengan protein membran retikulum endoplasma. Vesikulavesikula yang dilepaskan dari permukaan trans tidak mengandung protein membran retikulum endoplasma. Kompleks golgi berperan memilih protein membran reticulum endoplasma oleh vesikula-vesikula kecil dari sisterna badan golgi permukaan pembentukan. • Jika protein menyusup melewati membran, sinyal tambahan dapat mengarahkan rangkaian asam amino ke membran yang berdekatan yang mempunyai reseptor khusus untuk menentukan sortasi (pemilahan) dan pengarahan protein ke tujuan terakhir.

PROTEIN GLIKOSILASI PADA GOLGI METABOLISME LIPID DAN POLISAKARIDA PEMILAHAN PROTEIN DAN DISTRIBUSI DARI GOLGI Apa yang terjadi pada aparatus golgi?

Glikosilasi protein diawali dalam RER dan dilanjutkan dalam kompartemen (sisterna Golgi). Glikosilasi yang terjadi di dalam RER yang disebut dengan glikosilasi “core”. Di dalam RER ditambahkan satu cabang Oligosakarida pada setiap glikoprotein yang disintesis. Olgisakarida tersebut terdiri dari 14 unit gula yang meliputi 2 molekul N-Asetilglukosamin (Nag), 9 molekul manosa (man), dan 3 molekul glukosa (glu). Oligosakarida berikatan secara kovalen pada asparagin (Asp). Sejenak setelah penambahan Oligosakarida dan selam protein tinggal di RER, satu molekul manosa dan tiga molekul Glukosa diambil dan ditransfer melalui vesikel ke badan Golgi. Semua glikoprotein yang datang di permukaan cis badan Golgi berasal dari RER mempunyai rantai Oligosakarida yang sama. Sebelum melanjutkan ke sisterna berikutnya, protein mengalami modifikasi kimia, dalam sisterna cis protein yang ditujukan untuk lisosom ditambahkan fosfat pada ujung rantai oligosakarida melalui proses Fosforilasi PROTEIN GLIKOSILASI PADA GOLGI

• Selain kegiatannya di pengolahan dan pemilahan glikoprotein, fungsi aparat Golgi di lipid metabolisme-khususnya, dalam sintesis glikolipid dan sphingomyelin. Seperti dibahas sebelumnya, fosfolipid gliserol, kolesterol, dan ceramide disintesis di UGD. Sphingomyelin dan glikolipid kemudian disintesis dari ceramide dalam aparatus Golgi. Sphingomyelin (satu-satunya nonglycerol fosfolipid dalam membran sel) disintesis oleh transfer dari kelompok phosphorylcholine dari fosfatidilkolin ke ceramide. Atau, penambahan karbohidrat untuk ceramide dapat menghasilkan berbagai glikolipid yang berbeda. Metabolisme lipid dan polisakarida

• • Protein, serta lipid dan polisakarida, diangkut dari aparat Golgi ke tujuan akhir mereka melalui jalur sekretorik. Ini melibatkan penyortiran protein ke dalam berbagai jenis vesikel transportasi, yang tunas dari jaringan Golgi trans dan memberikan isinya ke lokasi seluler Protein yang berfungsi dalam aparatus Golgi harus dipertahankan dalam organel itu, bukannya diangkut sepanjang jalur sekretorik. Berbeda dengan UGD, semua protein dipertahankan dalam kompleks Golgi berhubungan dengan membran Golgi bukannya protein yang larut dalam lumen. Sinyal bertanggung jawab untuk retensi dari beberapa protein dalam Golgi telah diterjemahkan ke domain transmembran mereka, yang mempertahankan protein dalam aparatus Golgi dengan mencegah mereka dari yang dikemas dalam vesikel transportasi yang meninggalkan jaringan Golgi trans. Selain itu, seperti urutan KKXX protein membran warga ER, sinyal di ekor sitoplasma dari beberapa protein Golgi memediasi pengambilan protein ini dari kompartemen berikutnya di sepanjang jalur sekretorik. PEMILAHAN PROTEIN DAN DISTRIBUSI DARI GOLGI

• Molekul-molekul protein dan lipid yang telah mengalami modifikasi kimiawi di dalam lumen AG akan di packing oleh membran Golgi dan ditransfer dalam bentuk vesikel.

THANK YOU~