Subhanallah, untuk melakukan fungsinya dengan baik dan benar, setiap hari tubuh kita melakukan regenerasi dan regenerasi terjadi dari sel-sel yang membelah. Untuk melakukan pembelahan tersebut, ada tahapan yang selalu dilalui oleh sebuah sel tubuh kita, yaitu siklus sel. Apa saja sih yang sebenarnya terjadi dalam proses siklus sel tersebut? Mari kita lihat satu persatu 🙂
Apa saja yang terlibat dalam proses siklus sel?
Untuk memastikan bahwa siklus sel terjadi dengan baik dan dengan semesetinya, tentu diperlukan regulator siklus sel, yaitu berbagai jenis protein, antara lain :
1. Cyclin (cyc D,E,A,B), konsentrasi cyclin ini berubah-ubah setiap siklus sel, kecuali cyclin D yang selalu diekspresikan selama ada stimulasi growth factor (konstitutif)
2. Cyclin-dependent kinases (Cdk), terutama Cdk 4,6,2,1. Cdk akan berikatan dengan cyclin sehingga teraktivasi dan memacu proses downstream dengan memfosforilasi protein spesifik. Konsentrasi Cdk relatif tetap selama siklus sel dan hanya akan diaktifkan oleh cyclin.
3. Cyclin-dependent kinase inhibitor (CKIs) adalah protein yang dapat menghambat aktivitas Cdk dengan mengikat Cdk atau kompleks Cdk-Cyc. Ada 2 jenis CKI :
a. INK4 (p15, p16, p18, dan p19) : membentuk kompleks yang stabil dengan Cdk sehingga Cdk tidak mengikat cyclin, juga mencegah progresi fase G1.
b. CIP/KIP (p21, p27, p57) : regulasi fase G1 dan S dengan menghambat kompleks G1 cyclin-Cdk dan cyclin B-Cdk1.
Bagaimana proses yang terjadi di dalam siklus sel?
Terdapat serangkaian proses yang rumit dalam siklus sel, yang diatur oleh regulator seperti tersebut di atas. Berikut adalah proses yang terjadi :
1. Sel masuk ke fase G1 dari fase G0 (quiescent) akibat adanya stimulus growth factor
cyciln D mengaktifkan Cdk4 dan atau Cdk 6 –> kompleks Cdk4/6 dan cycD memfosforilasi protein retinoblastoma (pRb) –> fosforilasi menyebabkan fungsi histon deasetilase (hdac) terganggu –> struktur DNA longgar –> faktor transkripsi yang diikat oleh pRb lepas –> terjadi transkripsi E2F responsive genes yang dibutuhkan sel untuk masuk ke dalam fase S (antara lain gen cycE, cycA, dan Cdc25) (Satyanarayana and Kaldis, 2009)
2. Transisi G1 ke S (G1/S)
Cdk2 aktif dan mengikat cycE –> menyebabkan hiperfosforilasi pRb –> proses transripsi yang dipacu E2F aktif dan checkpoint fase G1/S terlampaui –> cycA ditranskripsi
Cdk2-cycE juga memfosforilasi p27 sehingga p27 terdegradasi
3. Sel masuk dalam fase S
Ketika masuk fase S, cycE didegradasi dan Cdk2 bebas mengikat cycA –> fosforilasi protein yang dibutuhkan dalam replikasi DNA –> di akhir fase S, cycA melepas Cdk2 dan mengikat Cdk1/Cdc2
4. Sel masuk fase G2
kompleks CycA-Cdk1 memfasilitasi kondensasi kromatin yang dibutuhkan untuk penggandaan sel, pada fase ini sel juga memiliki mekanisme repair jika terjadi kesalahan sintesis DNA
5. Sel masuk fase mitosis
cycA didegradasi, terjadi peningkatan ekspresi cycB yang akan mengikat Cdk1 –> kompleks cycB-Cdk1 memacu mitosis dan mengontrol rearrangement mikrotubulas selama mitosis –> pada akhir fase mitosis, cycB didegradasi oleh anaphase promoting complex (APC) melalui proses proteolitik yang juga berfungsi memacu kromatid melakukan anafase (pemisahan kromatid ke masing-masing kutub) (Lapenna dan Giordano, 2009)
Jika terjadi sedikit saja kesalahan dalam siklus sel, maka pertumbuhan sel akan menjadi tidak normal dan dapat menyebabkan berbagai penyakit, misalnya adalah kanker yang sudah sangat sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Nah, bagaimana mekanisme normal sel agar dapat memastikan regulator-regulator siklus sel tersebut berfungsi dan berjalan dengan baik? Akan dipaparkan di tulisan berikutnya 😀
yonika's journal 