1 Prof purnomo 1. Jelaskan pengertian perubahan epigenetik pada diferensiasi sel? Perubahan epigenetik adalah perubahan transkripsi – ekspresi gen tanpa / tidak disebabkan karena perubahan komposisi (sikuens) DNA. Perubahan epigenetik meliputi : 1. Perubahan pretranskripsi : a. Remodeling khromatin Meliputi modifikasi Histon, berupa : Asetilasi : penambahan gugus asetil ke residu lisin protein histon. Fosforilasi : penambahan gugus fosfat ke residu serin/arginin protein histon o Asetilasi dan fosforilasi histon menetralkan protein (histon) yang bermuatan positif, sehingga ikatannya dengan DNA yg bermuatan negatif menjadi longgar. Hal ini mengakibatkan DNA menjadi acessible terhadap faktor transkripsi Metilasi : gugus metil dapat ditambahkan atau diambil (demetilasi) dari asam amino (lisin) protein histon. o Metilasi beberapa asam amino protein histon menyebabkan ikatan DNA – histon menjadi lebih erat, sehingga faktor transkripsi sulit untuk mencapai dan bergabung (binding) ke promoter. akibatnya transkripsi terhenti (off).
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
Prof purnomo
1. Jelaskan pengertian perubahan epigenetik pada diferensiasi sel?
Perubahan epigenetik adalah perubahan transkripsi – ekspresi gen tanpa / tidak
disebabkan karena perubahan komposisi (sikuens) DNA. Perubahan epigenetik
meliputi :
1. Perubahan pretranskripsi :
a. Remodeling khromatin
Meliputi modifikasi Histon, berupa :
Asetilasi : penambahan gugus asetil ke residu lisin protein histon.
Fosforilasi : penambahan gugus fosfat ke residu serin/arginin protein
histon
o Asetilasi dan fosforilasi histon menetralkan protein (histon)
yang bermuatan positif, sehingga ikatannya dengan DNA yg
bermuatan negatif menjadi longgar. Hal ini mengakibatkan
DNA menjadi acessible terhadap faktor transkripsi
Metilasi : gugus metil dapat ditambahkan atau diambil (demetilasi)
dari asam amino (lisin) protein histon.
o Metilasi beberapa asam amino protein histon menyebabkan
ikatan DNA – histon menjadi lebih erat, sehingga faktor
transkripsi sulit untuk mencapai dan bergabung (binding) ke
promoter. akibatnya transkripsi terhenti (off).
2
b. Metilasi DNA
Penambahan gugus metil pada basa sitosin (C) mengubah C menjadi 5-
metil sitosin, umumnya pada sikuens CpG. Gugus metil pada basa sitosin ini
membentuk struktur spike, yang menempati major/minor groove (lekuk) pada
DNA sehingga faktor transkripsi sulit mengakses segmen DNA/gen tersebut.
Akibatnya gen menjadi silent.
2. Perubahan posttranskripsi :
a. small RNA induced silencing dengan miRNA
MikroRNA adalah noncoding RNA, berukuran sangat kecil (21 atau 22
basa) dihasilkan dari prekursor yang difragmentasi.
MikroRNA mencegah translasi transkriped mRNA menjadi protein
dengan berkomplementasi membentuk base pairing dengan mRNA yang
berfungsi translasi off
2. Jelaskan perbedaan faktor transkripsi dan growth factor?
Faktor transkripsi Growth factor
Definisi Golongan (famili) protein yang
mengatur ekspresi gen dengan bekerja
pada promoter atau enhancer sehingga
memberi efek mengaktifkan atau
menekan (represi) ekspresi gen
tertentu.
Molekul sinyal yang diproduksi &
dilepaskan oleh sel tertentu, dan
bekerja pada diferensiasi (ekspresi
gen) sel lain yang letaknya
berdekatan atau jauh
dari sel yang memproduksi.
Cara kerja Mempunyai domain yang berikatan
dengan DNA promoter atau
enhancer/represor, domain yang
berinteraksi dengan RNA polimerase II
atau faktor transkripsi lain mengatur
produksi mRNA (transkrip) yang
dihasilkan.
Bekerja sebagai ligand yang
berikatan dengan reseptor di sel
target; bila ligand dan reseptor
berikatan membentuk kompleks
yang memicu signal transduction
pathway & menghasilkan produk
yang diperlukan untuk aktifitas
(diferensiasi) sel.
Beberapa molekul sinyal
menghambat kinerja molekul sinyal
lain dan menghasilkan produk
diferensiasi tertentu .
Molekul sinyal dapat berfungsi
3
sebagai regulator positif : memacu
aktifias sel sehingga terjadi
diferensiasi; atau regulator negatif :
memberi efek menghambat aktifitas
sel atau menekan regulator positif.
Penggolongan Faktor transkripsi dapat dibedakan
dalam beberapa golongan berdasarkan
struktur protein dan cara berinteraksi
dg DNA : Hox genes, Sox genes, T-
box genes
Beberapa growth factor penting :
Transforming growth factor-
family (TGF- ).
BMPs (bone morphogenetic proteins)
Fibroblast growth factor family
(FGF).
Hedgehog family
Sifat lainnya Faktor transkripsi dapat bersifat
universal – diperlukan oleh semua jenis
sel dan organisme , atau spesifik –
hanya bekerja pada galur dan stadium
diferensiasi sel tertentu
3. Apakah yang dimaksud remodelling chromatin dan jelaskan perubahan ekspresi gen post
transkripsi pada diferensiasi sel?
Kromatin merupakan unit yang tersusun oleh DNA dan protein histon. IDEM (1)
4. Jelaskan peran growth factor pada perkembangan sistem saraf meliputi induksi, hambatan
yang berkerja pada lapisan germinal hingga terbentuknya saraf pusat tersebut?
Perkembangan SSP diawali dengan efek inhibisi growth factor BMP (bone
morphogenetic proteins) pada lapisan germinal ektoderm. Proses ini kemudian
diikuti dengan stimulasi oleh growth factor Sonic Hedgehog (SHH) sehingga SSP
menjadi berkembang.
Beberapa growth factor lainnya turut mempengaruhi perkembangan SSP,
misalnya
a. FGF-8 (Fibroblast Growth Factor 8) menstimulasi proliferasi dari lapisan
mesenchyme neural crest pada daerah frontonasal.
4
Dr. indra
1. Apa yang dimaksud dengan molekul CD (cluster of differentiation) dan dibedakan
berdasarkan apa?
Molekul CD merupakan glikoprotein pada membran sel-sel imunokompeten yang
digunakan untuk menggolongkan sel-sel tersebut dalam populasi dan subpopulasi,
yang diklasifikasikan oleh antibodi monoklonal.
Molekul CD dapat berperan sebagai reseptor atau ligan yang penting untuk
menjalankan fungsi sel, seperti sinyalisasi, adhesi, dan lain-lain.
Penomoran (klasifikasi) molekul CD
Penomoran molekul CD diberikan, jika terdapat 2 antibodi monoklonal dari
moyang yang berbeda yang dapat mengenali dan mengikat molekul yang sama
pada permukaan sel.
Jika molekul permukaan sel hanya dikenali dan diikat oleh satu antibodi
monoklonal, maka diberikan penomoran sementara dengan indikator “w” (seperti
CDw186).
2. Apakah yang dimaksud molekul CD (IDEM 1)
a. Dimana ditemukan?
Ditemukan pada permukaan membran sel-sel immunokompeten (Limfosit
B, Limfosit T, NK sel, trombosit, stem sel, granulosit, monosit,)
b. Dengan apa dan bagaimana cara mengetahuinya serta kegunaannya?
Molekul CD dideteksi dengan menggunakan antibodi monoklonal dan
dianalisis Laser flow cytometry. Penomoran molekul CD diberikan, jika
terdapat 2 antibodi monoklonal dari moyang yang berbeda yang dapat
mengenali dan mengikat molekul yang sama pada permukaan sel. Jika
molekul permukaan sel hanya dikenali dan diikat oleh satu antibodi
monoklonal, maka diberikan penomoran sementara dengan indikator “w”
(seperti CDw186).
Kegunaan molekul CD : Molekul CD dapat berperan sebagai reseptor atau
ligan yang penting untuk menjalankan fungsi sel, seperti sinyalisasi,
adhesi, dan lain-lain.
5
3. Jelaskan apa yang saudara ketahui mengenai sitokin
a. Definisi, dikeluarkannya, tempat dikeluarkannya dan kegunaannya
Definisi Sitokin adalah protein larut dengan berat molekul rendah, yang
disekresi oleh sel imunokompeten tertentu yang dapat mempengaruhi perilaku
sel lain. Sitokin berikatan secara spesifik dengan reseptor pada permukaan sel
target sehingga dapat mengirimkan sinyal dan dapat terjadi komunikasi
interseluler yang memberikan berbagai efek, baik efek stimulasi maupun efek
inhibisi terhadap sel tersebut
Dikeluarkan oleh sel-sel immunokompeten, misalnya
a. Interleukin 1 alpha (IL 1α)
Disekresi terutama oleh macrophage (juga neutrofil, sel epitel dan sel
endotel)
b. Interleukin 4, 5, 6
Disekresikan oleh Limfosit T Helper 2
c. Tumor necrosis factor aplha (TNFα)
Terutama disekreis oleh macrophage (M1), namun dapat juga disekresi
oleh CD4+ lymphocytes, Natural Killer cells dan neurons
d. Interferon gamma
Disekresi oleh limfosit T helper 1
Tempat dikeluarkannya, tergantung dari mekanisme kerjanya :
a. autocrine action : bekerja pada sel yang memproduksinya
b. paracrine action : bekerja pada sel sekelilingnya
c. endocrine action : sitokin masuk ke dalam sirkulasi dan bekerja jauh dari sel
yang memproduksinya
Kegunaan :
1. Terutama memiliki efek immunomodulator :
mengatur berbagai respon inflamasi, respon imun terhadap penyakit/infeksi,
berperan dalam toleransi seluler (dalam kondisi normal)
2. Faktor perangsang (misalnya pada hematopoesis)
3. Faktor pertumbuhan dan diferensiasi
4. Berperan dalam komunikasi interseluler
6
4. Jelaskan apakah yang dimaksud respon imun spesifik humoral?
Sistem imun bawaan (innate) Sistem adaptif
Respon tidak spesifik Respon spesifik terhadap patogen dan antigen
Eksposur menyebabkan respon maksimal
segara
Terdapat jedah waktu antara eksposur dan
respon maksimal
Komponen imunitas selular (monosit,
makrofag, NK sel) dan respon imun humoral
(komplemen, interferon, CRP)
Komponen imunitas selular (Limfosit T) dan
respon imun humoral (Antibodi yang
disekreiskan Limfosit B)
Tidak ada memori imunologikal Eksposur menyebabkan adanya memori
imunologikal
Ditemukan hampir pada semua bentuk
kehidupan
Hanya ditemukan pada Gnathostomata
(kelompok vertebrata yang memiliki rahang)
Respon imun spesifik humoral adalah respon (tanggap) imun tubuh yang bersifat
adaptif dan spesifik terhadap patogen dan antigen tertentu, yang dimediasi oleh
substansi yang larut dalam cairan tubuh (humoral/humous/body fluid) yaitu
antibodi yang disekresikan oleh Plasmasit (berasal dari proliferasi dan aktivasi
Limfosit B). Antibodi ini akan mengenali dan mengikat patogen/antigen secara
spesifik untuk kemudian dinetralkan.
5. Jelaskan persamaan dan perbedaan sitokin dan hormon?
Hormon Sitokin
Konsentrasi
dalam darah
(sirkulasi)
Classic hormone : Nanomolar (10-9
M),
dengan variasi yang kecil
Beberapa sitokin (IL 6) : picomolar
(10-12
M), yang dapat meningkat
1000 kali lipat selama trauma atau
infeksi
Cellular
sources
Classic hormone, misalnya insulin,
disekresikan oleh sel kelenjar endokrin
yang khusus (sel beta pancreas)
Sitokin disekresikan oleh semua sel
yang berinti, khususnya sel
endotel/epithelial (dan macrophage)
Target sel endocrine action : hormon masuk ke
dalam sirkulasi dan bekerja jauh dari sel
yang memproduksinya
autocrine action : bekerja pada
sel yang memproduksinya
paracrine action : bekerja pada
sel sekelilingnya
endocrine action : sitokin masuk
ke dalam sirkulasi dan bekerja
7
jauh dari sel yang
memproduksinya
Peranan Memiliki peranan yang sangat luas,
meliputi :
Stimulasi atau inhibisi proses
pertumbuhan dan perkembangan
(growth hormone)
Induksi atau supresi apoptosis
Aktivasi atau inhibisi sistem imun
Regulasi metabolisme (homeostasis)
Mengatur siklus reproduksi
Mengatur fungsi autonom : rasa
lapar, haus
Dan lainnya
5. Terutama efek
immunomodulator :
mengatur berbagai respon
inflamasi, respon imun
terhadap penyakit/infeksi,
berperan dalam toleransi
seluler (dalam kondisi
normal)
6. Faktor perangsang (misalnya
pada hematopoesis)
7. Faktor pertumbuhan dan
diferensiasi
8. Berperan dalam komunikasi
interseluler
6. Sebutkan 3 sitokin yang anda ketahui dan sel yang mensekresinya serta fungsinya
terhadap sel lain?
a. Interleukin 1 alpha (IL 1α)
Disekresi terutama oleh macrophage (juga neutrofil, sel epitel dan sel endotel)
Fungsinya :
Menyebabkan proliferasi fibroblast, keratinosit, dan menginduksi sekresi
kolagenase
Menginduksi pelepasan TNFα dari sel endotelial
Menginduksi pelepasan Ca2+ dari osteoclast
b. Interleukin 4, 5, 6,
Disekresikan oleh Limfosit T Helper 2
Fungisnya menstimulasi Limfosit B untuk mensekresikan IgM, IgG, IgE, IgA
c. Tumor necrosis factor aplha (TNFα)
Terutama disekreis oleh macrophage (M1), namun dapat juga disekresi oleh CD4+
lymphocytes, Natural Killer cells dan neurons
Fungsinya :
Menstimulasi hypothalamic-pituitary-adrenal axis
8
Pada macrophage, menstimulasi fagositosis dan produksi IL 1 dan PGE2
Membantu migrasi neutrofil
d. Interferon gamma
Disekresi oleh limfosit T helper 1
Fungsinya :
Mengaktifkan limfosit T cytotoxic dan macrophage
Dr. Nurjati
1. Jelaskan mekanisme apoptosis jalur ekstrinsik dan intrinsik?
9
Jalur ekstrinsik (misalnya pada FasL)
Diawali dengan adanya interaksi antara proapoptotic ligand dengan death receptor nya
Proapoptotic ligand dapat berupa : FasL, TNFα, Apo3L, Apo2L
Death receptor dapat berupa : FasR, TNFR1, DR3, DR4/5
Memiliki 2 domain, :
Cys-rich extracelluler domain,
homologous intracelluler domain (Death Doman/DD)
Interaksi ini menyebabkan Death Domain (DD) dari FasR berasosiasi dengan Death
Domain (DD) dari molekul adapter FADD.
Protein FADD (Fas Associated via Death Domain) memiliki 2 domain :
Death Doman/DD : yang akan berasosiasi dengan DD FasR
Death Efector Domain/DED : yang akan berasosiasi dengan procaspase 8
Selanjutnya, melalui Death Efector Domain nya, FADD akan mengikat procaspase 8.
Kompleks yang terbentuk dari FasR, FADD, dan Procaspase 8 ini disebut DISC
(Death Inducing Signal Complex)
Selama proses perekrutan oleh FADD, procaspase 8 akan diaktifkan menjadi caspase 8
(melalui mekanisme self cleavage)
Caspase 8 lalu mengaktifkan Caspase 3 melalui 2 cara :
a. Aktifasi caspase 3 secara tidak langsung
Caspase 8 akan memecah BID (Bcl2 Interacting Protein) menjadi 2, dan bagian
dengan gugus COOH terminal nya (tBID) akan bertranslokasi menuju
mitokondria yang selanjutnya menstimulasi pelepasan Cytocrom C (Cyto-C).
Cyto-C lalu akan membentuk kompleks di dalam sitoplasma dengan mengikat
APAF 1 (Apoptotic Protease Activating Factor 1) dan dATP. Setelah
pembentukannya, kompleks ini lalu mengaktifkan procaspase 9 menjadi caspase
9.
Caspase-9 yang aktif akan bekerja sama dengan kompleks Cytocrom C, ATP dan
APAF-1 untuk membentuk apoptosome, yang pada gilirannya mengaktifkan
procaspase 3 menjadi caspase 3.
b. Caspase 8 secara langsung memecah dan mengaktifkan procaspase 3 menjadi caspase
3
Caspase 3 lalu akan memecah DNA Fragmentation Factor ICAD (Inhibitory of Caspase
Activated Dnase) menjadi CAD dan cleaved ICAD
10
CAD lalu memfragmentasi DNA sehingga terjadi kondensasi chromatin
Jalur intrinsik
Distimulasi oleh cellular stress, khususnya mitochondrial stress yang dapat disebabkan
oleh beberapa faktor, misalnya kerusakan DNA, toksin bakteri, radikal bebas dan heat
shock.
Stress signal tersebut akan menstimulasi pembentukan protein p53, dilanjutkan dengan
fosforilasi dan stabilisasinya. Protein p53 akan bekerja melalui beberapa jalur, yaitu
P53 akan mensupresi pembentukan Protein anti apoptosis : Bcl-2, Bcl-XL
P53 akan menstimulasi pembentukan protein pro apoptosis : Bax, Bak, Bcl-X1
P53 akan menstimulasi pembentukan pro-apoptotic “BH3-only” proteins : Bid,
Bad, Nova, Puma, p53AIP1
Protein proapoptosis yang telah terbentuk akibat stimulasi protein p53, yaitu BAX dan
BID akan menuju sitoplasma dan terikat pada membran luar mitokondria untuk
mensinyalkan pelepasan isi internal mitokondria, yang salah satunya mengandung
Cytocrom C
Namun, sinyal BAX dan BID tidak cukup untuk memicu pelepasan seluruhnya dari
Cytocrom C. BAK, protein proapoptotic lain yang berada di dalam mitokondria, juga
diperlukan untuk sepenuhnya mempromosikan pelepasan Cytocrom C dan isi
intramembrane lainnya dari mitokondria
Setelah dilepaskan, sitokrom c membentuk kompleks dalam sitoplasma dengan adenosine
triphosphate (dATP), dan APAF-1. Setelah pembentukannya, kompleks ini akan
mengaktifkan procaspase 9 menjadi caspase 9.
Caspase-9 yang aktif akan bekerja sama dengan kompleks Cytocrom C, ATP dan APAF-
1 untuk membentuk apoptosome, yang pada gilirannya mengaktifkan procaspase3
menjadi caspase 3.
Caspase 3 lalu akan memecah DNA Fragmentation Factor ICAD (Inhibitory of Caspase
Activated Dnase) menjadi CAD dan cleaved ICAD
CAD lalu memfragmentasi DNA sehingga terjadi kondensasi chromatin
Selain mengandung Cytocrom C, isi intramembrane mitochondria yang dilepaskan juga
mengandung apoptosis inducing factor (AIF) yang juga memfasilitasi fragmentasi DNA,
dan protein Smac / Diablo yang akan menghambat inhibitor dari apoptosis (IAP)
11
2. Sebutkan penggolongan enzim caspase dan peranannya?
Terdapat 2 tipe (penggolongan) caspase, yaitu :
a. Initiator (apical) caspases
Meliputi : Caspase 2, 8, 9, 10
Berperan untuk memecah bentuk pro-form (procaspase) yang inaktif dari effector
caspases, sehingga effector caspase tersebut menjadi aktif.
b. Effector (executioner) caspases
Meliputi : Caspase 3, 6, 7
Berperan memecah substrat/protein lainnya yang ada di dalam sel, yang akan
menstimulasi proses apoptosis
c. Caspase 4 dan 5 merupakan inflammatory enzymes, tidak termasuk ke dalam Initiator
maupun Effector caspase. Fungsinya terkait dengan maturasi Limfosit T
d. Caspase 1 merupakan Interleukin-1 converting enzyme, fungsinya menginduksi
nekrosis dan pyroptosis.
e. Caspase 14, sebagai mediator pada diferensiasi keratinosit
f. Caspase 11, 12, 13 berperan dalam respon inflamasi