Apoptosis

Apoptosis (dari bahasa Yunani apo = "dari" dan ptosis = "jatuh") adalah mekanisme biologi yang merupakan salah satu jenis kematian sel terprogram.^{[butuh rujukan]} Apoptosis digunakan oleh organisme multisel untuk membuang sel yang sudah tidak diperlukan oleh tubuh.^{[butuh rujukan]} Apoptosis berbeda dengan nekrosis.^{[butuh rujukan]} Apoptosis pada umumnya berlangsung seumur hidup dan bersifat menguntungkan bagi tubuh, sedangkan nekrosis adalah kematian sel yang disebabkan oleh kerusakan sel secara akut.^{[butuh rujukan]} Contoh nyata dari keuntungan apoptosis adalah pemisahan jari pada embrio.^{[butuh rujukan]} Apoptosis yang dialami oleh sel-sel yang terletak di antara jari menyebabkan masing-masing jari menjadi terpisah satu sama lain.^{[butuh rujukan]} Bila sel kehilangan kemampuan melakukan apoptosis maka sel tersebut dapat membelah secara tak terbatas dan akhirnya menjadi kanker.^[1]

Apoptosis dimulai saat enzim kaspase dari kelompok sisteina protease membentuk kompleks aktivasi protease multi sub-unit yang disebut apoptosom. Apoptosom disintesis setelah terjadi peningkatan permeabilitas membran mitokondria sisi luar dan pelepasan sitokrom c ke dalam sitoplasma.^[2]

Fungsi apoptosis

Hubungan dengan kerusakan sel atau infeksi

Apoptosis dapat terjadi misalnya ketika sel mengalami kerusakan yang sudah tidak dapat diperbaiki lagi.^{[butuh rujukan]} Keputusan untuk melakukan apoptosis berasal dari sel itu sendiri, dari jaringan yang mengelilinginya, atau dari sel yang berasal dari sistem imun.^{[butuh rujukan]}

Bila sel kehilangan kemampuan untuk melakukan apoptosis (misalnya karena mutasi), atau bila inisiatif untuk melakukan apoptosis dihambat (oleh virus), sel yang rusak dapat terus membelah tanpa terbatas, yang akhirnya menjadi kanker.^{[butuh rujukan]} Sebagai contoh, salah satu hal yang dilakukan oleh virus papilloma manusia (HPV) saat melakukan pembajakan sistem genetik sel adalah menggunakan gen E6 yang mendegradasi protein p53.^{[butuh rujukan]} Padahal protein p53 berperan sangat penting pada mekanisme apoptosis.^{[butuh rujukan]} Oleh karena itu, infeksi HPV dapat berakibat pada tumbuhnya kanker serviks.^{[butuh rujukan]}

Sebagai respon stress atau kerusakan DNA

Kondisi yang mengakibatkan sel mengalami stress, misalnya kelaparan, atau kerusakan DNA akibat racun atau paparan terhadap ultraviolet atau radiasi (misalnya radiasi gamma atau sinar X), dapat menyebabkan sel memulai proses apoptosis.^{[butuh rujukan]}

Sebagai upaya menjaga kestabilan jumlah sel

Pada organisme dewasa, jumlah sel dalam suatu organ atau jaringan harus bersifat konstan pada range tertentu.^{[butuh rujukan]} Sel darah dan kulit, misalnya, selalu diperbarui dengan pembelahan diri sel-sel progenitornya, tetapi pembelahan diri tersebut harus dikompensasikan dengan kematian sel yang tua.^{[butuh rujukan]}

Diperkirakan 50-70 milyar sel mati setiap harinya karena apoptosis pada manusia dewasa.^{[butuh rujukan]} Dalam satu tahun, jumlah pembelahan sel dan kematian yang terjadi pada tubuh seseorang mencapai kurang lebih sama dengan berat badan orang tersebut.^{[butuh rujukan]}

Keseimbangan (homeostasis) tercapai ketika kecepatan mitosis (pembelahan sel) pada jaringan disamai oleh kematian sel.^{[butuh rujukan]} Bila keseimbangan ini terganggu, salah satu dari hal berikut ini akan terjadi^{[butuh rujukan]}:

Bila kecepatan pembelahan sel lebih tinggi daripada kecepatan kematian sel, akan terbentuk tumor
Bila kecepatan pembelahan sel lebih rendah daripada kecepatan kematian sel, akan terjadi penyakit karena kekurangan sel.

Kedua keadaan tersebut dapat bersifat fatal atau sangat merusak.

Sebagai bagian dari pertumbuhan

Kematian sel terprogram merupakan bagian penting pada perkembangan jaringan tumbuhan dan metazoa (organisme multisel).^{[butuh rujukan]} Sel yang mengalami apoptosis mengkerut dan inti selnya mengecil, sehingga sel tersebut dapat dengan mudah difagositosis.^{[butuh rujukan]} Proses fagositosis memungkinkan komponen-komponen sel yang tersisa digunakan kembali oleh makrofaga atau sel-sel yang berada di sekitarnya.^{[butuh rujukan]}

Regulasi sistem imun

Sel B dan sel T adalah pelaku utama pertahanan tubuh terhadap zat asing yang dapat menginfeksi tubuh, maupun terhadap sel-sel dari tubuh sendiri yang mengalami perubahan menjadi ganas.^{[butuh rujukan]}

Dalam melakukan tugasnya, sel B dan T harus memiliki kemampuan untuk membedakan antara "milik sendiri" (self) dari "milik asing" (non-self), dan antara antigen "sehat" dan "tidak sehat".^{[butuh rujukan]} (Antigen adalah bagian protein yang dapat berkomplemen secara tepat dengan reseptor unik yang dimiliki sel B dan T pada membran selnya).^{[butuh rujukan]}

"Sel T pembunuh" (killer T cells) menjadi aktif saat terpapar potongan-potongan protein yang tidak sempurna (misalnya karena mutasi), atau terpapar antigen asing karena adanya infeksi virus.^{[butuh rujukan]} Setelah sel T menjadi aktif, sel-sel tersebut bermigrasi keluar dari lymph node, menemukan dan mengenali sel-sel yang tidak sempurna atau terinfeksi, dan membuat sel-sel tersebut melakukan kematian sel terprogram.^{[butuh rujukan]}

Proses apoptosis

Secara morfologi

Sel yang mengalami apoptosis menunjukkan morfologi unik yang dapat dilihat menggunakan mikroskop^{[butuh rujukan]}:

Sel terlihat membulat. Hal itu terjadi karena struktur protein yang menyusun cytoskeleton mengalami pemotongan oleh peptidase yang dikenal sebagai caspase. Caspase diaktivasi oleh mekanisme sel itu sendiri.
Kromatin mengalami degradasi awal dan kondensasi.
Kromatin mengalami kondensasi lebih lanjut dan membentuk potongan-potongan padat pada membran inti.
Membran inti terbelah-belah dan DNA yang berada didalamnya terpotong-potong.
Lapisan dalam dari membran sel, yaitu lapisan lipid fosfatidilserina akan mencuat keluar dan dikenali oleh fagosit,^[3] dan kemudian sel mengalami fagositosis, atau
Sel pecah menjadi beberapa bagian yang disebut badan apoptosis, yang kemudian difagositosis.

Uji laboratorium untuk apoptosis

Uji TUNEL. Uji ini menandai sel dengan DNA yang rusak. Uji ini tidak spesifik untuk apoptosis karena juga dapat menandai sel yang mengalami nekrosis.^{[butuh rujukan]}
Uji Caspase^{[butuh rujukan]}
Uji Annexin^{[butuh rujukan]}
DNA laddering^{[butuh rujukan]}

Rujukan

^ Kimball J. 2009. Apoptosis [terhubung berkala]. http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/A/Apoptosis.html [8 Des 2009].
^ (Inggris)"Portrait of a killer: the mitochondrial apoptosome emerges from the shadows". Molecular Cell Biology Laboratory, Department of Genetics, Smurfit Institute; Hill MM, Adrain C, Martin SJ. Diakses tanggal 2010-07-27.
^ (Inggris)"Immunobiology, chapter 10-12. Resolution of an infection is accompanied by the death of most of the effector cells and the generation of memory cells". Charles A. Janeway, et al. Diakses tanggal 2010-03-21.

[1] Kimball J. 2009. Apoptosis [terhubung berkala]. http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/A/Apoptosis.html [8 Des 2009].

[2] (Inggris)"Portrait of a killer: the mitochondrial apoptosome emerges from the shadows". Molecular Cell Biology Laboratory, Department of Genetics, Smurfit Institute; Hill MM, Adrain C, Martin SJ. Diakses tanggal 2010-07-27.

[3] (Inggris)"Immunobiology, chapter 10-12. Resolution of an infection is accompanied by the death of most of the effector cells and the generation of memory cells". Charles A. Janeway, et al. Diakses tanggal 2010-03-21.

[1]

[2]

[3]