Kita harus menekankan bahwa meskipun berbagai macam jalur protein dalam sel menyediakan fungsi kehidupan, hanya memiliki jalur itu tidak menghasilkan kehidupan. Kehidupan bergantung pada koordinasi dan regulasi yang tepat dari jalur protein sel. Otak dan sistem saraf pendukung mewakili mekanisme pengaturan yang mengoordinasikan semua jalur yang menyediakan kehidupan ini.
Jadi. . . dimana otak selnya? Nah, bertentangan dengan apa yang mungkin Anda ketahui, itu tidak ada dalam gen. Jika Anda mengingat kembali biologi sekolah menengah atau perguruan tinggi, Anda mungkin ingat bahwa organel terbesar sel, nukleus, digambarkan sebagai pusat kendali atau otak sel. Karena dianggap bahwa gen mengendalikan kehidupan dan bahwa gen-gen tersebut ditempatkan di dalam nukleus, tidak perlu dipikirkan lagi untuk berasumsi bahwa organel ini mewakili otak sel. Namun, mengingat sifat asumsi yang terkenal, kita harus mempertanyakan keakuratan kepercayaan ini.
Pengamatan dari eksperimen yang diterbitkan 80 tahun lalu menantang asumsi bahwa gen adalah otak dari operasi tersebut. Ketika seseorang mengeluarkan otak dari seekor ayam individu yang hidup dengan kepala terpenggal sekalipun – individu itu mati. Tetapi jika inti dikeluarkan dari sel, proses yang disebut enukleasi, sel bertahan, dan banyak yang dapat hidup selama dua bulan atau lebih tanpa gen mereka! Faktanya, sel-sel berinti akan terus berfungsi secara normal sampai mereka perlu mengganti bagian-bagian protein yang penting untuk kelangsungan hidup mereka.
Gen hanyalah cetak biru yang digunakan untuk membuat bagian-bagian protein. Sel-sel berinti akhirnya mati, bukan karena tidak adanya gen secara langsung, tetapi karena mereka tidak dapat mengganti bagian-bagian proteinnya yang aus dan, sebagai akibatnya, mereka pasti mulai membusuk. Sementara pemikiran tradisional telah mengajarkan kita untuk percaya bahwa nukleus adalah otak sel, sebenarnya, nukleus adalah fungsi yang setara dengan gonad sel, sistem reproduksinya.
Kesalahpahaman ini bisa dimengerti. Sepanjang sejarah, sains sebagian besar telah menjadi "klub anak laki-laki tua". Karena laki-laki konon berpikir dengan gonad mereka, membingungkan inti sel dengan otaknya, dalam terang bias itu, merupakan kesalahan yang dapat dimengerti.
Jadi, jika gen itu bukan otak, lalu apa? Otak sebenarnya adalah membran sel, setara dengan kulit sel. Di dalam membran terdapat sakelar protein yang merespons sinyal lingkungan dengan menyampaikan informasinya ke jalur protein internal. Sebuah saklar membran yang berbeda ada untuk hampir setiap sinyal lingkungan yang dikenali oleh sel. Beberapa saklar merespons estrogen, beberapa untuk adrenalin, beberapa kalsium, beberapa gelombang cahaya, dan sebagainya.
Meskipun mungkin ada seratus ribu sakelar dalam membran sel, kita tidak perlu mempelajarinya satu per satu, karena semuanya memiliki struktur dan fungsi dasar yang sama. Berikut ini adalah ilustrasi konseptual dari saklar membran genetik.
Gambar A: Setiap sel memiliki protein reseptor dan protein efektor yang memanjang melalui membran sel, menghubungkan sitoplasma dengan lingkungan sekitarnya.
Secara metaforis, protein ini berfungsi sebagai sakelar as
yang menggerakkan motor dan roda gigi sel.
Gambar B: Ketika protein reseptor menerima
sinyal dari lingkungan, itu memodifikasi
membentuk dan menghubungkan dengan protein efektor.
Setiap sakelar membran adalah unit persepsi, terdiri dari dua bagian mendasar, a protein reseptor danprotein efektor. Protein reseptor, seperti namanya, menerima, atau merasakan, sinyal dari lingkungan. Setelah menerima sinyal pelengkap utamanya (Sinyal Primer pada Gambar B), reseptor yang sekarang diaktifkan bergerak ke dan, dengan demikian, mampu mengikat protein efektor sakelar.
Pada ilustrasi di sebelah kanan, tampak seolah-olah protein reseptor dan protein efektor berjabat tangan (panah pada Gambar B). Koneksi inilah yang memungkinkan informasi dari luar sel ditransmisikan ke dalam sel di mana informasi tersebut digunakan untuk melibatkan perilaku.
Ketika diaktifkan oleh reseptor, protein efektor mengirimkan sinyal sekunder (Sinyal Sekunder pada gambar B) melalui sitoplasma di dalam sel yang mengontrol fungsi dan jalur protein tertentu. Aktivitas sakelar membran yang terkoordinasi memungkinkan sel untuk mempertahankan hidupnya dengan mengatur metabolisme dan fisiologi sebagai respons terhadap lingkungan yang selalu berubah.
Protein reseptor memberi sel kesadaran akan unsur-unsur lingkungan, sedangkan protein efektor sakelar menghasilkan sinyal, yang merupakan sensasi fisik yang mengatur fungsi sel tertentu. Bersama-sama, sakelar ini, yang terletak di membran sel, memberikan “kesadaran akan elemen lingkungan melalui sensasi fisik.
Ungkapan itu menawarkan kunci untuk membuka rahasia kehidupan. Apakah kamu siap?
Kata-kata itu adalah definisi kamus dari persepsi, sebuah kata yang berasal dari bahasa Latin berarti “pemahaman” atau, secara harfiah, “menerima.” Akibatnya, sakelar protein dalam membran sel mewakili unit persepsi molekuler yang mendasar. Karena sakelar ini mengontrol jalur molekuler sel dan fungsi biologis spesifik, kami dapat dengan yakin menyimpulkan bahwa persepsi mengontrol perilaku!
Juga, para pembaca yang budiman-fakta bahwa persepsi mengendalikan perilaku baik di tingkat seluler maupun manusia-adalah nyatarahasia hidup!
Kesimpulan Biologi Baru #3
Saklar persepsi protein di membran sel merespons sinyal lingkungan dengan mengatur fungsi dan perilaku sel.