Kaskade biokimia
Kaskade biokimia (juga dikenal sebagai jalur pensinyalan seluler atau jalur pensinyalan dalam konteks biologi sel) adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi di dalam sel biologis sebagai respons terhadap rangsangan eksternal. Rangsangan ini, yang dikenal sebagai "first messenger", berikatan dengan reseptor pada permukaan sel, yang kemudian mentransduksi sinyal ke dalam sel melalui molekul penghubung seperti cAMP atau ion Ca²⁺, yang berfungsi sebagai "second messengers". Molekul-molekul ini memperkuat sinyal dan mentransfernya ke molekul efektor, yang akhirnya menyebabkan respons seluler terhadap rangsangan awal tersebut.
Proses dan Mekanisme
Kaskade biokimia umumnya terjadi dalam urutan linier, di mana satu peristiwa memicu peristiwa berikutnya. Pada setiap langkah dalam kaskade pensinyalan, berbagai faktor pengendali terlibat untuk mengatur aksi seluler, agar sel dapat merespons secara efektif terhadap perubahan lingkungan internal dan eksternal mereka.
Contoh klasik dari kaskade biokimia adalah kaskade koagulasi darah sekunder yang mengarah pada pembentukan fibrin dan inisiasi pembekuan darah. Contoh lainnya adalah jalur pensinyalan Sonic hedgehog, yang merupakan salah satu pengatur utama perkembangan embrionik dan hadir pada semua bilaterian. Protein pensinyalan memberikan informasi kepada sel untuk memastikan perkembangan embrio yang tepat. Ketika jalur ini tidak berfungsi dengan baik, dapat mengakibatkan penyakit seperti karsinoma sel basal. Penelitian terbaru menunjukkan peran pensinyalan hedgehog dalam mengatur sel punca dewasa yang terlibat dalam pemeliharaan dan regenerasi jaringan dewasa. Jalur ini juga telah dikaitkan dengan perkembangan beberapa jenis kanker. Obat-obatan yang secara spesifik menargetkan pensinyalan hedgehog untuk melawan penyakit sedang dikembangkan oleh sejumlah perusahaan farmasi.
Contoh Jalur Pensinyalan Biokimia
Beberapa contoh jalur pensinyalan biokimia meliputi:
- Jalur MAPK/ERK
- Jalur pensinyalan Akt/PKB
- Jalur pensinyalan Notch
- Jalur pensinyalan NF-κB
- Jalur pensinyalan Wnt
- Jalur pensinyalan Sonic hedgehog
Aplikasi dalam Kedokteran
Analisis jalur pensinyalan biokimia memiliki aplikasi penting dalam bidang kedokteran. Misalnya, dalam kanker kolorektal, paket program MatchMiner digunakan untuk memindai nama-nama HUGO untuk gen-gen yang dikloning yang diminati, kemudian dimasukkan ke dalam GoMiner, yang memanfaatkan Gene Ontology (GO) untuk mengidentifikasi proses biologis, fungsi, dan komponen yang diwakili dalam profil gen tersebut. Selain itu, database DAVID dan KEGG dapat digunakan untuk analisis data ekspresi mikromatriks dan analisis setiap proses biologis GO (P), komponen seluler (C), dan fungsi molekuler (F). Alat-alat ini juga menyediakan alat bioinformatika daring untuk menggabungkan informasi biokimia spesifik pada organisme tertentu dan memfasilitasi interpretasi makna biologis untuk data eksperimen.