Prion: Pengertian, struktur, fungsi, replikasi dan sifat

Setiap kali kita memikirkan penyakit atau penyebabnya, pikiran kita sering muncul dengan jawaban seperti bakteri dan virus. Namun, bagaimana jika saya memberi tahu Anda bahwa ada satu penjahat tertentu yang tidak memiliki asam nukleat atau organel sel apa pun! Ini sebenarnya bukan organisme. Ini adalah biomolekul tunggal – Protein! Bayangkan saja, hanya ada satu molekul protein yang bertambah jumlahnya dan dapat menyebabkan penyakit! Tetapi bagaimana sebuah protein dapat bereplikasi? Khususnya tanpa enzim atau mesin seluler! Ya, itu tidak benar-benar meniru, tetapi jumlahnya bertambah!

Protein-protein aneh ini disebut Prion, sebuah istilah yang diciptakan oleh Dr. Stanley Prusiner. Dia dan timnya mengisolasi protein itu sendiri. Prusiner memenangkan Hadiah Nobel Kedokteran pada tahun 1997 untuk penelitiannya tentang prion. Selama beberapa tahun, prion bukanlah misteri bagi para peneliti, karena mereka sangat sulit untuk diisolasi. Fungsi mereka masih belum sepenuhnya dipahami hingga saat ini!

Prion hadir di seluruh tubuh Anda, terutama di otak! Jadi mengapa protein yang sama ini menyebabkan masalah? Dan jika mereka hadir di semua orang, mengapa kita semua tidak terpengaruh oleh dampak negatifnya? Jawaban singkat? Perbedaannya ada pada struktur mereka! Protein prion dalam tubuh kita dan protein prion penyebab penyakit berbeda dalam hal struktur.

Struktur Protein

Sebelum kita terjun ke prion, penting untuk memahami struktur protein dan bagaimana hubungannya dengan fungsinya. Protein sebenarnya memiliki 4 level struktur! Protein dibuat dari rangkaian asam amino, dan rantai ini (juga dikenal sebagai polipeptida) membentuk struktur utamanya. Tergantung pada asam amino ini dan interaksi melalui ikatan hidrogen di antara mereka, dua jenis struktur sekunder dapat dibentuk, yaitu alfa-heliks dan beta-sheets. Struktur ini kemudian dilipat menjadi struktur tiga dimensi. Lipat ini didorong oleh interaksi hidrofobik. Struktur dijaga tetap utuh melalui jembatan garam (kombinasi ikatan hidrogen dan ikatan ionik) dan ikatan disulfida. Akhirnya, banyak sub unit berkumpul dan membentuk struktur kuaterner. Struktur ini bertindak sebagai satu unit dan melakukan berbagai fungsi.

Ini berarti bahwa urutan asam amino menentukan struktur protein fungsional. Berikutnya adalah hubungan antara struktur dan fungsi! Protein tidak mengikat secara acak target mereka. Mereka memiliki situs aktif spesifik yang digunakan untuk mengikat dan melanjutkan pekerjaannya. Jadi, pada akhirnya, jika strukturnya berubah, itu akan mengubah bentuk situs yang aktif. Ini akan menghentikan protein untuk dapat melakukan tugasnya! Juga, dalam kasus tertentu, perubahan struktur akan mengubah fungsi dan menyebabkan masalah, karena mungkin mengikat target yang tidak dimaksudkan untuk protein tertentu!

Sekarang, saatnya mempelajari prion!

Struktur Prion

Protein prion (PrP) yang ditemukan dalam tubuh kita dan mereka yang menyebabkan penyakit berbeda secara struktural. Beberapa dari mereka bahkan tahan terhadap protease (enzim yang menurunkan protein). Kita akan melihat kedua isoform.

PrPC – Protein ini ditemukan di membran sel. Mereka diyakini memainkan peran penting dalam pensinyalan dan adhesi sel. Namun, penelitian sedang berlangsung karena masalah yang terkait dengan fungsinya belum terpecahkan.

PrPSc – Prion penyebab penyakit ini resistan terhadap protease. Ini mengubah PrPC dengan memengaruhi konformasinya. Perubahan struktur mengubah cara interaksi dan interkoneksi dengan protein! Struktur 3-D prion ini tidak diketahui, tetapi apa yang kita ketahui adalah bahwa mereka memiliki lebih banyak lembaran beta daripada struktur alfa-helik yang biasa. Prion ini juga membentuk serat amiloid yang sangat terstruktur. Ujung serat bertindak sebagai templat untuk dilekati protein bebas lainnya. Hanya prion yang serupa dengan asam amino yang sama yang dapat mengikat! Ikatan lintas spesies sangat jarang, tetapi itu mungkin.struktur prion

Fungsi

Memahami fungsi prion belum menjadi tugas yang mudah. Terlepas dari kemajuan teknologi kami, kami belum mendapatkan bukti jelas dari fungsi yang dimilikinya dalam tubuh. Pendekatan yang diambil oleh para ilmuwan adalah untuk memisahkan gen dari tikus dan mencari perubahan. Pada dasarnya, ini untuk memeriksa, jika kita menghapus PrP, apakah ada yang salah atau tidak? Eksperimen semacam itu telah memberikan jawaban yang tidak jelas dan tikus hanya menunjukkan kelainan kecil.

Sebuah studi tahun 2004 menunjukkan bahwa kurangnya gen PrP pada tikus mengubah potensiasi jangka panjang pada hipokampus. Juga, artikel 2006 lainnya menunjukkan bahwa ekspresi PrP pada sel induk diperlukan untuk pembaharuan diri dari sumsum tulang. Kurangnya PrP juga membuat sel-sel peka terhadap penipisan sel.

Sifat

  • Prion sangat kecil sehingga bahkan lebih kecil dari virus dan hanya dapat dilihat melalui mikroskop elektron ketika mereka telah mengumpulkan dan membentuk sebuah cluster.
  • Prion juga unik karena tidak mengandung asam nukleat, tidak seperti bakteri, jamur, virus dan patogen lainnya. Prion karenanya tahan terhadap prosedur yang menghancurkan patogen dengan memecah asam nukleat.
  • Lebih jauh, karena partikel-partikel ini adalah versi abnormal dari protein normal yang sudah dikodekan dalam tubuh, mereka tidak memicu respons imun inang, seperti yang dilakukan patogen lainnya.
  • Protein prion normal dianggap terdiri dari gulungan fleksibel yang disebut heliks alfa, tetapi dalam bentuk terlipat yang abnormal, heliks ini direntangkan ke dalam struktur padat yang disebut lembaran beta.
  • Enzim sel yang disebut sebagai protease dapat memecah protein normal, tetapi protein prion resisten terhadap ini dan kemudian berakumulasi dalam jaringan otak ketika mereka bereplikasi.

Perilaku seperti prion juga dapat dilihat pada beberapa jenis jamur. Prion jamur ini telah dipelajari secara luas untuk memberikan petunjuk tentang bagaimana prion mempengaruhi mamalia, meskipun prion jamur tidak berbahaya bagi inangnya.

Bagaimana prion menginfeksi dan mereplikasi?

Topik infeksi dan replikasi Prion telah menjadi topik yang paling kontroversial. Karena, jika Anda memikirkannya, bagaimana molekul protein dapat bertambah jumlahnya tanpa menggunakan Transkripsi atau translasi? Tidak memiliki mesin seluler seharusnya membuat tugas replikasi menjadi tidak mungkin. Tetapi prion melakukan hal itu!

Mirip dengan fungsi, mencari tahu mekanisme replikasinya bukanlah tugas yang mudah. Infeksi sel in vitro telah sulit dan sebagian besar berakhir dengan kegagalan. Sebagian besar germ sel (yang kita gunakan untuk percobaan) yang mengekspresikan PrP seluler resisten terhadap infeksi prion. Bahkan jika germ sel tertentu rentan terhadap galur PrP, kemungkinan besar akan resisten terhadap galur lain. Masalah lain yang dihadapi oleh para peneliti adalah kurangnya antibodi yang secara meyakinkan dapat mendeteksi PrP (Sc). Masalah-masalah ini dikombinasikan telah membuat replikasi prion sulit dipahami.

Asupan Prion

Langkah awal dalam memahami seluruh proses infeksi adalah mengetahui bagaimana prion diambil oleh sel. Tingkat penerimaan prion oleh germ sel tergantung pada bagaimana persiapan (mengandung prion) dibuat dan jika mereka diperlakukan oleh agen / bahan kimia. Banyak penelitian telah menunjukkan bahwa strain yang diketahui resisten terhadap prion telah menggunakan PrP (Sc). Ini membuat mereka berpikir bahwa reseptor untuk PrP (Sc) hadir bahkan di garis sel yang resistan! Reseptor yang telah terbukti mempengaruhi asupan prion ke dalam sel adalah LRP / LR, HS, dan Proteoglikan. Ketika tikus digunakan yang tidak memiliki reseptor LRP / LR, penurunan asupan prion diamati. Tes semacam itu mengukuhkan fakta bahwa reseptor ini memainkan peran penting.

Metode lain untuk penyerapan prion adalah makropinositosis. Sebuah tes dilakukan di mana inhibitor makropinositosis digunakan untuk memblokir proses dan sekali lagi, penurunan penyerapan diamati. Ini hanya beberapa cara yang diketahui bahwa penyerapan terjadi.

Pembentukan Prion

Proses pembentukan tidak sepenuhnya dipahami, tetapi para peneliti telah melihat berbagai faktor yang mempengaruhi pembentukannya dan dengan demikian dapat memainkan peran dalam pembentukan tersebut. Penelitian telah menunjukkan bahwa ini adalah proses yang cepat dan dimulai dalam beberapa menit hingga beberapa jam. Produksi PrP (Sc) sering bersifat sementara dan tidak berakhir sebagai infeksi. Salah satu hal yang penting untuk pembentukan prion adalah lipid rakit. Diamati bahwa setelah pengobatan dengan obat filipin, pembentukan prion berhenti. Obat filipin menghabiskan kolesterol dan mengganggu rakit lipid.

PrP (Sc) sebagian besar terlihat di sisi internal dengan hanya beberapa menit dari mereka berada di permukaan sel. Agar PrP (C) dikonversi menjadi PrP (Sc), PrP (C) harus dikirim ke membran plasma. Setelah penghapusan PrP (C), diamati bahwa akumulasi PrP (Sc) berkurang di dalam sel dan dalam percobaan lain, gangguan transportasi PrP (C) ke membran sel secara efektif menyembuhkan sel, karena mencegah PrP (Sc) ) pembentukan. Bahkan sel-sel yang kekurangan GPI (Glycosylphosphatidylinositol) sebagian tidak dapat mempertahankan pembentukan PrP (Sc) dalam sel.

Bagaimana prion menyebar dari sel ke sel?

Ada dua cara utama untuk menyebarkan prion ke dalam sel. Cara pertama adalah melalui pelepasan PrP (Sc) ke dalam media kultur sel dan cara kedua adalah melepaskannya dengan eksosom. Sebuah studi oleh Kanu dan rekannya menunjukkan bahwa infeksi sel-ke-sel bergantung pada kedekatan sel atau kontak langsung. Dalam beberapa penelitian, PrP (Sc) dilepaskan ke dalam kultur, tetapi transmisi ke sel terdekat lebih disukai. Metode yang tepat dari infeksi sel ke sel tidak dipahami dengan baik, tetapi penelitian terbaru mengatakan bahwa jembatan sitoplasma terlibat. Jembatan-jembatan ini dikenal sebagai tabung tunneling, dibentuk dari aktin, yang membantu dalam komunikasi antar sel.

Penyakit prion

Penyakit prion (secara kolektif dikenal sebagai ensefalopati spongiformis menular) terdiri dari beberapa kondisi yang dapat mempengaruhi manusia dan hewan lainnya. Penyakit prion yang paling umum diketahui yang mempengaruhi manusia adalah Creutzfeldt-Jakob Disease (CJD) dan variasinya. Beberapa penyakit lain yang dikenal adalah Scrapie (Domba) dan Bovine spongiform encephalopathies (umumnya dikenal sebagai Penyakit Sapi Gila).

Prion: Pengertian, struktur, fungsi, replikasi dan sifat
Prion: Pengertian, struktur, fungsi, replikasi dan sifat 1

Setiap kali kita memikirkan penyakit atau penyebabnya, pikiran kita sering muncul dengan jawaban seperti bakteri dan virus. Namun, bagaimana jika saya memb

Editor's Rating:
5

Leave a Comment

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *