membran basal adalah struktur ekstraseluler yang melapisi jaringan hampir semua organisme multiselular. Ini terutama terdiri dari glikoprotein kolagen dan non-kolagen.
Struktur ini bertanggung jawab untuk memisahkan epitel dari satu jaringan stroma dari yang lain. Biasanya ditemukan di daerah basolateral jaringan epitel, di endotelium, di daerah perifer akson, di sel lemak dan juga di sel otot.
Gambar yang mengilustrasikan membran basal pada penutup mulut (Sumber: Wiki-minor [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] melalui Wikimedia Commons)
Membran basal terdiri dari molekul besar yang tidak larut yang terikat bersama untuk membentuk ultrastruktur seperti lembaran melalui proses yang dikenal sebagai “perakitan sendiri”. Proses ini didorong oleh penahan berbagai reseptor permukaan sel.
Sebagian besar sel tubuh mampu memproduksi bahan yang diperlukan untuk struktur membran basal tergantung pada jaringan tempat mereka berasal.
Penyakit seperti sindrom Alport dan sindrom Knobloch dikaitkan dengan mutasi pada gen yang mengkode rantai kolagen dari membran dasar, itulah sebabnya studi tentang struktur dan sifat mereka menjadi populer selama bertahun-tahun.
Kompleksitas membran basal tidak dapat dinilai dengan mikroskop elektron, karena teknik ini tidak memungkinkan perbedaan antara membran basal yang berbeda. Di sisi lain, teknik karakterisasi yang lebih tepat diperlukan untuk studinya, seperti pemindaian mikroskop.
Indeks artikel
Karakteristik
Membran basal adalah struktur padat dan amorf, mirip dengan daun. Tebalnya 50 hingga 100 nm, seperti yang ditentukan oleh mikroskop elektron transmisi. Studi tentang strukturnya menentukan bahwa ia memiliki karakteristik yang mirip dengan matriks seluler, tetapi berbeda dalam hal kepadatan dan asosiasi selulernya.
Tergantung pada organ dan jaringan, perbedaan diamati dalam komposisi dan struktur membran basal, itulah sebabnya diperkirakan ada lingkungan mikro tertentu yang dibatasi olehnya di setiap jaringan.
Spesifisitas setiap membran basal mungkin karena komposisi molekul dan diyakini bahwa variasi biokimia dan molekuler memberikan identitas unik untuk setiap jaringan yang bersangkutan.
Sel epitel, endotel, dan banyak sel mesenkim menghasilkan membran basal. Sebagian besar plastisitas sel-sel ini diberikan oleh struktur ini. Selain itu, tampaknya berfungsi sebagai pendukung sel-sel yang berpartisipasi dalam lapisan organ.
Struktur
Salah satu karakteristik yang paling menarik dari membran basal adalah kemampuannya untuk merakit sendiri dari komponen yang membentuknya, membentuk struktur serupa dalam bentuk lembaran.
Berbagai jenis kolagen, protein laminin, proteoglikan, protein pengikat kalsium, dan protein struktural lainnya adalah komponen paling umum dari membran basal. Perlecan dan nidogen/entactin adalah protein penyusun lain dari membran basal.
Di antara karakteristik arsitektur utama membran basal adalah adanya dua jaringan independen, satu dibentuk oleh kolagen dan yang lainnya oleh beberapa isoform laminin.
Jaringan kolagen sangat terikat silang dan merupakan komponen yang menjaga stabilitas mekanik membran basal. Kolagen dalam membran ini unik untuk mereka dan dikenal sebagai kolagen tipe IV.
Jaringan laminin tidak terikat secara kovalen dan pada beberapa membran menjadi lebih dinamis daripada jaringan kolagen IV.
Kedua jaringan tersebut dihubungkan oleh protein nidogen/entactin yang sangat fleksibel dan memungkinkan untuk mengikat, selain kedua jaringan tersebut, komponen lain seperti jangkar protein reseptor pada permukaan sel.
perakitan
Self-assembly dirangsang oleh kopling antara kolagen tipe IV dan laminin. Protein-protein ini dalam urutannya mengandung informasi yang diperlukan untuk pengikatan primer, memungkinkan mereka untuk memulai perakitan mandiri antarmolekul dan membentuk struktur seperti lembaran basal.
Protein permukaan sel seperti integrin (terutama integrin 1) dan distroglikan memfasilitasi deposisi awal polimer laminin melalui interaksi spesifik lokasi.
Polimer kolagen tipe IV berasosiasi dengan polimer laminin pada permukaan sel melalui jembatan nidogen/entaktin. Scaffold ini kemudian menyediakan situs interaksi spesifik untuk konstituen lain dari membran basal untuk berinteraksi dan menghasilkan membran yang berfungsi penuh.
Berbagai jenis sambungan nidogen / entaktin telah diidentifikasi di membran dasar dan semuanya mendorong pembentukan jaringan dalam struktur.
Protein nidogen / entactin, bersama dengan dua jaringan kolagen IV dan laminin, menstabilkan jaringan dan memberikan kekakuan pada struktur.
Fitur
Membran basal selalu berhubungan dengan sel dan fungsi utamanya berkaitan dengan memberikan dukungan struktural, membagi jaringan menjadi kompartemen dan mengatur perilaku sel.
Membran basal kontinu bertindak sebagai filter molekul selektif antara kompartemen jaringan, yaitu, mereka mempertahankan kontrol ketat transit dan pergerakan sel dan molekul bioaktif di kedua arah.
Meskipun membran basal bertindak sebagai gerbang selektif untuk mencegah pergerakan bebas sel, tampaknya ada mekanisme spesifik yang memungkinkan sel inflamasi dan sel tumor metastatik untuk menyeberang dan menurunkan penghalang yang diwakili oleh membran basal.
Dalam beberapa tahun terakhir, banyak penelitian telah dilakukan tentang peran membran basal sebagai pengatur pertumbuhan dan diferensiasi sel, karena membran basal memiliki reseptor dengan kemampuan untuk mengikat sitokin dan faktor pertumbuhan.
Reseptor yang sama pada membran basal ini dapat berfungsi sebagai reservoir untuk pelepasan terkontrol mereka selama proses recaraling atau perbaikan fisiologis.
Membran basal adalah komponen struktural dan fungsional penting dari semua pembuluh darah dan kapiler, dan mereka memainkan peran penting dalam menentukan perkembangan kanker, terutama yang berkaitan dengan metastasis atau migrasi sel.
Fungsi lain yang dipenuhi oleh struktur ini berkaitan dengan transduksi sinyal.
Otot rangka, misalnya, dikelilingi oleh membran basal dan memiliki bercak kecil yang khas di tempat perlekatan neuromuskular; Patch ini bertanggung jawab untuk mengirimkan sinyal dari sistem saraf .
Referensi
- Breitkreutz, D., Mirancea, N., & Nischt, R. (2009). Membran basement di kulit: struktur matriks unik dengan fungsi beragam? Histokimia dan biologi sel, 132 (1), 1-10.
- LeBleu, VS, MacDonald, B., & Kalluri, R. (2007). Struktur dan fungsi membran basal. Biologi eksperimental dan kedokteran, 232 (9), 1121-1129.
- Martin, GR, & Timpl, R. (1987). Laminin dan komponen membran basal lainnya. Ulasan tahunan biologi sel, 3 (1), 57-85
- Raghu, K. (2003). Membran basement: Struktur, perakitan dan peran dalam angiogenesis tumor. Nat Med, 3, 442-433.
- Timpl, R. (1996). Organisasi makromolekul membran basal. Pendapat terkini dalam biologi sel, 8 (5), 618-624.
- Yurchenco, PD, & Schittny, JC (1990). Arsitektur molekuler membran basal. Jurnal FASEB, 4 (6), 1577-1590.
